Terminologia
" Konwergencja - wiele procesów
obejmujących kojarzenie zjawisk
znajdujących się na pograniczu działów
telekomunikacji, informatyki i multimediów.
" Przepływność - wielkość charakteryzująca
ilość informacji, która może być przesłana w
jednostce czasu przez medium transmisyjne
wyrażana w [b/s], [kb/s], [Mb/s], [Gb/s], [Tb/s]
Historia Internetu
" 1957  powołanie w USA agencji ARPA (Advanced
Research Projects Agency)
" 1969  agencja ARPA tworzy sieć ARPAnet składającą
się z czterech komputerów
" 1970  uruchomiono pierwszą wersję systemu transferu
plików (FTP)
" 1973  do ARPAnet przyłączono uniwersytety:
University College of London i Royal Radar
Establishment w Norwegii
" 1974 - Vinton Cerf i Bob Kahn po raz pierwszy
używają słowa Internet
" 1977 - Opracowane zostają protokoły TCP i IP
Historia Internetu cd.
" 1983 - Powstaje (właściwy) Internet
" 1990 - Tim Berners-Lee (CERN) tworzy World Wide
Web (WWW)
" 1990 - w maju Polska zostaje przyjęta do EARN-BITNET
" 1994 - Powstaje pierwsza graficzna przeglądarka WWW -
 Mosaic .
" 1994  w Polsce powstaje NASK
Przydatne linki dotyczące historii
http://www.wssmia.kei.pl/pomoce/Historia%20Internetu_pliki/frame.htm
http://www.davesite.com/webstation/net-history.shtml
http://www.netvalley.com/intval1.html
Historia komputera
" 1946  ENIAC (5000 operacji na sekundę, waga 30 ton,
objętość 100m3,18000 lamp próżniowych)
" 1956  MARK56 pierwszy komputer z pamięcią
wewnętrzną programu
" I generacja (1946  1959) lampy elektronowe
" II generacja (1959  1965) tranzystory
" III generacja (1965  1975) układy scalone
(IBM Mainframe 107 instrukcji na sekundę, koszt 107
USD)
" IV generacja (od 1975 - ) układy scalone wielkiej skali
integracji
Terminologia cd.
" Transport (przekaz) informacji (danych)
Analogowy  jest formą rozchodzenia
się sinusoidalnej fali o określonej
częstotliwości amplitudzie i fazie.
Cyfrowy  jest formą przekazu
informacji w postaci ciągu
impulsów.
Terminologia cd.
Modulacją nazywamy proces przemieszczania informacji
zawartej w pewnym paśmie częstotliwości do innego pasma
częstotliwości, a więc pewnego rodzaju kodowania informacji.
a = A sin( t+ )
Modulacja amplitudy - AM
Modulacja częstotliwości - FM
Modulacja fazy - PM
Terminologia cd.
" Szerokość pasma  jest to różnica pomiędzy górną a
dolną częstotliwością pasma.
Dla linii telefonicznej wynosi 3.1kHz w paśmie od 300Hz
do 3.4kHz
" Pasma w łączach
wąskoapasmowe  przepływność do 2Mb/s
średniopasmowe  przepływność od 2 Mb/s do 34 Mb/s
szerokopasmowe  przepływność powyżej 34 Mb/s
" Prawo Shannona
P = W*log2(1+S/N)
gdzie:
P  maksymalna teoretyczna przepływność
W  szerokość pasma
S - moc sygnału
N  moc szumu termicznego
Tryby transmisji
Simplex- jedna stacja przesyła informacje, inna zaś je odbiera, sama nie transmitując
(słuchacz przy odbiorniku radiowym).
Half duplex- naprzemienna transmisja danych przez obie komunikujące się ze sobą stacje.
Po zakończeniu przesyłania informacji przez stację nadawczą, stacja odbiorcza może zacząć
transmisję, którą odbiera dotychczasowy nadawca (amatorska stacja krótkofalowa).
Full duplex- możliwe jest jednoczesne przesyłanie oraz odbiór informacji (rozmowa
telefoniczna).
Terminologia cd.
" Rodzaje transmisji  szeregowa, równoległa
" Typy łączy - stałe, dedykowane, komutowane, wirtualne
" Detekcja błędów  wykrywanie błędów transmisji.
Kontrola parzystości, suma kontrolna, cykliczna kontrola
nadmiarowa (CRC).
" Komutacja  łączenie i rozdzielania kanałów.
Komutacja łączy, komutacja pakietów.
" Multipleksacja  (zwielokrotnienie) polega na transmisji
wielu sygnałów przez pojedynczy kanał o dużej
przepływności.
" Sposoby komunikacji  unicast, multicast i broadcast
" Rodzaje transmisji  asynchroniczna, synchroniczna
Możliwości komunikacyjne
komputera PC
" Port szeregowy (asynchroniczny) RS232C
" Port równoległy  Centronics
" Uniwersalny port szeregowy  USB
" FireWire (IEEE 1394, iLink)
Port szeregowy RS232C
" Wtyczka Cannon DB9 lub DB25 (żeńska)
" Liczba portów  2 (COM1, COM2)
" Maksymalna szybkość transmisji 115kb/s
" Umożliwia przesyłanie plików pomiędzy dwoma
komputerami  wymagany specjalny kabel NullModem
" Do komunikacji z użyciem portu COM można
wykorzystać Bezpośrednie połączenie kablowe, Norton
Commander
" Wymaga konfiguracji programowej  szybkość transmisji
(150b/s  115kb/s), liczba bitów informacyjnych (5-8),
parzystość/nieparzystość, liczba bitów stopu (1, 1.5, 2)
Port szeregowy RS232C
1 0 1 0 1 1 1 0 1 0
1 1 0 0 0 1 0 1 0 1
Port równoległy LPT (Centronics)
IEEE 1284
" Centronics powstał w latach 70-tych jako port jednokierunkowy.
