2009-04-19

1

Politechnika Śląska w Gliwicach

Politechnika Śląska w Gliwicach

Wydział Górnictwa i Geologii

Wydział Górnictwa i Geologii

Katedra Zarządzania i Inżynierii Bezpieczeństwa

Katedra Zarządzania i Inżynierii Bezpieczeństwa

PREZENTACJA

WYKŁADU: INFORMATYKA

„SIECI”

dr inż. TADEUSZ BURAK

[e-mail]

Gliwice 2005 r.

2

dr inż. Tadeusz BURAK

PODSTAWOWE ELEMENTY SYSTEMU

INFORMCYJNEGO- INFORMATYCZNEGO

SIEĆ

SPRZĘT

INFORMATYCZNY

PERSONEL

OPROGRAMO-

WANIE

SYSTEMY BAZ DANYCH

2009-04-19

2

3

dr inż. Tadeusz BURAK

Dlaczego łączymy komputery?

Dlaczego łączymy komputery?

W

W ciągu

ciągu ostatnich

ostatnich 20

20 lat

lat sieci

sieci komputerowe

komputerowe stały

stały się

się

wszechobecne

wszechobecne.. Od

Od najprostszych

najprostszych sieci

sieci łączących

łączących kilka

kilka

komputerów

komputerów w

w tym

tym samym

samym bloku,

bloku, poprzez

poprzez lokalne

lokalne sieci

sieci

firmy

firmy Intranet

Intranet

,, aż

aż do

do globalnej

globalnej sieci

sieci łączącej

łączącej komputery

komputery

znajdujące

znajdujące się

się w

w dowolnym

dowolnym miejscu

miejscu na

na Ziemi

Ziemi Internetu

Internetu

,,

wszędzie

wszędzie połączenie

połączenie komputerów

komputerów ze

ze sobą

sobą okazuje

okazuje się,

się,

jeżeli

jeżeli nie

nie niezbędne,

niezbędne, to

to niezwykle

niezwykle przydatne

przydatne..

4

dr inż. Tadeusz BURAK

Sieć

Sieć komputerowa

komputerowa

to

to grupa

grupa komputerów

komputerów lub

lub

innych

innych urządzeń

urządzeń połączonych

połączonych ze

ze sobą

sobą w

w celu

celu

wymiany

wymiany

danych

danych

lub

lub

współdzielenia

współdzielenia

różnych

różnych

zasobów

zasobów,, na

na przykład

przykład::

korzystania ze wspólnych urządzeń, np.

korzystania ze wspólnych urządzeń, np. drukarek

drukarek, ,

korzystania ze wspólnego

korzystania ze wspólnego oprogramowania

oprogramowania, ,

korzystania z centralnej

korzystania z centralnej bazy danych

bazy danych, ,

przesyłania

przesyłania informacji

informacji między komputerami

między komputerami

(komunikaty, listy,

(komunikaty, listy, pliki

pliki).

).

2009-04-19

3

5

dr inż. Tadeusz BURAK

Rodzaje sieci komputerowych

Rodzaje sieci komputerowych

asymetryczne/dedykowane,

asymetryczne/dedykowane, w

w których

których jeden

jeden

zz komputerów

komputerów (tzw

(tzw.. serwer

serwer sieciowy)

sieciowy) odgrywa

odgrywa

rolę

rolę

nadrzędną

nadrzędną

ii

nadzoruje

nadzoruje

pracę

pracę

sieci

sieci

(architektura

(architektura klient

klient--serwer

serwer))

symetryczne/równorzędne

symetryczne/równorzędne "peer

"peer to

to peer"

peer" (skrót

(skrót

P

P2

2P

P

),

), w

w których

których wszystkie

wszystkie komputery

komputery mają

mają

jednakowe

jednakowe uprawnienia

uprawnienia..

