Wydział Administracji i Nauk Społecznych Politechniki

Warszawskiej

SIECI KOMPUTEROWE

Studia I stopnia (licencjackie) stacjonarne

Kierunek studiów – Administracja

dr inż. Krzysztof Urbaniak

Cel wykładu:

1. Program wykładu obejmuje omówienie podstawowych

pojęć związanych z zasadą działania sieci
komputerowych, ich architekturą, klasyfikacjami oraz
zasadami komunikacji w sieciach teleinformatycznych.

2. Ważnym aspektem wykładu jest zapoznanie

studentów z klasyfikacjami sieci komputerowych
wynikającymi z ich architektury, przeznaczenia,
zasięgu itp.

3. Podczas wykładu zostaną omówione aspekty

technologiczne i programowe wpływające na
bezpieczeństwo aplikacji i sieci teleinformatycznych.

Sieć komputerowa – computer network

Sieć komputerowa:

Sieć komputerowa – to grupa co najmniej dwóch i więcej
urządzeń połączonych ze sobą „kanałami komunikacyjnymi -
medium transmisyjnym”.
Host – termin określający, mający wiele znaczeń.
1. Każdy komputer w sieci wykorzystującej protokół IP i

posiadający unikalny adres IP.

2. Komputer (serwer) podłączony do Internetu udostępniający

usługi innym komputerom np. serwer WWW, serwer
pocztowy, serwer plików.

3. Komputer podłączony do sieci komputerowej używającej

protokołu komunikacyjnego TCP/IP, posiadający unikalny
adres IP. Czyli każde urządzenie wyposażone w kartę
sieciową dołączające się do sieci które otrzymuje adres IP
staje się hostem.

4. Host jest zatem dowolnym urządzeniem które uczestniczy

w wymianie danych poprzez sieć komputerową, np.
poprzez Internet.

Sieć komputerowa:

Kanał komunikacyjny – połączenie, medium transmisyjne
pozwalające na komunikację pomiędzy uczestnikami
wymieniającymi się informacjami.

Typy kanałów komunikacyjnych:
1. kanały komunikacji przewodowej.
2. kanały komunikacji bezprzewodowej.
3. kanały komunikacji hybrydowej (stanowiące różnorodne

kombinacje kanałów komunikacji przewodowej i
bezprzewodowej).

Technologia przepływu danych – określony zestaw
standardów, metod, narzędzi, środków technicznych i środków
programowych za pomocą których możliwa jest transmisja
danych.

Cel:

1. Wymiana danych.
2. Współdzielenie zasobów w tym: współużytkowanie

programów i plików.

3. Współdzielenie urządzeń, np. drukarek sieciowych.
4. Korzystanie ze wspólnego oprogramowania.
5. Korzystanie z centralnej bazy danych,
6. Przesyłanie informacji między komputerami

(komunikaty, listy, pliki).

7. Zwiększenie stopnia niezawodności systemu.
8. Zwiększenie wydajności systemu.
9. Przetwarzanie w chmurze.

Hosty w sieci:

Serwer
Stacja robocza
Drukarki sieciowe
PC
Smartphone?

Aktywne elementy sieci: potrafią tworzyć pakiety i
zmieniać ich zawartość lub wzmacniać sygnał:

• Repeater (regenerator)

• Router,

• Brama (Gateway),

• Most (bridge),

• Access point,

• Koncentrator (hub),

• Przełącznik (switch).