Zmodyfikowany (port dwukierunkowy) w roku 1994.
" Transmisja zwykle z użyciem ośmiu linii sygnałowych
(9 linii danych, 4 linii sterujących i 5 linii statusu. Max 9-we, 12-wy).
" Szybkość dla SPP (Standard Parallel Port) do 150 kB/s,
EPP (Enhanced Parallel Port) powyżej 1MB/s
ECP (Extended Capability Port) do 2MB/s (wykorzystuje DMA)
" Umożliwia przesyłanie plików pomiędzy dwoma komputerami 
wymagany specjalny kabel (max. 5 metrów)
" Do komunikacji z użyciem portu LPT można wykorzystać
Bezpośrednie połączenie kablowe. Norton Commander.
" Nie wymaga programowej konfiguracji
" Port wrażliwy na przepięcia (nie oferuje hot plug)
Uniwersalny port szeregowy USB
Universal Serial Bus
" Opracowany przez firmy Microsoft, Intel, Compaq, IBM i DEC jako
następca portu RS 232 C
" Współczesne PC mają od 2-ch do 10 portów USB
" Szybkość transmisji USB 1.1 do 12 Mb/s
USB 2.0 (High speed) do 480Mb/s,
USB 3.0 (Super Speed) do 4.8Gb/s
" Nie umożliwia bezpośredniego połączenia dwóch komputerów bo
magistrala wymaga obecności dokładnie jednego kontrolera, którego
rolę pełni komputer).
" Jest to możliwe dopiero przy użyciu specjalnego interfejsu
(kabel+elektronika+sterowniki)
" Hot plugging - możliwe
" Umożliwia samodzielne zasilanie urządzeń
Port FireWire (IEEE 1394, iLink)
" Współczesne PC mają od 1-go do 3 portów FireWire
" Szybkość transmisji 400Mbit/s, 800Mbit/s
" Wtyczka IEEE-1394 4-pin lub 6-pin
" Umożliwia bezpośrednie połączenie kablowe dwóch
komputerów
" Instaluje się w komputerze tak jak karta sieciowa tzn.
może być adresowany w sieci
" Wykorzystywany do współdziałania z cyfrowymi
kamerami video
" Hot plugging  możliwe
" Umożliwia samodzielne zasilanie urządzeń
IRDA
" Port wykorzystuje bezprzewodowe przesyłanie
informacji w paśmie podczerwieni
" Szybkość transmisji SIR  115Kb/s, FIR  4Mb/s
" Wymaga  widzenia się komputerów
" Odległość pomiędzy urządzeniami do kilku metrów
MoDem
MoDem  standardy
Protokoły transmisji telefonicznej
V.21 300 b/s
V.22 1200 b/s
V.22bis 2400 b/s
V.32 9600 b/s
V.32bis 14400 b/s
V.34 28800 b/s
V.34bis 33600 b/s
V.90 56 kb/s
V.92 56 kb/s
Sprzętowa korekcja błędów MNP1 - MNP10
Sprzętowa kompresja danych umożliwia max. 4 krotne zwiększenie
liczby przesyłanych informacji
xDSL
" Digital Subscriber Line - cyfrowa linia abonencka,
popularna technologia szerokopasmowego dostępu do
Internetu
" Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL 
Asymetryczna cyfrowa linia abonencka, ADSL pozwala
na transmisję od 16 kbps do 8 Mbps.
Neostrada
" Inne  HDSL, VDSL &
Sposoby dostępu do Internetu
" Modem (telefoniczny)
" Sieci komputerowe (osiedlowe)
" Modem kablowy
" Technologie xDSL (Neostrada)
" Technologie bezprzewodowe (WLAN)
" Radiolinie
" Dostęp satelitarny
" Technologia PLC
Model ISO/OSI
Model ISO/OSI (ang. International Organization for Standarization,
Open System Interconnection) to zdefiniowany przez organizacje ISO
oraz ITU-T (ang. International Telecommunication Union) standard
opisujący strukturę komunikacji sieciowej. Model OSI jest traktowany jako
model odniesienia dla większości rodzin protokołów komunikacji.
Siedmiowarstwowy Model Odniesienia ISO/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.
Protokoły komunikacyjne to zbiór ścisłych reguł i kroków postępowania,
które są automatycznie wykonywane przez urządzenia komunikacyjne w
celu nawiązania łączności i wymiany danych.
Warstwy modelu ISO/OSI
" 7  Warstwa aplikacji
" 6  Warstwa prezentacji
" 5  Warstwa sesji
" 4  Warstwa transportowa
" 3  Warstwa sieciowa
" 2  Warstwa łącza danych
" 1  Warstwa fizyczna
Warstwy modelu ISO/OSI
" Warstwa aplikacji
odpowiada za sposób współpracy aplikacji z systemem komunikacyjnym.
" Warstwa prezentacji
odpowiada za ujednolicenie formatu przesyłanych danych. Tu następuje szyfrowanie i deszyfracja danych
oraz ich kompresja i dekompresja.
" Warstwa sesji
odpowiada za nawiązanie sesji, zapewnienie uporządkowanej wymiany danych między aplikacjami i
zamknięcie sesji, korzystając przy tym z usług warstwy transportowej (w niektórych sieciach obie warstwy są
ze sobą połączone). Odpowiada także za synchronizację sesji i zarządzanie nią.
