Sieci komputerowe

Technologia Informacyjna

Studia Dzienne

semestr I, wykład 10

mgr inż. Wojciech Sumelka

ZAKRES PREZENTACJI

1. Technologia informacyjna, a Sieci komputerowe
2. Sieci komputerowe

¾

Podział

¾

Sprzęt sieciowy

¾

Topologie sieci

3. Wybrane usługi sieciowe

¾

Protokoły internetowe

¾

Model OSI

¾

Stos TCP/IP

4. Adresy IP – nazwy domenowe

Sieci komputerowe

wykład 10

Technologia informacyjna, a Sieci komputerowe

Technologia informacyjna, IT (akronim od ang.
Information Technology) - dziedzina wiedzy obejmująca
informatykę (włącznie ze sprzętem komputerowym oraz
oprogramowaniem używanym do tworzenia, przesyłania,
prezentowania i zabezpieczania informacji),
telekomunikację, narzędzia i inne technologie związane z
informacją. Dostarcza ona użytkownikowi narzędzi, za
pomocą których może on pozyskiwać informacje,
selekcjonować je, analizować, przetwarzać, zarządzać i
przekazywać innym ludziom.

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Sieć komputerowa - grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze
sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów, na przykład:

¾

korzystania ze wspólnych urządzeń, np. drukarek,

¾

korzystania ze wspólnego oprogramowania,

¾

korzystania z centralnej bazy danych,

¾

przesyłania informacji między komputerami (komunikaty, listy, pliki).

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Podział sieci

ODMIANY

Sieci komputerowe

wykład 10

LAN (Local Area

Network)

Sieć lokalna – jest
zbiorem połączonych
razem komputerów i
innych urządzeń
peryferyjnych,
znajdujących się w
jednym obszarze

MAN (Metropolitan Area

Network)

Sieć miejska - to duża sieć
komputerowa, której za-
sięg obejmuje aglomerację
lub miasto.

http://www.man.poznan.pl/

WAN (Wide Area

Network)

Sieć rozległa – jest
zborem sieci LAN,
znajdujących się w
różnych miejscach,
które połączono z
wykorzystaniem
specjalnych technik (np.
wykorzystanie sieci
telefonicznej)

Sieci komputerowe

Sprzęt sieciowy

Sieci komputerowe

wykład 10

Modem (od ang. MOdulator-DEModulator) –

urządzenie elektroniczne, którego zadaniem jest zamiana
danych cyfrowych na analogowe sygnały elektryczne
(modulacja) i na odwrót (demodulacja) tak, aby mogły być
przesyłane i odbierane poprzez linię telefoniczną (a także
łącze telewizji kablowej lub fale radiowe). Dzięki modemowi
można łączyć ze sobą komputery i urządzenia.

Karta sieciowa (ang. NIC - Network

Interface Card)

służy do przekształcania pakietów

danych w sygnały, które są przesyłane w

sieci komputerowej. Każda karta NIC

posiada własny, unikatowy w skali

światowej adres fizyczny, znany jako

adres MAC.

Sieci komputerowe

Sprzęt sieciowy

Koncentrator (od ang. Hub)

-

urządzenie łączące wiele urządzeń

sieciowych w sieci komputerowej o topologii
gwiazdy. Hub najczęściej podłączany jest
do routera, zaś do huba podłączane są
komputery będące stacjami roboczymi lub
serwerami, drukarki sieciowe oraz inne
urządzenia sieciowe.

Sieci komputerowe

wykład 10

Mostek (od ang. Bridge) –

urządzenie posiadające 2 lub więcej portów,
służące do łączenia segmentów sieci.
Pozwala na podniesienie wydajności i
zwiększenie maksymalnych długości sieci

Sieci komputerowe

Sprzęt sieciowy

Przełącznik (od ang. Switch)

-

to urządzenie

łączące segmenty sieci

komputerowej. Switche określa się też mianem
wieloportowych mostów lub inteligentnych hubów.
Umożliwia połączenie wielu segmentów sieci w
gwiazdę jak hub (nie jest ograniczony do łączenia
dwóch segmentów jak most). Steruje natężeniem
ruchu danych w dużej sieci.