6

dr inż. Tadeusz BURAK

Topologie okablowania sieci komputerowych

Topologie okablowania sieci komputerowych

gwiazda

gwiazda -- komputery

komputery są

są podłączone

podłączone do

do jednego

jednego

punktu

punktu

centralnego,

centralnego,

koncentratora

koncentratora

(koncentrator

(koncentrator

tworzy

tworzy fizyczną

fizyczną topologię

topologię gwiazdy,

gwiazdy, ale

ale logiczną

logiczną

magistralę)

magistralę) lub

lub przełącznika

przełącznika (jedna

(jedna zz częstszych

częstszych

topologii

topologii fizycznych

fizycznych Ethernetu

Ethernetu))

gwiazda

gwiazda rozszerzona

rozszerzona -- posiada

posiada punkt

punkt centralny

centralny

(podobie

(podobie do

do topologii

topologii gwiazdy)

gwiazdy) ii punkty

punkty poboczne

poboczne

(jedna

(jedna zz częstszych

częstszych topologii

topologii fizycznych

fizycznych Ethernetu

Ethernetu))

2009-04-19

4

7

dr inż. Tadeusz BURAK

hierarchiczna

hierarchiczna -- budowa

budowa podobna

podobna do

do drzewa

drzewa binarnego

binarnego

szyna

szyna (magistrala)

(magistrala) -- komputery

komputery współdzielą

współdzielą jedno

jedno medium

medium kablowe

kablowe

8

dr inż. Tadeusz BURAK

pierścień

pierścień -- komputery są połączone pomiędzy sobą odcinkami kabla

komputery są połączone pomiędzy sobą odcinkami kabla

tworząc zamknięty pierścień (np. topologia logiczna

tworząc zamknięty pierścień (np. topologia logiczna Token Ring

Token Ring)

)

pierścień podwójny

pierścień podwójny -- komputery są połączone dwoma odcinkami kabla

komputery są połączone dwoma odcinkami kabla

(np.

(np. FDDI

FDDI)

)

sieć (

sieć (ang.

ang. mesh)

mesh) -- oprócz koniecznych połączeń sieć zawiera połączenia

oprócz koniecznych połączeń sieć zawiera połączenia

nadmiarowe; rozwiązanie często stosowane w sieciach, w których jest

nadmiarowe; rozwiązanie często stosowane w sieciach, w których jest
wymagana wysoka bezawaryjność.

wymagana wysoka bezawaryjność.

2009-04-19

5

9

dr inż. Tadeusz BURAK

Elementy tworzące sieć komputerową

Elementy tworzące sieć komputerową

serwer

serwer sieciowy,

sieciowy, zazwyczaj

zazwyczaj powinien

powinien to

to być

być komputer

komputer o

o dużej

dużej

mocy

mocy obliczeniowej,

obliczeniowej, zarówno

zarówno wydajnym

wydajnym jak

jak ii pojemnym

pojemnym

podsystemie

podsystemie dyskowym

dyskowym niezbędnym

niezbędnym do

do przechowywania

przechowywania

oprogramowania

oprogramowania ii danych

danych użytkowników

użytkowników.. Na

Na maszynie

maszynie tej

tej

można

można uruchomić

uruchomić aplikacje

aplikacje realizujące

realizujące usługi

usługi sieciowe,

sieciowe,

również

również nazywane

nazywane serwerami

serwerami..

komputery

komputery -- stacje robocze, (

stacje robocze, (terminale

terminale), na których

), na których

instalujemy oprogramowanie sieciowe nazywane

instalujemy oprogramowanie sieciowe nazywane klientem

klientem. .

media transmisji

media transmisji -- kable miedziane, światłowody, fale radiowe.

kable miedziane, światłowody, fale radiowe.

osprzęt sieciowy

osprzęt sieciowy -- karty sieciowe

karty sieciowe, , modemy

modemy, , rutery

rutery, ,

koncentratory

koncentratory ((huby

huby),

), przełączniki

przełączniki ((switche

switche),

), access pointy

access pointy. .

zasoby sieciowe

zasoby sieciowe -- wspólny sprzęt, programy, bazy danych.

wspólny sprzęt, programy, bazy danych.

oprogramowanie sieciowe

oprogramowanie sieciowe -- to

to programy komputerowe

programy komputerowe, dzięki

, dzięki

którym możliwe jest przesyłanie informacji między

którym możliwe jest przesyłanie informacji między
urządzeniami sieciowymi.

urządzeniami sieciowymi.