" Warstwa transportowa
odpowiada za nawiązywanie połączenia, wymianę danych oraz zamykanie połączenia między systemami
końcowymi. Warstwa ta jest pierwszą warstwą typu użytkownik-użytkownik i nie jest implementowana w
węzłach pośrednich. Zapewnia ona, w zależności od typu sieci, ustaloną jakość usługi np. stopę błędów,
opóz
nienie. Warstwa ta posiada mechanizmy umożliwiające inicjację, utrzymanie i zamykanie połączenia
między urządzeniami, sterowanie przepływem danych oraz wykrywanie błędów transmisji.
" Warstwa sieciowa
odpowiada za przesyłanie danych przez sieć złożoną z podsieci. Do głównych zadań tej warstwy należy
znajdowanie drogi dla pakietów w obrębie podsieci i między podsieciami nazywane routingiem pakietów.
Podstawową jednostką informacji w tej warstwie jest pakiet o ściśle określonej strukturze zawierający oprócz
danych, adresy: nadawcy i odbiorcy pakietu. Warstwa ta nie gwarantuje niezawodności transmisji, natomiast
wyposażona jest w mechanizmy monitorowania transmisji, co pozwala m.in. na identyfikację przyczyn
uniemożliwiających komunikację.
Warstwa łącza danych
odpowiada za ustanawianie i rozłączanie połączenia oraz bezbłędny transfer bitów, łączonych do tego celu
w ramki. Kontroluje i koryguje błędy, które mogły mieć miejsce w warstwie fizycznej.
" Warstwa fizyczna
odpowiada za aktywację i dezaktywację połączenia oraz za transfer bitów. Parametry charakteryzujące tę
warstwę to właściwości fizyczne łącza takie jak częstotliwości, napięcia, opóz
nienie, długość,
zniekształcenia, poziom zakłóceń, itp.
Tworzenie, transmisja i
odtwarzanie pakietów
Enkapsulacja Dekapsulacja
Sieci komputerowe
Sieć komputerowa to grupa komputerów lub innych
urządzeń połączonych ze sobą w celu wymiany
danych lub współdzielenia zasobów
Kategorie sieci - Zakres
ż� Sieci osobiste (PAN  ang. personal area network)
ż� Sieci lokalne (LAN  ang. local area network)
ż� Sieci metropolitalne (MAN  ang. metropolitan area network)
ż� Sieci globalne (WAN  ang. wide area network)
ż� Sieci wirtualne (VLAN  ang. Virtual Local Area Network)
Sieci komputerowe
Kategorie sieci  Topologia
" Szyna (magistrala)  ang. BUS
" Pierścień  ang. RING
" Gwiazda  ang. STAR
" Drzewo  ang. TREE
" Siatka- ang. GREED
Sieci pierścieniowe ze znacznikiem
" Token Ring
" Przepływnośc: 4Mb/s, 16Mb/s do 128Mb/s
" Metoda dostępu: Token-Passing,
" Medium transmisyjne: skrętka,
" Topologia: pierścień.
" FDDI (ang. Fiber Distributed Data Interface
" Przepływnośc: 100Mb/s,
" Metoda dostępu: Token-Passing,
" Medium transmisyjne: kabel światłowodowy,
" Topologia: podwójny pierścień (Dual Ring).
Awaria w sieci FDDI
Ethernet
" Ethernet to najpopularniejszy standard wykorzystywany w budowie sieci
komputerowych. Obejmuje on specyfikację kabli oraz przesyłanych nimi
sygnałów. Ethernet opisuje również format pakietów i stosowane protokoły z
dwóch najniższych warstw Modelu OSI. Jego specyfikacja została podana
w standardzie 802.3 IEEE.
" CSMA/CD (ang. Carrier Sense Multiple Access, with Collision Detection)
jest to mechanizm dostępu danych używany w Ethernecie oraz sieciach
typu 802.3. Określa on sposób w jaki pakiet danych jest umiejscowiony na
kablu. Zanim urządzenie Ethernet wysyła pakiet po kablu, sprawdza czy
inne urządzenie w danej chwili nie transmituje danych. Kiedy urządzenie
upewni się że kabel jest nieużywany, zaczyna wysyłać pakiet, nasłuchując
czy inne urządzenie nie zaczęło wysyłać pakietu w tym samym czasie
(wtedy następuje kolizja).
CSMA
" Śledzenie nośnej (ang. Carrier Sense)
A
ącze wolne
A
ącze wolne A
ącze wolne
A
ącze zajęte
A
ącze zajęte A
ącze zajęte
CSMA/CD
" Wykrywanie kolizji (ang. Collision Detection)
A
ącze wolne A
ącze wolne
A
ączeKolizja A
ącze zajęte A
ącze zajęte
zajęte A
ącze wolne Kolizja
A
ącze wolne A
ącze wolne A
ącze wolne
Ethernet
" Wersje 10 mbit/s
" 10BASE5 'Thicknet' albo 'gruby koncentryk'
" 10BASE2 zwane też 'ThinNet', 'Cheapernet' lub 'cienki koncentryk
" 10BASE-T - pracuje na 4 żyłach (2 pary 'skrętki') kategorii 3 lub 5
" 10BASE-F - rodzina standardów wykorzystujących światłowody
" Wersje 100 mbit/s  Fast Ethernet
" 100BASE-TX - wymaga 2 par 'skrętki' i kabli kategorii 5
" 100BASE-T4 - używa 4 par 'skrętki' kategorii 3
" 100BASE-FX  wykorzystuje włókna światłowodowe
" Wersje 1000 mbit/s  Gigabit Ethernet
" 1000BASE-T  pracuje na  skrętce kat. 5 lub wyższej
" 1000BASE-SX - wykorzystuje światłowód
" Wersje 10000 mbit/s  10 Gigabit Ethernet
" 10GBASE - rodzina standardów wykorzystujących światłowody
Media transmisyjne
" Kable współosiowe (koncentryczne)
" Kable skrętkowe
" Światłowody
" Fale elektromagnetyczne
Kable współosiowe (koncentryczne)
Kabel sieciowy o okrągłym przekroju składający się z wewnętrznej,
izolowanej żyły oraz otaczającego ją metalowego oplotu - tzw. ekranu.