Ruter (od ang. Router)

- rutery prezentują wyższy poziom technologiczny
niż mostki i przełączniki. Ruter wykorzystuje
kombinację rozwiązań sprzętowych i
programowych (specjalny system operacyjny) w
celu ustalania trasy przepływu danych - tzw.
trasowanie danych

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Topologie sieci

Topologia

-oznacza strukturę, czyli przebieg połączeń pomiędzy zasobami sieci tzn.
różnymi urządzeniami sieciowymi. Topologia jest jednym z tych parametrów
sieci, które decydują o jej niezawodności. Wybór odpowiedniej topologii
uzależniony jest od technologii która będzie wykorzystana do realizacji sieci.

Topologia fizyczna: określa geometryczną organizację sieci lokalnych oraz
ustala standardy komunikacji. Jej zadaniem jest również zapewnienie
bezbłędne zapewnienie transmisji danych.

Topologia logiczna: opisuje ponadto reguły komunikacji, z których powinna
korzystać każda stacja robocza przy komunikowaniu się w sieci.

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Topologie sieci

Topologia typu gwiazda

Połączenie sieci LAN o topologii gwiazdy z przyłączonymi do niej
urządzeniami rozchodzą się z jednego, wspólnego punktu, którym jest serwer
lub koncentrator. Każde urządzenie przyłączone do sieci w topologii gwiazdy
może uzyskiwać bezpośredni i niezależny od innych urządzeń dostęp do
nośnika.

Zalety:

¾

Sieć może działać nawet, gdy jeden lub kilka

komputerów ulegnie awarii.

¾

Sieć jest elastyczna i skalowalna

¾

Łatwość monitoringu, konserwacji,

wykrywania i lokalizacji kolizji

Wady:

¾

Stosunkowo wysoki koszt spowodowany jest dużą ilością kabla

¾

W wypadku awarii koncentratora sieć nie działa

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Topologie sieci

Topologia magistrali (szynowa)

Topologię magistrali wyróżnia to, że wszystkie węzły sieci połączone są ze
sobą za pomocą pojedynczego, otwartego kabla.

Zalety:

¾

zapobiega zbędnym odbiciom

sygnału

¾

Sieć może pracować nawet w

sytuacji gdy jeden z węzłów ulegnie

awarii

¾

Niski koszt dzięki małej ilości kabli

oraz prostota ułożenia medium

transmisyjnego

Wady:

¾

Wszystkie kable muszą być tego samego

rodzaju

¾

Trudna diagnoza w wypadku uszkodzenia

kabla i całkowite wyłączenie sieci przy

uszkodzeniu kabla głównego

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Topologie sieci

Topologia pierścienia

Każda przyłączona do sieci stacja robocza ma w ramach takiej topologii dwa

połączenia, po jednym dla każdego ze swoich najbliższych sąsiadów.

Połączenie takie musi tworzyć fizyczną pętlę,czyli pierścień.

Zalety:

¾

W ramach jednego pierścienia można

stosować różne rodzaje kabla

¾

Brak terminatorów

Wady:
¾

Awaria jednego węzła lub łącza może

być powodem awarii całej sieci

¾

Utrudniona diagnoza uszkodzeń

¾

Dołączenie nowego węzła wymaga

wyłączenia całej sieci

¾

Dane poruszają się w jednym kierunku

¾

Czas propagacji jest zależny od liczby

węzłów

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Topologie sieci

Topologie inne

gwiazda rozszerzona - posiada punkt centralny (podobnie jak w topologii
gwiazdy) i punkty poboczne (jedna z częstszych topologii fizycznych
Ethernetu)

hierarchiczna - budowa podobna do drzewa binarnego

pierścień podwójny - komputery są połączone dwoma odcinkami kabla (np.
FDDI)

sieć (ang. mesh) - oprócz koniecznych połączeń sieć zawiera połączenia
nadmiarowe; rozwiązanie często stosowane w sieciach, w których jest
wymagana wysoka bezawaryjność.