10

dr inż. Tadeusz BURAK

oprogramowanie sieciowe

oprogramowanie sieciowe -- to

to programy komputerowe

programy komputerowe, dzięki

, dzięki

którym możliwe jest przesyłanie informacji między

którym możliwe jest przesyłanie informacji między
urządzeniami sieciowymi. Rozróżnia się dwa podstawowe

urządzeniami sieciowymi. Rozróżnia się dwa podstawowe
rodzaje

rodzaje oprogramowania

oprogramowania sieciowego:

sieciowego:

klient

klient--serwer

serwer (system

(system użytkownik)

użytkownik) -- system,

system, w

w którym

którym serwer

serwer

świadczy

świadczy

usługi

usługi

dołączonym

dołączonym

stacjom

stacjom

roboczym

roboczym..

W

W

systemie

systemie

tym

tym

programy

programy

wykonywane

wykonywane

są

są

w

w całości

całości lub

lub częściowo

częściowo na

na stacjach

stacjach roboczych

roboczych..

host

host--terminal

terminal (system

(system baza)

baza) -- do

do komputera

komputera głównego

głównego (hosta)

(hosta)

dołączone

dołączone zostają

zostają terminale

terminale lub

lub komputery

komputery emulujące

emulujące terminale

terminale..

W

W systemie

systemie tym

tym programy

programy wykonywane

wykonywane są

są na

na hoście

hoście..

2009-04-19

6

11

dr inż. Tadeusz BURAK

Podział sieci pod względem wielkości obszaru

Podział sieci pod względem wielkości obszaru

LAN

LAN –

– Local

Local Area

Area Network

Network –

– sieć lokalna

sieć lokalna

MAN

MAN –

– Municipal

Municipal Area

Area Network

Network –

– sieć miejska

sieć miejska

WAN

WAN –

– Wide

Wide Area

Area Network

Network –

– sieć rozległa

sieć rozległa

12

dr inż. Tadeusz BURAK

Sieć lokalna

Sieć lokalna

Sieć

Sieć lokalna

lokalna

((ang

ang.. Local

Local Area

Area Network

Network

stąd

stąd używany

używany także

także w

w języku

języku polskim

polskim

skrót

skrót LAN

LAN

)) to

to najmniej

najmniej rozległa

rozległa postać

postać sieci

sieci komputerowej

komputerowej,, zazwyczaj

zazwyczaj

ogranicza

ogranicza się

się do

do jednego

jednego budynku,

budynku, lub

lub kilku

kilku pobliskich

pobliskich budynków

budynków (np

(np..

bloków

bloków na

na osiedlu)

osiedlu)..

Technologie

Technologie stosowane

stosowane w

w sieciach

sieciach lokalnych

lokalnych można

można podzielić

podzielić na

na

rozwiązanie

rozwiązanie oparte

oparte na

na przewodach

przewodach (kable

(kable miedziane

miedziane,, światłowody

światłowody)) lub

lub

komunikacji

komunikacji radiowej

radiowej ((bezprzewodowe

bezprzewodowe))..

W

W sieciach

sieciach lokalnych

lokalnych przewodowych

przewodowych najczęściej

najczęściej używaną

używaną technologią

technologią jest

jest

Ethernet

Ethernet (za

(za pośrednictwem

pośrednictwem kart

kart sieciowych

sieciowych)).. Czasem

Czasem są

są to

to bardziej

bardziej

egzotyczne

egzotyczne urządzenia

urządzenia jak

jak np

np.. port

port szeregowy

szeregowy (null

(null--modem),

modem), port

port

równoległy

równoległy czy

czy port

port podczerwieni

podczerwieni..

W

W sieciach

sieciach lokalnych

lokalnych bezprzewodowych

bezprzewodowych najczęściej

najczęściej używaną

używaną technologią

technologią

jest

jest WLAN

WLAN zwany

zwany także

także WiFi

WiFi określony

określony standardami

standardami ETSI

ETSI 802

802..11

11

Sieci

Sieci lokalne

lokalne podłączone

podłączone są

są często

często do

do Internetu

Internetu wspólnym

wspólnym łączem,

łączem, takim

takim

jak

jak SDI

SDI,, Neostrada

Neostrada,, DSL

DSL itp

itp..

