Sieci komputerowe

WYKŁAD - 6

Sieć komputerowa

•jest to układ co najmniej

dwóch komputerów i

urządzeń końcowych

powiązanych ze sobą

liniami i urządzeniami

transmisji danych, służący

przesyłania danych;

Cel tworzenia sieci.

• współużytkowanie programów i plików;

• współużytkowanie innych zasobów:

drukarek, ploterów, pamięci

masowych, itd.

• współużytkowanie baz danych;

• ograniczenie wydatków na zakup stacji

roboczych;

• tworzenie grup roboczych - ludzie z

różnych miejsc mogą uczestniczyć w

tym samym projekcie;

• poczta elektroniczna, szybkie i

łatwe komunikowanie się;

• oprogramowanie wspomagające

pracę grup roboczych i obieg

dokumentów;

• rozwój organizacji - sieci mogą

zmieniać strukturę organizacyjną

firmy i sposób jej zarządzania;

Klasyfikacja sieci

• lokalna sieć komputerowa (LAN

- Local Area Network) - jest to sieć
łącząca użytkowników na
niewielkim obszarze
(pomieszczenie, budynek).

• miejska sieć komputerowa

(MAN - Metropolitan Area Network)
- jest to sieć o zasięgu miasta.

• rozległa sieć komputerowa

(WAN - Wide Area Network) - jest
to sieć, która przekracza granice
miast, państw, kontynentów.

• Sieć korporacyjna (Enterprise

Network) – sieć łącząca systemy

komputerowe wewnątrz organizacji bez

względu na położenie geograficzne,

sprzęt komputerowy, system

operacyjny i protokoły komunikacyjne.

• Sieć terytorialna, kampusowa

(Campus Network) - sieć obejmuje

swym zasięgiem kilka budynków

znajdujących się np. na terenie uczelni,

przedsiębiorstwa;

Składniki sieci – sprzęt

i oprogramowanie

• sieciowy system operacyjny –

to system operacyjny posiadający

wbudowane mechanizmy

komunikacji z innymi komputerami

• serwery - urządzenia lub

oprogramowanie świadczące pewne

usługi sieciowe, np.: serwer plików,

serwer poczty elektronicznej, serwer

komunikacyjny, serwer bazy

danych, serwer archiwizujący, itd.

• systemy klienta - węzły lub stacje

robocze przyłączone do sieci przez
karty sieciowe.

• karty sieciowe - adapter

pozwalający na przyłączenie
komputera do sieci. Stosowane są
różne rodzaje kart w zależności od
tego do pracy w jakiej sieci są
przeznaczone;

• Media transmisyjne - system

okablowania łączący stacje robocze i
serwery. W przypadku sieci
bezprzewodowych może to być
podczerwień, lub fale radiowe;

• współdzielone zasoby i urządzenia

peryferyjne - mogą to być drukarki,
plotery, napędy dysków optycznych, itd.

Typy sieci lokalnych:

Ze względu na funkcje spełniane przez

poszczególne komputery wyróżniamy

sieci:

– Partnerskie-(peer to peer) –

poszczególne komputery są stacjami

roboczymi i jednocześnie mogą pełnić

rolę serwerów, czyli udostępniają

swoje zasoby innym

– Klient- Serwer - jeden bądź więcej

komputerów pełnia rolę serwera.

Udostępniają swoje zasoby innym.

Topologia sieci

określa rozmieszczenie łączy między stacjami

i samych łączy stacji roboczych.

Można wyróżnić następujące topologie

sieci:
• gwiazda,
• pierścień,
• magistrala,
• drzewiasta,
• punkt – punkt.

Topologia gwiazdy

• wszystkie stacje robocze są połączone

tylko z jedną stacją centralną przez
którą odbywa się komunikacja.