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Topologie sieci

SERWER

¾

Serwer to komputer z zainstalowanym odpowiednim oprogramowaniem
umożliwiającym między innymi współdzielenie łącza internetowego, czy
korzystanie z zasobów takich jak bazy danych i pliki, a także urządzeń
peryferyjnych jak drukarki i skanery.

¾

Serwerem może być zwykły komputer, jednak do pełnego wykorzystania
możliwości jakie daje oprogramowanie serwerowi, maszyny takie wyposaża
się w duże i szybkie dyski twarde, sporą ilość pamięci RAM oraz najnowsze
procesory.

¾

Serwer musi być maszyną niezawodną, w tym celu często posiada awaryjne
zasilanie, a pomieszczenie w którym stoi powinno posiadać odpowiednią
wentylację.

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Topologie sieci

SERWER

¾

Współdzielenie zasobów odbywa się na zasadzie klient-serwer.
Najprostszym przykładem klienta jest użytkownik internetu chcący wyświetlić
stronę, a oprogramowania klienckiego - jego przeglądarka internetowa.
Przeglądarka wysyła prośbę do serwera o udostępnienie strony (zleca
usługę), serwer ściąga ją (wykonuje usługę - często również z
wykorzystaniem innych serwerów) i przekazuje klientowi.

¾

Serwery najczęściej pracują pod kontrolą systemów operacyjnych takich jak
FreeBSD, Solaris czy Linux. Oprogramowanie zainstalowane na komputerze
który pełni rolę serwera zależne jest od jego funkcji. Wśród wielu usług
realizowanych przez serwery w internecie są między innymi: obsługa stron
WWW, poczty elektronicznej, przesyłanie plików, komunikacja online czy
strumieniowa transmisja audio i wideo oraz wiele innych.

Sieci komputerowe

wykład 10

Sieci komputerowe

Topologie sieci

SERWER

¾

serwer WWW

¾

serwer internetowy

¾

serwer plików

¾

serwer wydruku

¾

serwer autoryzacji

¾

serwer aplikacji

¾

serwer baz danych

¾

Inne

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Protokoły internetowe

Rodzaj informacji ?

¾

poczta

¾

transfer plików

¾

www

¾

praca zdalna

SERWER

KLIENT

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Protokoły komunikacyjne

to zbiór ścisłych reguł i kroków postępowania, które są
automatycznie wykonywane przez urządzenia
komunikacyjne w celu nawiązania łączności i wymiany
danych.

Sieci komputerowe

wykład 10

Protokoły internetowe

to podzbiór protokołów komuni-
kacyjnych, mający zastosowanie w
środowisku Internetu.

Do najpopularniejszych należą:

HTTP, HTTPS, FTP, POP3, SMTP,
telnet, SSH i wiele innych!!

Protokoły do

komunikacji

grupowej

(multicast)

m.in. do tran-
smisji

telewizyj-

nych przez Inter-
net, telekonfe-
rencji itp.

Protokoły

stosowane w

automatyce

przemysłowej

m.in. do stero-
wania systemem
temperatury i
wilgotności.

Wybrane usługi sieciowe

Model OSI

Protokoły internetowe

to zbiór ścisłych reguł i kroków postępowania

, które są automatycznie

wykonywane przez urządzenia w celu nawiązania łączności i wymiany danych.

Model OSI lub OSI (ang. Open System Interconnection)

to zdefiniowany przez organizacje ISO oraz ITU-T standard opisujący
strukturę komunikacji sieciowej. Model OSI jest traktowany jako model
odniesienia dla większości rodzin protokołów komunikacji. Najpopularniejszy
to model OSI-RM (ang. OSI Reference Model). Podstawowym założeniem
modelu jest podział systemów sieciowych na 7 całkowicie niezależnych
warstw (ang. layers). Dla Internetu sformułowano uproszczony Model DoD,
który ma tylko 4 warstwy.