Impedancja falowa koncentrycznego kabla sieciowego wynosi 50 Ohm
(natomiast dla koncentrycznego kabla antenowego 75 Ohm)
" Gruby koncentryk (Śred. � ) RG-8 i RG11 (10BASE5)
Maksymalna długość jednego segmentu sieci realizowanej na
grubym koncentryku wynosi 500 metrów. Przepustowość 10 Mb/s
" Cienki koncentryk (Śred. ź ) RG-58 (10BASE2)
Maksymalna długość jednego segmentu sieci realizowanej na
cienkim koncentryku wynosi 185 metrów. Przepustowość 10Mb/s.
Złącza BNC
Montaż złącza BNC
Media  skrętka
Skrętka (ang. twisted pair cable) to obecnie najbardziej popularne medium
transmisyjne w sieciach lokalnych. W zależności od przepustowości możemy
wyróżnić standardy: 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T
skrętka nieekranowana - UTP
(ang. Unshielded Twisted Pair)
skrętka ekranowana  STP
(ang. Shielded Twisted Pair)
skrętka foliowana - FTP
(ang. Foiled Twisted Pair)
Maksymalna długość jednego segmentu sieci realizowanej przy użyciu
skrętki wynosi 100 metrów. Przepustowość 10, 100, 1000 Mb/s
Kategorie skrętek miedzianych
" kategoria 1  tradycyjna nieekranowana skrętka telefoniczna
przeznaczona do przesyłania głosu, nie przystosowana do
transmisji danych;
" kategoria 2  nieekranowana skrętka, szybkość transmisji do 4
MHz. Kabel ma 2 pary skręconych
przewodów;
" kategoria 3  skrętka o szybkości transmisji do 10 MHz, stos. w
sieciach Token Ring (4 Mb/s) oraz Ethernet 10Base-T (10 Mb/s).
Kabel zawiera 4 pary skręconych przewodów;
" kategoria 4  skrętka działająca z szybkością do 16 MHz. Kabel
zbudowany jest z czterech par przewodów;
" kategoria 5  skrętka z dopasowaniem rezystancyjnym pozwalają
ca na transmisję danych z szybkością 100 MHz pod warunkiem
poprawnej instalacji kabla (zgodnie z wymaganiami okablowania
strukturalnego) na odległość do 100 m;
" kategoria 5e  (enhanced)  ulepszona wersja kabla kategorii 5.
Jest zalecana do stosowana w przypadku nowych instalacji;
" kategoria 6  skrętka umożliwiająca transmisję z częstotliwością do
200 MHz.;
" kategoria 7  kabel o przepływności do 600 MHz.
Media - skrętka
biało-niebieski
Para #1
niebieski
biało-pomarańczowy
Para #2
pomarańczowy
biało-zielony
Para #3
zielony
biało-brązowy
Para #4
brązowy
Podłączenie przewodu UTP we wtyku RJ-45
Media  skrętka skrosowana
Jeden koniec przewodu ma standardową wtyczkę, a drugi tak jak pokazano niżej
Para #3 podłączona do pinów 1 i 2
Pin 1 biało-zielony
Pin 2 zielony
Para #2 podłączona do pinów 3 i 6
Pin 3 biało-
pomarańczowy
Pin 6 pomarańczowy
Pozostałe pary bez zmian
Karty sieciowe
MAC  (ang. Media Access Control address) - sprzętowy adres karty sieciowej,
unikalny w skali światowej, nadawany przez producenta danej karty podczas
produkcji. Adres ten jest 48-bitowy z czego pierwsze 24 bity oznaczają
producenta a następne 24 bity oznaczają kolejny egzemplarz karty. Na przykład
adres MAC '00-0A-E6-3E-FD-E1'
Światłowody
Światłowód, falowód służący do przesyłania promieniowania świetlnego.
Obecnie najczęściej w formie włókien szklanych, z otuliną z tworzywa
sztucznego, charakteryzującego się mniejszym współczynnikiem załamania
światła niż wartość tego współczynnika dla szkła.
Rodzaje światłowodów
" Wielomodowe (średnica: 62,5 mikrona i 50 mikronów)
Gradientowe
Skokowe
" Jednomodowe (średnica 5 do 10 mikronów)
Maksymalna długość jednego segmentu sieci realizowanej przy użyciu
światłowodu 100 km. Przepustowość sięgająca 10 Tb/s
Swiatłowody
Światłowody
Złącza światłowodowe
Światłowody
" DWDM (ang. Dense Wavelength Division Multiplexer) technologia
falowego zwielokrotnienia przepływności światłowodu przez
równoległą, równoczesną i niezależną transmisję wielu promieni
optycznych o różnych długościach fal prowadzonych w jednym
włóknie światłowodowym. Przyjmuje się, że zwielokrotnienie do
czterech fal w jednym oknie światłowodu oznacza się jako WDM, a
zwielokrotnienia o większej gęstości (powyżej 4 kanałów) - DWDM.