2009-04-19

7

13

dr inż. Tadeusz BURAK

14

dr inż. Tadeusz BURAK

Sieć rozległa

Sieć rozległa

((ang.

ang. Wide Area Network

Wide Area Network

, , WAN

WAN

)

) -- sieć

sieć

łącząca

łącząca sieci lokalne

sieci lokalne, inne (mniejsze) sieci rozległe, jak

, inne (mniejsze) sieci rozległe, jak

również pojedyncze

również pojedyncze komputery

komputery. Odbywa się to przy

. Odbywa się to przy

pomocy urządzeń sieciowych takich jak

pomocy urządzeń sieciowych takich jak routery

routery oraz

oraz

urządzeń dostępowych takich jak

urządzeń dostępowych takich jak modemy

modemy..

Doskonałym przykładem sieci rozległych jest

Doskonałym przykładem sieci rozległych jest Internet

Internet..

Protokoły

Protokoły stosowane w sieciach rozległych to np:

stosowane w sieciach rozległych to np: X.25

X.25, ,

Frame Relay

Frame Relay, , Point to Point Protocol

Point to Point Protocol i

i ATM

ATM..

Sieć rozległa MAN, WAN

Sieć rozległa MAN, WAN

2009-04-19

8

15

dr inż. Tadeusz BURAK

Sieć rozległa MAN, WAN

Sieć rozległa MAN, WAN

16

dr inż. Tadeusz BURAK

Główne cechy sieci WAN:

Główne cechy sieci WAN:

Łączą ze sobą urządzenia rozmieszczone na dużych obszarach

Łączą ze sobą urządzenia rozmieszczone na dużych obszarach
geograficznych;

geograficznych;

W celu ustanowienia łącza lub połączenia między dwoma

W celu ustanowienia łącza lub połączenia między dwoma
miejscami korzystają z usług operatorów

miejscami korzystają z usług operatorów
telekomunikacyjnych

telekomunikacyjnych, np.

, np. TP S.A

TP S.A.,

., NASK

NASK, , Energis

Energis

; ;

Wykorzystują różne odmiany

Wykorzystują różne odmiany transmisji szeregowej

transmisji szeregowej

. .

Sieć WAN działa w warstwie fizycznej oraz warstwie łącza

Sieć WAN działa w warstwie fizycznej oraz warstwie łącza
danych

danych modelu odniesienia OSI

modelu odniesienia OSI. Łączy ona ze sobą sieci

. Łączy ona ze sobą sieci

LAN

LAN, które są zazwyczaj rozproszone na dużych obszarach

, które są zazwyczaj rozproszone na dużych obszarach

geograficznych. Sieci WAN umożliwiają wymianę

geograficznych. Sieci WAN umożliwiają wymianę ramek

ramek

i

i

pakietów

pakietów danych pomiędzy

danych pomiędzy routerami

routerami i

i przełącznikami

przełącznikami oraz

oraz

obsługiwanymi sieciami LAN.

obsługiwanymi sieciami LAN.

2009-04-19

9

17

dr inż. Tadeusz BURAK

INTERNET

INTERNET

Internet

Internet

(dosł.

(dosł. międzysieć

międzysieć

; od

; od ang.

ang. inter

inter

–

– między i ang.

między i ang. net

net

–

– sieć) to

sieć) to sieć

sieć

komputerowa

komputerowa o światowym zasięgu łącząca

o światowym zasięgu łącząca sieci lokalne

sieci lokalne, , sieci rozległe

sieci rozległe i

i

wszystkie

wszystkie komputery

komputery do nich podłączone.

do nich podłączone.

Standardy Internetu regulowane są przez agencje Internet Engineering

Standardy Internetu regulowane są przez agencje Internet Engineering
Task Force (

Task Force (IETF

IETF) i publikowane w dokumentach

) i publikowane w dokumentach RFC

RFC. Zgodnie z

. Zgodnie z

definicją słowa Internet oznacza ono globalny system informacyjny

definicją słowa Internet oznacza ono globalny system informacyjny
spełniający następujące warunki:

spełniający następujące warunki:

jest logicznie połączony w jednorodną sieć adresową opartą na protokole

jest logicznie połączony w jednorodną sieć adresową opartą na protokole
IP

IP (Internet Protocol),

(Internet Protocol),

jest w stanie zapewnić komunikację przy użyciu

jest w stanie zapewnić komunikację przy użyciu TCP/IP

TCP/IP (Transmission

(Transmission

Control Protocol/Internet Protocol),

Control Protocol/Internet Protocol),

dostarcza, lub wykorzystuje publicznie usługi wyższego poziomu oparte

dostarcza, lub wykorzystuje publicznie usługi wyższego poziomu oparte
na komunikacji i związanej z nią infrastrukturze.

na komunikacji i związanej z nią infrastrukturze.