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Model OSI

Aplikacji (Application)

Organizacja warstwowa

Model OSI definiuje jakie zadania
oraz rodzaje informacji mogą być
przesyłane między warstwami w
całkowitym oderwaniu od ich
fizycznej i algorytmicznej realizacji.
Mimo iż, każda z warstw sama nie
jest funkcjonalna, to możliwe jest
projektowanie warstwy w całkowitym
oderwaniu od pozostałych. Jest to
prawdziwe, jeżeli wcześniej
zdefiniuje się protokoły wymiany
informacji pomiędzy poszczególnymi
warstwami.

Warstwy górne

Prezentacji (Presentation)

Sesji (Sesscion)

Transportowa (Transport)

Sieci (Network)

Warstwy dolne

Łącza danych (Data link)

Fizyczna (Physical)

Please Do Not Throw Sausage Pizza Away

All People Seem To Need Data Processing

People Don't Need To See Pamela Anderson

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Model OSI

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Model OSI - warstwy górne

Zadaniem warstw górnych jest współpraca z oprogramowaniem realizującym
zadania zlecane przez użytkownika systemu komputerowego. Tworzą one pewien
interfejs, który pozwala na komunikację z warstwami niższymi. Ta sama warstwa
realizuje dokładnie odwrotne zadanie w zależności od kierunku przepływu
informacji.

Warstwa aplikacji

Warstwa aplikacji jest warstwą najwyższą. Kiedy użytkownik chce skorzystać z
sieci, jego polecenia trafiają do obsługującego go programu, który działa w
warstwie aplikacji. Jeżeli użytkownik posługuje się oprogramowaniem działającym
w architekturze klient-serwer, zwykle po jego stronie znajduje się klient, a serwer
działa na maszynie podłączonej do sieci świadczącej usługi równocześnie wielu
osobom. Zarówno serwer jak i klient znajdują się w warstwie aplikacji.
Komunikacja nigdy nie odbywa się bezpośrednio między tymi programami. Kiedy
klient chce przesłać żądanie do serwera, przekazuje komunikat w dół do warstw
niższych, które fizycznie przesyłają go do odpowiedniej maszyny, gdzie informacje
ponownie wędrują w górę i są ostatecznie odbierane przez serwer.

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Model OSI - warstwy górne

Warstwa prezentacji

Podczas ruchu w dół zadaniem warstwy prezentacji jest przetworzenie danych
od aplikacji do postaci kanonicznej (ang. canonical representation) zgodnej ze
specyfikacją OSI-RM, dzięki czemu niższe warstwy zawsze otrzymują dane w
tym samym formacie (ASCII, MPEG, JPEG, AVI). Kiedy informacje płyną w górę,
warstwa prezentacji tłumaczy format otrzymywanych danych na zgodny z
wewnętrzną reprezentacją systemu docelowego. Wynika to ze zróżnicowania
systemów komputerowych, które mogą w różny sposób interpretować te same
dane.

Warstwa sesji

Warstwa sesji otrzymuje od różnych aplikacji dane, które muszą zostać
odpowiednio zsynchronizowane. Warstwa sesji "wie", która aplikacja łączy się z
którą, dzięki czemu może zapewnić właściwy kierunek przepływu danych.

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Model OSI - warstwy dolne

Warstwy dolne zajmują się odnajdywaniem odpowiedniej drogi do celu, gdzie ma
być przekazana konkretna informacja. Dzielą również dane na odpowiednie dla
urządzeń sieciowych pakiety określane często skrótem PDU (ang. Protocol Data
Unit). Zapewniają one weryfikację bezbłędności przesyłanych informacji.