" Zalety światłowodów:
- odporność na zakłócenia elektromagnetyczne
- brak generacji zakłóceń elektromagnetycznych
- brak prądów błądzących
- brak różnic potencjałów
- mała tłumienność
- duża trwałość, rzędu 25 lat
- duża prędkość transmisji
Ethernet - porównanie różnych wersji i mediów
Transcivery
Aktywne urządzenia sieciowe
" Regenerator (ang. repeater) urządzenie łączące wiele segmentów w sieci
zbudowanych w oparciu o topologię szyny. Urządzenie pracuje w warstwie
pierwszej modelu ISO/OSI
" Koncentrator (ang. hub) - urządzenie łączące wiele komputerów w sieci o
topologii gwiazdy. Do stworzenia połączenia najczęściej wykorzystuje się
kabel UTP (skrętka) kategorii 5 lub wyższej. Urządzenie pracujące w warstwie
pierwszej modelu ISO/OSI
" Most (ang. bridge). Dwuportowe urządzenie pracujące w warstwie drugiej
modelu ISO/OSI. Służy do separowania ruchu w sieci komputerowej i/lub
zwiększania fizycznego rozmiaru sieci.
" Przełącznik (ang. switch) - wieloportowy most. Urządzenie pracujące w
warstwie drugiej modelu ISO/OSI, ich zadaniem jest przekazywanie ramek. W
celu ustalenia fizycznego adresata używają docelowego adresu MAC,
zawartego w nagłówku ramki Ethernet. Przełączniki utrzymują tablicę
mapowań adres MAC<>port fizyczny, której pojemność jest zwykle określona
na 4096, 8192 lub 16384 wpisów.
" Router (ang. router) to urządzenie sieciowe, które określa następny punkt
sieciowy, do którego należy skierować pakiet danych (np. datagram IP). Ten
proces nazywa się routingiem (rutingiem) bądz
trasowaniem. Routing IP
odbywa się w warstwie trzeciej modelu OSI.
Urządzenia sieci LAN w
odniesieniu do modelu ISO/OSI
Brama
7 Aplikacji 7 Aplikacji
6 Prezent. 6 Prezent.
Przełącznik
5 Sesji 5 Sesji
Karta sieciowa 3 warstwy
4 Transp. 4 Transp.
Przełącznik Router
3 Sieciowa 3 Sieciowa 3 Sieciowa 3 Sieciowa
Regenerator Most
2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d.
Koncentrator
1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna
" A
ączenie sieci może być realizowane w różnych
warstwach modelu odniesienia ISO/OSI
" Obecnie wiele urządzeń łączy różne funkcje i pracuje w
wielu warstwach, np. przełącznik
Działanie koncentratora
" Kolizja
Koncentrator
Działanie koncentratora
" Współdzielenie
pasma
Koncentrator
Prawo (zasada) Ethernetu
Urządzenia podłączone do koncentratora/regeneratora tworzą jedną domenę
kolizyjną, czyli rywalizują o dostęp do medium i współdzielą pasmo przepustowości
Prawo (zasada) Ethernetu cd.
Przykład prostej sieci
Urządzenia sieci LAN w
odniesieniu do modelu ISO/OSI
Brama
7 Aplikacji 7 Aplikacji
6 Prezent. 6 Prezent.
Przełącznik
5 Sesji 5 Sesji
Karta sieciowa 3 warstwy
4 Transp. 4 Transp.
Przełącznik Router
3 Sieciowa 3 Sieciowa 3 Sieciowa 3 Sieciowa
Regenerator Most
2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d.
Koncentrator
1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna
" A
ączenie sieci może być realizowane w różnych
warstwach modelu odniesienia ISO/OSI
" Obecnie wiele urządzeń łączy różne funkcje i pracuje w
wielu warstwach, np. przełącznik
Most rozdziela domenę kolizyjną
Most się uczy
A B C D
1 2
A B B A Most C B D FF
Port 1 A
B
Port 2 C D
Przełącznik
Przełącznik
Przełącznik i domena kolizyjna
" Wszystkie urządzenia, które wspólnie rywalizują o
dostęp do medium tworzą jedną domenę kolizyjną
" Przełącznik dzieli domenę kolizyjną
" Dla transmisji w pół dupleksie każdy port przełącznika
to oddzielna domena kolizyjna
" Dla transmisji w pełnym dupleks w przełączniku nie ma
domen kolizyjnych (nie ma urządzeń które rywalizują o
dostępu do łącza, każde urządzenie ma oddzielny kanał
do nadawania i odbierania)
Koncentrator versus Przełącznik
Koncentrator:
" Współdzielony Ethernet
" A
ącze współdzielone dla transmisji w obie strony
" Metoda dostępu do łącza to CSMA/CD
Przełącznik w pełnym dupleksie:
" Przełączany Ethernet
" W każdą stronę transmisji dostępna jest pełna
przepustowość
" Nie ma potrzeby stosowania CSMA/CD, czyli znikają
ograniczenia związane z CSMA/CD
Podstawowe metody przełączania
" Komutacja ramek (ang. Store-and-Forward ). W tej
metodzie konieczny jest odbiór i zapamiętanie całej
ramki przed wysłaniem jej do innego portu. Zapewnia to
wykrycie błędów, jednak powoduje duże opóz
nienia (dla
1518 bajtowej ramki 1,2 ms). Metoda umożliwia
konwersję danych na poziomie warstwy MAC, oraz
przesyłanie danych między portami o różnych
przepustowościach
" Skróconej analizy adresu (ang. Cut-Through). W tej
metodzie przełącznik czyta i analizuje jedynie początek
ramki w celu odczytania adresu docelowego i
natychmiast kieruje ramkę do portu przeznaczenia. Daje
to krótki czas opóz
nienia około 40 s. Główna wada tej
metody to przesyłanie do innych sieci ramek biorących
udział w kolizji. Poza tym nie jest sprawdzana suma
kontrolna
Domena rozgłoszeniowa
" Wszystkie urządzenia podłączone sieci lokalnej opartej o
urządzenie (przełączniki, mosty, koncentratory,
regeneratory) pracujące w warstwie 2 (podwarstwie
MAC) tworzą jedną domenę rozgłoszeniową (ang.