Zalety:
• centralne sterowanie ułatwia

zarządzanie siecią oraz jej zasobami

• proste dołączanie nowych stacji

Wady topologii gwiazdy:
• awaria kontrolera powoduje

przerwanie całej sieci

• prędkość pracy kontrolera ogranicza

szybkość przesyłania danych

• dołączanie nowej stacji wymaga

położenia nowego kabla

Topologia pierścienia

• wszystkie stacje włączone w pierścień zajmują

się przekazywaniem sygnałów (tylko w jednym

kierunku).

Zalety:
• przesyłane dane są dostępne dla wszystkich

stacji

• wszystkie stacje oprócz nadawania i odbierania

sygnałów zajmują się ich wzmacnianiem

Wady:
• zdarzają się nietypowe zjawiska, jak: krążący w

nieskończoność pakiet z danymi

• przerwanie pierścienia zawiesza pracę całej

sieci

Topologia magistrali

• wszystkie stacje dołączone są do

wspólnego odcinka przewodu magistrali

Zalety:
• transmitowane dane docierają od

wszystkich stacji

• brak wrażliwości na uszkodzenia

dowolnej stacji

• łatwość dołączenia nowych stacji

Wady topologii magistrali -

ograniczony przestrzenny zasięg

Zastosowanie - sieci lokalne

Topologia drzewa

• jest strukturą podobną
do magistrali
główny przewód
komunikacyjny
rozgałęzia się
w wielu miejscach.

Topologia punkt – punkt

(point to point):

• Polega na łączeniu komputera

z wszystkimi innymi pracującymi
w sieci. Nadaje się tylko dla małych
sieci. Przyłączanie kolejnych
stanowisk powoduje znaczne
zwiększenie liczby połączeń.
Rzadko stosowana.

Topologie sieci

bezprzewodowych

W sieciach bezprzewodowych

możemy zastosować dwa typy
topologii:

• gwiazdy
• kraty

Realizacja topologii gwiazdy

w sieciach bezprzewodowych

• Topologia gwiazdy jest najczęściej stosowanym typem.

Wykorzystuje ona w celach komunikacyjnych punkt
dostępowy (Access Point), który kieruje przekaz do
poszczególnych komputerów w sieci lub do następnego
węzła.

• Access Point może być zastosowany jako most do sieci

lokalnej.

• Sieci budowane w tej technologii są bardzo wydajne i

łatwe w rozbudowie.

• Rozbudowę przeprowadza się poprzez dodawanie

kolejnych punktów dostępu. Punkty centralne łączą się
ze sobą, tworząc rozbudowaną sieć bezprzewodową.

Topologia kraty w sieciach

bezprzewodowych – sieć "ad-

hoc".

• Brak centralnej stacji bazowej
• Komputery komunikują się ze sobą bezpośrednio, czyli bez

pośrednictwa punktów dostępowych, każdy węzeł może
komunikować się z sąsiednimi.

• decyzje o sposobie przekazywania pakietów podejmują

same komputery za pomocą specjalnego oprogramowania.

• Protokoły sieciowe automatycznie wykrywają nowe węzły

sieci.

• Każdy komputer buduję sobie własną bazę węzłów

znajdujących się w sieci. Baza ta jest na bieżąco
uaktualniana.

• Sieć sama wykrywa nowe węzły.

Jednostki miary przesyłania

informacji

• pasmo (ang. bandwidth) określające ilość

informacji, jaka może przepływać z

jednego miejsca do drugiego w jednostce

czasu.

• Jednostka miary pasma - 1 bit na sekundę,

oznaczany 1 b/s (ang.1 bps) lub 1bit/s.

• Wielokrotności to: 1 Kb/s, 1 Mb/s i 1 Gb/s.

• Pasmo jest wielkością teoretyczną.

W rzeczywistości na ilość faktycznie
przesyłanych informacji w danej chwili
ma wpływ wiele czynników, m.in.:
topologia sieci, konfiguracja hostów,
czynniki zewnętrzne.

• Pasmo, które jest dostępne w danej

chwili po uwzględnieniu różnych
czynników, nazywamy
przepustowością sieci.