Początki Internetu

Początki Internetu wiążą się z

wiążą się z ARPANET

ARPANET i sięgają końca lat 60

i sięgają końca lat 60--tych

tych

18

dr inż. Tadeusz BURAK

Początki

Początki Internetu

Internetu wiążą

wiążą się

się zz ARPANET

ARPANET ii sięgają

sięgają końca

końca lat

lat ''60

60 XX

XX w

w.. Prace

Prace nad

nad

Internetem

Internetem rozpoczęły

rozpoczęły się

się w

w roku

roku 1969

1969 jako

jako projekt

projekt o

o nazwie

nazwie ARPANET,

ARPANET,

finansowany

finansowany przez

przez Agencję

Agencję Zaawansowanych

Zaawansowanych Projektów

Projektów Badawczych

Badawczych Obrony

Obrony Stanów

Stanów

Zjednoczonych

Zjednoczonych (Defence

(Defence Advanced

Advanced Research

Research Projects

Projects Agency

Agency -- DARPA

DARPA)).. Celem

Celem

przedsięwzięcia

przedsięwzięcia było

było stworzenie

stworzenie sieci

sieci komputerowej,

komputerowej, która

która mogłaby

mogłaby przetrwać

przetrwać atak

atak

nuklearny

nuklearny -- w

w przypadku

przypadku zniszczenia

zniszczenia części

części sieci,

sieci, łączność

łączność pomiędzy

pomiędzy pozostałymi

pozostałymi jej

jej

elementami

elementami miała

miała zostać

zostać zachowana

zachowana.. Sieć

Sieć miała

miała zapewnić

zapewnić wydajność,

wydajność, niezawodność

niezawodność

ii niezależność

niezależność od

od wytwórców

wytwórców przy

przy przesyłaniu

przesyłaniu danych

danych.. Wiele

Wiele rozwiązań

rozwiązań stosowanych

stosowanych

współcześnie

współcześnie zostało

zostało opracowanych

opracowanych w

w ramach

ramach prac

prac nad

nad siecią

siecią ARPANET

ARPANET..

Eksperymentalna

Eksperymentalna sieć

sieć ARPANET

ARPANET odniosła

odniosła tak

tak duży

duży sukces,

sukces, że

że wiele

wiele dołączonych

dołączonych do

do

niej

niej organizacji

organizacji zaczęło

zaczęło wykorzystywać

wykorzystywać ją

ją do

do normalnej,

normalnej, codziennej

codziennej wymiany

wymiany danych

danych..

W

W roku

roku 1975

1975 ARPANET

ARPANET została

została przemianowana

przemianowana zz sieci

sieci eksperymentalnej

eksperymentalnej na

na

operacyjną,

operacyjną, aa administracja

administracja siecią

siecią została

została przekazana

przekazana do

do Agencji

Agencji Komunikacyjnej

Komunikacyjnej

Departamentu

Departamentu Obrony

Obrony (Defence

(Defence Communications

Communications Agency

Agency -- DCA

DCA

))..

Do

Do komunikacji

komunikacji w

w sieci

sieci ARPANET

ARPANET zastosowano

zastosowano nowatorski

nowatorski wtedy

wtedy protokół

protokół IMP

IMP

,,

następnie

następnie zamieniony

zamieniony na

na protokół

protokół NCP

NCP,, zz którego

którego rozwinęła

rozwinęła się

się później

później cała

cała rodzina

rodzina

protokołów

protokołów TCP

TCP umożliwiających

umożliwiających pewne

pewne ii szybkie

szybkie przesyłanie

przesyłanie informacji

informacji między

między

stacjami

stacjami odległymi

odległymi o

o setki

setki aa nawet

nawet tysiące

tysiące kilometrów

kilometrów.. TCP

TCP stał

stał się

się dominującym

dominującym

protokołem

protokołem w

w komunikacji

komunikacji internetowej

internetowej..