Warstwa transportowa

Warstwa transportowa dba o poprawność przesyłania danych. Aby informacje
mogły zostać przesłane w dół, często muszą zostać podzielone na mniejsze
fragmenty. Jeżeli informacji nie uda się przesłać poprawnie za pierwszym razem,
warstwa transportowa próbuje to zrobić, aż do wyczerpania limitu przekazów.
Warstwa transportowa rejestruje również komunikaty o przerwaniu połączenia i
pozwala na bezpieczne zakończenie komunikacji.

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Model OSI - warstwy dolne

Warstwa sieciowa

Warstwa sieciowa jako jedyna dysponuje wiedzą dotyczącą fizycznej topologii
sieci. Rozpoznaje jakie drogi łączą poszczególne komputery (ang. routing) i
decyduje ile informacji należy przesłać jednym z połączeń a ile innym.
Warstwa sieciowa podczas ruchu w dół umieszcza dane wewnątrz pakietów
zrozumiałych dla warstw niższych (enkapsulacja).

Warstwa łącza danych

Warstwa łącza danych nadzorować jakość przekazywanych informacji.
Nadzór ten dotyczy wyłącznie warstwy niższej. Zajmuje się pakowaniem
danych w ramki i wysyłaniem do warstwy fizycznej. Rozpoznaje błędy
związane z niedotarciem pakietu oraz uszkodzeniem ramek i zajmuje się ich
naprawą. Podczas ruchu w dół w warstwie łącza danych zachodzi
enkapsulacja pakietów z warstwy sieciowej tak, aby uzyskać ramki zgodne ze
standardem.

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Model OSI - warstwy dolne

Warstwa fizyczna

Warstwa fizyczna to konkretny układ elektroniczny tworzący kanał
komunikacyjny poprzez medium fizyczne (kabel miedziany, światłowód, fale
radiowe, itd.) pozwalający na wymianę informacji pomiędzy urządzeniami
sieciowymi. Odbiera ramki od warstwy łącza danych i wysyła je - bit po bicie -
do nośnika (i odwrotnie), którego łącze stanowi jej granicę. W niektórych
zastosowaniach dodatkowym celem warstwy fizycznej jest ochrona informacji
przed zmianą lub podsłuchem przez niepowołane osoby. Zwykle
zabezpieczenia te mają charakter fizyczny, a nie algorytmiczny.

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Stos TCP/IP

Protokół TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol –
protokół kontroli transmisji/protokół międzysieciowy)

¾

jest wspólnym językiem całego świata sieciowego

¾

jest to stos protokołów stanowiących podstawę sieci globalnej,
nazywanej INTERNETEM,

¾

jest protokołem komunikacji otwartej - możliwość komunikacji między dowolną
kombinacją urządzeń, bez względu na ich fizyczna różnorodność,

¾

umożliwia prace w sieciach niejednorodnych, tworzenie sieci
międzyplatformowych,

¾

protokoły TCP i IP łącznie zarządzają przepływem danych przez sieć w obu
kierunkach. IP przesyła pakiety bez ich rozróżniania, natomiast zadaniem
TCP jest gwarancja ich dotarcia.

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Stos TCP/IP

Model OSI

Sieci komputerowe

wykład 10

Aplikacji

Prezentacji

Sesji

Transportowa

Sieci

Łącza danych

Fizyczna

Stoc TCP/IP

Telnet

SSH

HTTP

FTP

inne

TCP

UDP

IP

RIP

inne

ARP

RARD

Wybrane usługi sieciowe

Stos TCP/IP

HTTP (ang. Hypertext Transfer Protocol)

¾

to protokół sieci WWW (World Wide Web),

¾

za pomocą protokołu HTTP przesyła się żądania udostępnienia dokumentów

WWW i informacje o kliknięciu odnośnika oraz informacje z formularzy

¾

zadaniem stron WWW jest publikowanie informacji - natomiast protokół HTTP

właśnie to umożliwia.