broadcast domain)
" Są to wszystkie urządzenia do których docierają ramki
rozgłoszeniowe (adres MAC FFFFFFFFFFFF)
" W sytuacji, kiedy stacje nadają dużo ramek
rozgłoszeniowych może powstać burza broadcastowa
(ang. broadcast storm) wpływająca na wzrost obciążenia
sieci
" Urządzenie warstwy 3 (router, przełącznik warstwy 3)
rozdziela domenę rozgłoszeniową
Urządzenia sieci LAN w
odniesieniu do modelu ISO/OSI
Brama
7 Aplikacji 7 Aplikacji
6 Prezent. 6 Prezent.
Przełącznik
5 Sesji 5 Sesji
Karta sieciowa 3 warstwy
4 Transp. 4 Transp.
Przełącznik Router
3 Sieciowa 3 Sieciowa 3 Sieciowa 3 Sieciowa
Regenerator Most
2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d. 2 A
ącza d.
Koncentrator
1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna 1 Fizyczna
" A
ączenie sieci może być realizowane w różnych
warstwach modelu odniesienia ISO/OSI
" Obecnie wiele urządzeń łączy różne funkcje i pracuje w
wielu warstwach, np. przełącznik
Router
" Router to urządzenie pracujące w trzeciej warstwie
modelu ISO/OSI
" Służy do łączenia różnych sieci komputerowych (w
sensie rozmiaru sieci, technologii, protokołów, itd.)
" Na podstawie informacji zawartych w nagłówku pakietu
IP (adres docelowy oraz ewentualne inne pola z
nagłówka IP oraz TCP/UDP) przekazuje pakiety do
sieci docelowej
" Proces przekazywania pakietów to routing, określany
po polsku jako trasowanie
" Routery są budowane w oparciu o dedykowane układy
scalone, ale jednak dużo zadań jest wykonywana
programowo
Przełącznik warstwy 3
" Przełącznik warstwy 3 to urządzenie działające w
warstwie sieciowej modelu ISO/OSI i mające
funkcjonalne możliwości zbliżone do routera
" Funkcje routingu są realizowane w nich sprzętowo
" Obsługują mniej technologii sieciowych i protokołów
routingu w porównaniu z klasycznymi routerami
Porównanie
przełącznika warstwy 3 i routera (2)
Właściwość Router LAN Przełącznik warstwy 3
Działa w warstwie warstwa 3 warstwa 3
OSI
Wykonywany routing programowo + sprzętowo
sprzętowo (układy ASIC)
Wsparcie dla warstwy Ethernet, Token Ring, Fast, Gigabit,
MAC FDDI, ATM, WAN 10 Gigabit Ethernet
Wydajność średnia-duża duża (szybkość portów)
Cena za port Wysoka Niska
Programowalność i Bardzo wysoka Wysoka
zarządzalność
Porównanie
przełącznika warstwy 3 i routera (2)
Właściwość Router LAN Przełącznik warstwy 3
Wspierane protokoły Wszystkie IP
Używane protokoły Wszystkie RIP1, RIP2, czasami
routingu OSPF i DVMRP
Zastosowania " Tworzenie domen " Większość miejsc, w
rozgłoszeniowych których obecnie
poprzez sieć używane są
szkieletową i przełączniki warstwy 2
centralne punkty sieci
" Centralne punkty sieci
" Połączenia WAN
" Routing między
" Routing sieciami VLAN
wieloprotokołowy
Sieci bezprzewodowe Wi-Fi
(ang. Wireless Fidelity)
WLAN-y (ang. Wireless LAN)  to
wyzwanie dla sieci komputerowych
wykorzystujących kable miedziane i
światłowodowe
http://hot.spots.pl/index.php?action=szukaj
Liczba hotspotów w poszczególnych miastach
Podział częstotliwości
Telewizja analogowa VHF: 54
WiFi: IEEE 802.11b/g 
to 88 MHz, 174 to 216 MHz
2.4 GHz, IEEE 802.11a -
" UHF: 470 to 806 MHz
5 GHz
10 MHz 100 MHz 1 GHz 10 GHz
Radio UKF (FM) Telefonia GSM
" 88 to 108 MHz " 900 MHz, 1,8 GHz
Sieci ad hoc
" Sieci ad hoc to rozproszone sieci bezprzewodowe, które
obejmują urządzenia znajdujące się w zasięgu
wzajemnej słyszalności i organizowane są jako sieci o
doraz
nej, nietrwałej strukturze organizacyjnej
Sieci infrastrukturalne (1)
" Sieci infrastrukturalne to wielokomórkowe sieci
bezprzewodowe, w których urządzenia znajdują się w
różnych strefach nazywanych podstawowymi obszarami
obsługi BSS (ang. Basic Service Set)
" W ramach jednego obszaru BSS urządzenia komunikują
się za pomocą wydzielonych punktów dostępu AP
(ang. Access Point) i stałej infrastrukturze
przewodowej łączącej punkty dostępu
" Przewodowa infrastruktura sieciowa umożliwia znaczne
zwiększenie zasięgu działania sieci bezprzewodowych
" Urządzenia mogą przemieszczać się dzięki
przekazywaniu (ang. roaming)
Sieci infrastrukturalne (2)
BSS1
BSS2
BSS3
Sieci bezprzewodowe Wi-Fi
Bezprzewodowe sieci Wi-Fi ustandaryzowane zostały przez
organizację IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers).