Typy urządzeń występujących w sieci:

Typy urządzeń występujących w sieci :

Router – jest urządzeniem sieciowym pracującym w trzeciej
warstwie modelu OSI. Router stanowi pomost pomiędzy
sieciami komputerowymi o różnych klasach, maskach itd.),
pełni zatem rolę węzła komunikacyjnego.
Proces kierowania ruchem określa się jako trasowanie,
routingu lub rutowanie

Pasywne elementy sieci: głównie media transmisyjne i
ich elementy, którymi przekazywane są pakiety danych
bez ich modyfikacji:

• przewód miedziany koncentryczny

• „skrętka” (4 pary przewodów miedzianych)

ekranowana (Shielded Twisted Pair - STP; Foiled
Twisted Pair, FTP) lub nieekranowana (Unshielded
Twisted Pair - UTP)

• światłowód (fiber optic cable) jedno - i wielomodowy

• fale radiowe i podczerwień

Typy urządzeń występujących w sieci:

Podział sieci komputerowych – kryterium zasięg:

1. PAN (Personal Area Network) — sieć o zasięgu tzw.

osobistym; obszar kilku metrów w „przestrzeni
osobistej” – sieć domowa.

2. LAN (Local Area Network) — sieć lokalna w

pomieszczeniu, na kondygnacji, w budynku,
ewentualnie w kilku budynkach ale dla jednej
instytucji.

3. CAN (Campus Area Network) — sieć kampusowa

(akademicka), łączy sieci lokalne, ale ma mniejszy
zasięg niż sieć miejska.

4. MAN (Metropolitan Area Network) — siec miejska;

zasięg kilkunastu-kilkudziesięciu kilometrów.

5. WAN (Wide Area Network) — sieć rozległa; zasięg

rzędu setek lub tysięcy kilometrów (kraje, kontynenty).

Podział sieci komputerowych cd:

1.

Wirtualne sieci prywatne – (Virtual Private
Network) – VPN – tunel, przez który
przesyłany jest ruch w ramach sieci prywatnej
pomiędzy klientami końcowymi za
pośrednictwem publicznej sieci Internet.

2.

Sieci międzyorganizacyjne

3.

Sieci publiczne

Podział sieci komputerowych cd:

1.

Intranet – sieć komputerowa ograniczająca się do
komputerów w np. firmie lub organizacji. Do
intranetu dostęp mają tylko pracownicy danej firmy.

2.

Ekstranet sieć komputerowa składająca się z dwóch
lub większej liczby intranetów za pomocą protokołów
sieciowych. Celem jest udostępnienie danych
wzajemnie między organizacjami
(przedsiębiorstwami) lub między nimi i ich klientami.

3.

Internet – ogólnoświatowa sieć komputerowa.

Funkcje sieci komputerowych:

·

wykorzystanie wspólnych zasobów sieciowych

·

komunikowanie się użytkowników miedzy sobą

·

operowanie na tych samych danych

·

rozpowszechnianie informacji

·

działalność biznesowa

·

działalność edukacyjna

·

rozwój usług sieciowych

Fizyczne środki transmisji:

• przewodowe

• przewody elektryczne

• skrętka ekranowana (STP)

• skrętka nieekranowana (UTP)

• kabel koncentryczny

• światłowód

• bezprzewodowe

• fale radiowe

• mikrofale

• podczerwień

Przewodowe środki transmisji:

Topologie sieci komputerowych:

Topologia sieci komputerowej w znaczeniu
fizycznym to sposób połączenia różnych elementów
sieci.

Podstawowe topologie sieci:

• linia (line)

• gwiazda (star ), rozszerzona gwiazda

• magistrala, inaczej szyna (bus)

• pierścień (ring ) pojedynczy i podwójny

• drzewo (kombinacja topologii gwiazdy i magistrali)

• siatka (grid lub mesh)

Topologia gwiazdy:

Przełącznik (switch)

Topologia gwiazdy cd:

Rodzaje topologii gwiazdy:

•

aktywne - sygnał w przełączniku jest regenerowany lub

wzmacniany,

•

bierne (cały transfer w sieci przechodzi poprzez hub, z

którego sygnał może być nadawany do kilku lub do

wszystkich węzłów.

Wady topologii gwiazdy:

•

wysoki koszt spowodowany jest dużą ilością kabla,

•

awaria switcha lub huba powoduje unieruchomienie sieci.

Zalety topologii gwiazdy:

•

awaria jednej stacji nie powoduje unieruchomienia całej

sieci,

•

duża elastyczność i skalowalność,

•

łatwość monitoringu i konserwacji,

•

łatwość wykrywania usterek.