¾

określa on formę żądań klienta dotyczących danych oraz formę odpowiedzi

serwera na te żądania,

Sieci komputerowe

wykład 10

FTP (File Transfer Protocol, ang. protokół transmisji plików)

¾

jest protokołem typu klient-serwer, który umożliwia przesyłanie plików z i na

serwer,

¾

Do komunikacji wykorzystywane są dwa połączenia TCP. Jedno z nich jest

połączeniem kontrolnym za pomocą którego przesyłane są np. polecenia do

serwera, drugie natomiast służy do transmisji danych m.in. plików.

¾

FTP działa w dwóch trybach: aktywnym i pasywnym, w zależności od tego, w

jakim jest trybie, używa innych portów do komunikacji.

Wybrane usługi sieciowe

Stos TCP/IP

Telnet

¾

to standard protokołu komunikacyjnego używanego w sieciach komputerowych do

obsługi odległego terminala w architekturze klient-serwer,

¾

Telnet jest usługą (programem) pozwalającą na zdalne połączenie się komputera

(terminala) z oddalonym od niego komputerem (serwerem) przy użyciu sieci,

¾

umożliwia on ustanowienie użytkownikowi zdalnej sesji na serwerze tak jak gdyby

siedział tuż przed nim.

SSH (ang. secure shell)

¾

SSH to tylko następca protokołu telnet,

¾

SSH różni się od telnetu tym, że transfer wszelkich danych jest zaszyfrowany,

oraz możliwe jest rozpoznawanie użytkownika na wiele różnych sposobów.

¾

W szerszym znaczeniu SSH to wspólna nazwa dla całej rodziny protokołów, nie

tylko terminalowych, lecz także służących do przesyłania plików (SCP, SFTP),

¾

Obecnie protokoły z rodziny SSH praktycznie wyparły wszystkie inne

"bezpieczne" protokoły takie jak np: Rlogin i RSH.

Sieci komputerowe

wykład 10

Wybrane usługi sieciowe

Stos TCP/IP

SMTP (ang. Simple Mail Transfer Protocol)

protokół komunikacyjny opisujący sposób wysyłania poczty z oprogramowania
klienckiego

POP3 (ang. Post Office Protocol version 3)

to protokół internetowy z warstwy aplikacji pozwalający na odbiór poczty
elektronicznej ze zdalnego serwera do lokalnego komputera poprzez połączenie
TCP/IP.

IP (Internet Protocol)

¾

stanowi najniższą warstwę Internetu

¾

pełni funkcję podstawowego mechanizmu obsługi danych i definiuje dwie bardzo
istotne kwestie: budowy pakietów danych oraz tworzenia adresów hostów
internetowych.

Sieci komputerowe

wykład 10

Adresy IP – nazwy domenowe

Adres IP (Internet Protocol address)

¾

to unikatowy 32-bitowy identyfikator numer przyporządkowany urządzeniom
sieci komputerowych, funkcjonujących w oparciu o protokół IP,

¾

jest wykorzystywany w Internecie oraz sieciach lokalnych,

¾

zapisywany jest w postaci czterech oktetów oddzielonych od siebie kropkami, np

207.142.131.236 lub 85.147.58.245

¾

dla wygody użytkowników adresom IP przypisuje się tzw nazwy domenowe

(domain name), np.

put.poznan.pl , pw.edu.pl, ibm.com

,

¾

za obsługę systemu domen (skupisko sieci) odpowiedzialna jest usługa

zwana DNS (Domain Name System)

Sieci komputerowe

wykład 10

Adresy IP – nazwy domenowe

Przykładowe domeny

pochodzenia geograficznego:

Przykładowe rodzaje

“Domeny Najwyższego Poziomu”:

.com - instytucje komercyjne,
np. sony.com (to w USA)

.edu - instytucje edukacyjne,
np. fuw.edu.pl (w Polsce)

.gov - instytucje państwowe,
agendy rządowe

.mil - organizacje wojskowe

.net - firmy oferujące usługi
sieciowe

.org - organizacje niehandlowe

.pl - Polska

.de - Niemcy

.it - Włochy

.fr - Francja

.au - Australia

.tw - Tajwan

.jp - Japonia

Sieci komputerowe

wykład 10

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