Obecnie najpopularniejsze standardy sieci Wi-Fi, czyli IEEE 802.11b i
IEEE 802.11g, pracują w paśmie 2.4 -2.5 GHz. W USA można spotkać
urządzenia zgodne ze standardem IEEE 802.11a, który do transmisji
korzysta z pasma 5 GHz. Jednak ta częstotliwość w Europie
zarezerwowana jest dla celów wojskowych, dlatego też standard
802.11a nie może być używany bez ograniczeń (np. w Polsce
dopuszcza się jego stosowanie, ale tylko wewnątrz budynków, a sygnał
nie może się wydostawać poza ich obręb).
Sieci bezprzewodowe Wi-Fi cd.
Standard 802.11b ma zasięg 46m w pomieszczeniu i 96 m na
otwartej przestrzeni. Standardowe anteny wykorzystywane w
urządzeniach 802.11b pozwalają zwykle na przekaz z prędkością
11 Mb/s. Sprawność protokołu obniża tą prędkość do 5,5 Mb/s.
Jednak materiały takie jak metal, woda lub beton znacznie
pochłaniają fale i obniżają jakość sygnału. Niektórzy producenci
wprowadzili własne produkty dające prędkość 22, 33 oraz 44 Mb/s
oparte na tym standardzie. Swoją modyfikację nazwali 802.11b+,
ale nigdy nie stała się ona standardem uznanym przez IEEE.
W czerwcu 2003 roku ostatecznie uznano standard 802.11g.
Pracuje on podobnie jak 802.11b na częstotliwości 2,4 GHz, ale
pozwala na transfer z prędkością 54 Mb/s.
Wielu producentów wprowadziło w swoich urządzeniach opcję
Super G pozwalającą na osiągnięcie prędkość 108 Mb/s. 802.11n
W styczniu 2004 IEEE ogłosiło rozpoczęcie prac nad nowym
standardem 802.11n. Ma on obejmować rozległe sieci
bezprzewodowe. Prędkości rzędu 100 Mb/s albo nawet 250 Mb/s
mają stać się w pełni dostępne. Zapowiedziano też zwiększenie
zasięgu. Standard 802.11n został zatwierdzony w roku 2009.
Porównanie standardów 802.11
Data Pasmo Osiągana Maks. Zasięg Zasięg na
przepust. przepust. wewnątrz zewnątrz
budynków
802.11 1997 2,4 GHz 0,9 Mb/s 2 Mb/s 20 m 100 m
802.11a 1999 5 GHz 23 Mb/s 54 Mb/s 35 m 120 m
802.11b 1999 2,4 GHz 4,3 Mb/s 11 Mb/s 38 m 140 m
802.11g 2003 2,4 GHz 19 Mb/s 54 Mb/s 38 m 140 m
802.11n 2009 2,4 GHz 74 Mb/s 248 Mb/s 70 m 250 m
5 GHz
Bluetooth
" Bluetooth (BT) (ang. siny ząb) to technologia bezprzewodowej
komunikacji (z szybkością do 1 Mb/s) pomiędzy różnymi
urządzeniami elektronicznymi takimi jak np. klawiatura, zegarek,
komputer, laptop, palmtop, telefon komórkowy i wieloma innymi.
Zasięg wynosi maksymalnie do 50 m w terenie otwartym (obecnie
wartości te mogą wynosić nawet 200 metrów - zależnie od ceny),
choć w specyfikacji podana jest wartość 10 m. Używa fal w zakresie
2,4 GHz. Urządzenie umożliwiające wykorzystanie tej technologii to
Bluetooth Adapter.
" Nazwa technologii pochodzi od przydomka króla duńskiego Haralda
Sinozębego, który znany był ze zjednoczenia walczących dotąd ze
sobą plemion z Danii, Norwegii i Szwecji. Podobnie Bluetooth, który
został zaprojektowany, aby "zjednoczyć" różne technologie jak:
komputery, telefonię komórkową, drukarki, aparaty cyfrowe.
WiMAX
WiMAX (ang. World Interoperability for Microwave
Access), IEEE 802.16 - grupa standardów
bezprzewodowej, szerokopasmowej transmisji danych,
której pomysłodawcami byli Nokia, Wi-LAN, Ensamble
Communications. Zasięg obszaru usługowego wynosi
maksymalnie 50 km, natomiast prędkość transmisji
może osiągnąć 70 Mbit/s. WiMAX stanowi alternatywę
dla stałych łączy typu xDSL, zapewniając porównywalne
przepływności. Sieć WiMAX działa tylko w zakresie 2-11
GHz oraz 2-66 GHz (nielicencjonowane).
IEEE 802.16e - najnowszy standard, który wszedł w
2007 roku. Prace prowadzone są nad mobilnością
dostępu, który ma być dostępny nawet podczas
poruszania się z prędkością do 60 km/h.
WiMAX c.d.