Topologia gwiazdy rozszerzonej:

Źródło - http://www.sieci.net84.net

Topologia magistrali:

Topologia magistrali jest rzadko stosowana i wychodzi z użytku.

Topologia magistrali cd:

terminator

BNC connector
(T-connector)

min. 0.5 m

max. 185 m

Topologia magistrali cd:

Wady topologii magistrali:

•

trudne do zlokalizowania usterki,

•

tylko jedna możliwa transmisja w jednym czasie,

•

kolizyjność,

•

awaria głównego kabla powoduje unieruchomienie całej sieci,

•

słaba skalowalność,

•

niewystarczające bezpieczeństwo.

Zalety topologii magistrali:

•

małe ilości kabli,

•

brak konieczności stosowania dodatkowych urządzeń
(koncentratory, switche),

•

niski koszt budowy sieci,

•

łatwa instalacja,

•

awaria jednej stacji nie powoduje unieruchomienia całej sieci.

Topologia pierścienia:

Wady topologii pierścienia:

•

awaria przewodu lub hosta powoduje unieruchomienie

całej sieci,

•

złożona diagnostyka sieci,

•

trudne do zlokalizowania usterki,

•

pracochłonna rekonfiguracja sieci,

•

utrudniona rozbudowa, jeśli w pierścieniu jest wiele

stacji.

Zalety topologii pierścienia:

•

mała ilości kabli,

•

możliwość zastosowania światłowodów,

•

możliwe wysokie osiągi, ponieważ każdy przewód

łączy dwa konkretne komputery.

Topologia pierścienia cd:

Topologia hierarchiczna:

Źródło - http://www.sieci.net84.net

Wady topologii hierarchicznej:
Jak w topologii gwiazdy

Zalety topologii hierarchicznej:
Jak w topologii gwiazdy

Topologia hierarchiczna cd:

Topologia siatki (ang. Mesh)

Źródło - http://www.sieci.net84.net

Topologia siatki (ang. Mesh)

Wady ?

Zalety ?

Topologie złożone:

Gwiazda-magistrala

Magist

rala

Gwiazda-pierścień

Architektura Fast Ethernet:

10 BaseT workstations

10 BaseT

workstation UNIX workstations - 100 BaseT

1

0

0

M

b

p

s

1

0

0

M

b

p

s

100 BaseT Network

Interface Cards

100BaseT shared

media hubs with

autosensing

100 Mbps

10 Mbps

10BaseT shared

media hub

all lines run

10 Mbps

100 Mbps

10 Mbps

Urządzenia w sieci komputerowej:

Wzmacniak (repeater)

Transmituje dane do wszystkich

podłączonych komputerów

Koncentrator (hub)

Transmituje dane do wszystkich

podłączonych komputerów

w topologii gwiazdy

Wzmacniak

Koncentrator

Przełącznik (switch):

Przełącznik

Router:

Router

Ruter

Router

Ruter

FDDI:

Pierścień podstawowy

Pierścień zapasowy

Dużą zaletą rozwiązania jest możliwość dalszego funkcjonowania w
przypadku awarii jednego pierścienia. Cena budowy takiej sieci jest
niska, a zastosować można różne media transmisyjne.
Wadami są trudna konserwacja oraz możliwość rozbudowy jest
ograniczona.

FDDI cd:

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) jest
rodzajem sieci lokalnej, która ma większą przepływność
niż Ethernet. FDDI jest standardem dla kabli
światłowodowych. Zapewnia transmisję z szybkością 100
Mbit/s, wykorzystując topologię podwójnego pierścienia.

Pozwala na przyłączenie do 500 węzłów przy
maksymalnej długości 100 km.

Podwójny

przeciwbieżny

obieg

danych

zapewnia

redundancję informacji, a co za tym idzie - odporność na
awarie. W razie uszkodzenia lub zerwania przewodu
pierścień rekonfiguruje się automatycznie.

PYTANIA ???

D Z I Ę KU J Ę