Niektóre organizacje

ustalające standardy:

• ISO - Międzynarodowa Organizacja

Standaryzacyjna (International
Organization for Standarization)

• ANSI -Amerykański Narodowy

Instytut Normalizacji

• IEEE - Stowarzyszenie Inżynierów

Elektryków i Elektroników (ang. The
Institute of Electrical and Electronic
Engineers)

Systemy otwarte - model

odniesienia ISO - OSI

System otwarty to system zgodny z

zaleceniami modelu odniesienia i zdolny do

wymiany informacji z innymi systemami

otwartymi.

Istota modelu odniesienia
• Systemy otwarte realizują pewne funkcje.

Jeżeli połączymy ze sobą kilka systemów

otwartych, to podsystemy, w których

realizowane są takie same funkcje utworzą

warstwę.

Warstwy modelu odniesienia

W a r s t w a

a p l i k a c j i

W a r s t w a

p r e z e n t a c ji

W a r s t w a

s e s j i

W a r s t w a

t r a n s p o r t o w a

W a r s t w a

s i e c i o w a

W a r s t w a

ł ą c z a d a n y c h

W a r s t w a

fi z y c z n a

W a r s tw a

a p l i k a c j i

W a r s t w a

p r e z e n t a c ji

W a r s tw a

s e s j i

W a r s tw a

t r a n s p o r t o w a

W a r s tw a

s i e c i o w a

W a r s t w a

ł ą c z a d a n y c h

W a r s tw a

fi z y c z n a

s ta c j a

r o b o c z a

s e r w e r

Warstwy modelu odniesienia

i ich funkcje

1. Warstwa fizyczna

– generowanie informacji w postaci

ciągu bitów

– kontrola poprawności transmisji

2. Warstwa łącza danych

– zestawianie ciągu bitów w ramki
– eliminacja ewentualnych

duplikatów ramek

– odtwarzanie błędnie

wygenerowanych ramek

3. Warstwa sieciowa

– tworzenie pakietów informacyjnych
– identyfikacja i wybór drogi do transmisji pakietu

(marszrutyzacja)

– ustalanie hierarchii transmisji pakietów
– analiza obciążenia sieci
– taryfikacja

4. Warstwa transportowa

– kontrola poprawności transmisji
– realizacja transmisji rozsiewnej (rozsyłanie tego

samego komunikatu równocześnie do

wszystkich odbiorców pewnej podsieci - np.

konkretnej grupy roboczej)

5. Warstwa sesji

– ustalanie rodzaju transmisji (pełny

dupleks, półdupleks)

– realizacja połączeń gwarantujących

transfer zbiorów

– realizacja transformacji adresowych

6. Warstwa prezentacji

– kompresja tekstu
– kodowanie tekstu
– szyfrowanie tekstu

7. Warstwa aplikacji

(oprogramowania
użytkowego)

– ustalanie formatów

wymienianych informacji
(wiadomości)

Pierwsze trzy warstwy stanowią podsystem

komunikacyjny, cztery następne - są
zorientowane na obsługę użytkownika.

Protokoły, pakiety, ramki

• Protokół jest zdefiniowanym

sposobem komunikowania się z innym
systemem. Określa czas dla
poszczególnych sygnałów oraz strukturę
danych.

• W środowiskach sieciowych dane

przesyłane są w pakietach przez
warstwy protokołów oraz w postaci
ramek (strumienia bitów) przez
połączenia fizyczne.

• Pakiet jest rodzajem „paczki

danych” przesyłanej między
urządzeniami przy wykorzystaniu
łącza komunikacyjnego.
Dane umieszczane są w pakietach
przez różne podsystemy
komunikacyjne (warstwy), następnie
tworzone są ramki, które przesyła
się przez łącza komunikacyjne.

• Konwersja protokołów jest

procesem tłumaczenia sygnałów
elektrycznych lub formatów
danych jednego systemu
komunikacyjnego na postać
umożliwiającą transmisję w innym
systemie.

Kompresja danych

• W celu umożliwienia szybszego

przesyłania danych stosuje się
kompresję.

• Kompresja powoduje zapisanie

pliku z danymi jako pliku
o mniejszym rozmiarze