Tabela przepustowości i zasięgów
Modulacja BPSK QPSK QAM16 QAM64
Zasięg 30 km 25 km 14 km 5 km
Przepustowość radiowa (brutto) 4 Mbit/s 8 Mbit/s 16 Mbit/s 24 Mbit/s
Przepustowość efektywna (netto)
1.5Mbit/s 3 Mbit/s 6 Mbit/s 9 Mbit/s
Full duplex
http://www.wimax.biz.pl
Porównanie sieci bezprzewodowych Wi-Fi z innymi standardami sieciowymi
Wi-Fi Standardy Ethernet PLC Bluetooth
kabel koncentryczny; skrętka; kable instalacji
Medium fale radiowe fale radiowe
światłowód energetycznej
przepustowość zależna jest przede
w zależności od standardu wszystkim od standardu i rodzaju
teoretyczna przepustowość medium, które zastosujemy - dla kabli
waha się od 11 Mb/s do 108 UTP/FTP teoretyczne transfery dochodzą bardzo słaba - rzędu
Przepustowość około 10 Mb/s
Mb/s; przepustowość ściśle do 1Gb/s, dla światłowodów transfery setek kilobajtów
zależy do odległości pomiędzy mogą osiągnąć nawet poziom 10 Gb/s;
nadajnikami i odbiornikami najniższą przepustowość oferuje kabel
koncentryczny - 10 Mb/s
Punkt przełącznik (switch) lub koncentrator
punkt dostępowy (Access Point) brak brak
dystrybucyjny (hub)
bezprzewodowa karta sieciowa; interfejs Bluetooth;
Sposób niektóre notebooki są w nią czasami jest on
karta sieciowa będąca często na
podłączenia do fabrycznie wyposażone (np. modem PLC fabrycznie
wyposażeniu płyty głównej
komputera laptopy zbudowane na bazie wbudowany w
platformy Centrino) notebooka
brak kabli; szybka instalacja; najlepiej ustandaryzowany spośród wykorzystanie istniejącej brak kabli; mały
łatwe wprowadzanie zmian w przesyłania danych ze wszystkich sieci energetycznej do pobór energii;
Zalety
strukturę sieci; względnie łatwe technologii sieciowych; duża połączenia komputerów w wygodne
zarządzanie siecią przepustowość; względnie tani sieć użytkowanie
niskie bezpieczeństwo -
konieczność stosowania
zasięg ograniczony rodzajem i długością mała przepustowość;
dodatkowych zabezpieczeń;
przewodów; konieczność stosowania wysokie ceny modemów; niska
problemy z łączem radiowym
Wady okablowania; przy złożonych sieciach w standardowej przepustowość;
(struktura budynku, warunki
mogą wystąpić trudności z poprawną konfiguracji ograniczenie niewielki zasięg
atmosferyczne); przepustowość
konfiguracją zasięgu do jednej fazy
zależna od odległości między
urządzeniami
ZigBee
" Specyfikacja protokołów transmisji danych w sieciach bezprzewodowych typu mesh,
cluster tree. Sieci oparte na ZigBee charakteryzują się niewielkim poborem energii,
niewielkimi przepływnościami (do 250kbps) oraz zasięgiem między węzłami rzędu do
100 m. Typowymi zastosowaniami są sieci sensorowe, sieci personalne (PAN),
automatyka domowa, systemy alarmowe, systemy monitoringu.
" Specyfikacja ZigBee dla niższych warstw PHY i MAC wykorzystuje standard IEEE
802.15.4, który zapewnia transmisję bezprzewodową w pasmach 868 MHz, 915 MHz
lub 2,4 GHz. W paśmie 2,4 GHz przewidziano 16 kanałów szerokości 5 MHz.
" Urządzenia ZigBee można podzielić na 3 typy:
 koordynator (ZigBee Coordinator  ZC): dla każdej sieci może występować tylko
jedno takie urządzenie, służy jako węzeł początkowy do którego mogą się
przyłączać pozostałe urządzenia, zazwyczaj pełni rolę urządzenia zbierającego
dane.
 router (ZigBee Router  ZR): przekazuje pakiety dalej, umożliwia wiele
przeskoków (multihop routing).
 urządzenie końcowe (ZigBee End Device  ZED): przesyła dane do routera do
którego jest przyłączone, może być czasowo usypiane w celu zmniejszenia
zużycia energii.
" Technologia ZigBee jest rozwijana przez ZigBee Alliance. Jest to organizacja
zrzeszająca ponad 150 firm z całego świata w celu wspólnego rozwoju specyfikacji
ZigBee. 14 grudnia 2004 powstała wersja 1.0 specyfikacji ZigBee.
Sieci sensorowe
WSN (ang. Wireless Sensor Network pl. Bezprzewodowa sieć sensorowa) 
sieć złożona z wielu małych urządzeń rozlokowanych na pewnym obszarze
w celu realizacji pewnego  wspólnego dla wszystkich zadania.
Podstawowym elementem sieci jest czujnik monitorujący zmienność
pewnych zjawisk, takich jak temperatura, wilgotność, obecność
(nieobecność) obiektu, dz
więk, ciśnienie, ruch, stopień zanieczyszczenia
powietrza itp. w różnych lokalizacjach. Początkowo technologie oparte na
bezprzewodowych sieciach sensorowych rozwijane były tylko na potrzeby
militarne, jednak z czasem sieci te zyskują coraz szersze zastosowanie w
dziedzinach życia codziennego (monitorowanie środowiska, zarządzanie
ruchem, automatyzacja w domach).
Typowy węzeł bezprzewodowej sieci sensorowej zbudowany jest z
nadajnika/odbiornika radiowego, modułu pamięci, mikroprocesora oraz
baterii lub innego z
ródła energii. Koszt pojedynczego węzła to kwota od
kilkunastu centów do kilkuset dolarów w zależności od jego parametrów