Sieci Komputerowe

wykład

Podział sieci komputerowych

Ze względu na zasięg

�ó LAN - Local Area Network - sieci o najmniejszym zasięgu, obejmujące zwykle budynek lub grupę sąsiednich budynków,

�ó CAMPUS - sieci obejmujące wiele grup budynków np. budynki wydziałów, domy studenckie i laboratoria jednej uczelni,

�ó MAN - Metropolitan Area Network - sieci obejmujące swym zasięgiem miasto,

�ó WAN - Wide Area Network (zdalne) - sieci o dużym zasięgu, przekraczającym obszar jednego miasta - np.

sieć globalna czy sieć łącząca rozsiane po kraju lub świecie oddziały przedsiębiorstwa.

Ze względu na medium transmisyjne

Sieci przewodowe

�ó kabel koncentryczny

�ó skrętka

�ó światłowód

Sieci bezprzewodowe

�ó radiowe (w tym też satelitarne)

�ó mikrofalowe

�ó podczerwone

Porównanie przewodowych mediów transmisji:

Maksymalny

Rodzaj

Przepustowość

Koszt

Uwagi

dystans

kabel

koncentryczny

10Mbps

200 m bardzo niski

duża zawodność

cienki

kabel

bardzo czuły na zakłócenia

koncentryczny

10Mbps

500 m

wywoływane przez wyładowania

gruby

atmosferyczne

skrętka

wyższy niż dla kabla duża niezawodność osiągnięta dzięki 16Mbps

100 m

kategorii 3

koncentrycznego

budowie strukturalnej sieci

skrętka

duża niezawodność osiągnięta dzięki

100Mbps

100 m ---||---

kategorii 5

budowie strukturalnej sieci

światłowód

nieczułość na zakłócenia

Mbps

2000 m

wielomodowy

elektromagnetyczne

bardzo wysoki ze

względu na

światłowód

konieczność

nieczułość na zakłócenia

kilka Gbps

10 000 m

jednomodowy

zastosowania

elektromagnetyczne

nadajników

laserowych

wielomodowe - o średnicy 62,5 mikrometra (płaszcz o średnicy 125 mikrometrów) Ze względu na topologię

�ó Topologia pierścienia (token-ring, FDDI1)

�ó Topologia magistrali (Ethernet)

�ó topologia gwiazdy (ArcNet)



1 Sieć FDDI (ang. Fiber Distributed Data Interface) jest siecią lokalną o przepustowości 100 Mb/s zdefiniowaną przez standardy ANSI i ISO. Została ona zaprojektowana z myślą o zastosowaniu światłowodów, ale obecnie istnieją standardy również dla innych mediów. Sieć FDDI używa dostępu do medium z przekazywaniem uprawnienia.

opracował: mgr inż. Tomasz Karczewski

Sieci Komputerowe

wykład

Topologie sieci

Topologia pierścienia

Komputery łączone są ze sobą tak aby kabel wędrował zawsze od jednego komputera do drugiego, a ostatni komputer łączony jest z pierwszym. W ten sposób powstaje zamknięty pierścień. W strukturze takiej sieci dane przekazywane są od stacji do stacji, a każdy komputer włączony do takiej sieci pełni rolę wzmacniacza. Do zalet można zaliczyć niski koszt i łatwą rozbudowę. Zasadniczą wadą tego rozwiązania jest podatność na awarie, a dołączenie nowego użytkownika zmniejsza wydajność pierścienia.

Workstation

Computer

Minicomputer

Server

Laptop

Workstation

Rys. 1. Topologia pierścieniowa

Topologia magistrali

Istnieje jedno wspólne łącze, którym są przesyłane dane i do którego podłączone są komputery. Nadaje się szczególnie do sieci z niewielką ilością stacji roboczych. Zaletą jest niski koszt okablowania takiej sieci, ponieważ kabel sieciowy musi być położony jedynie od jednej stacji do następnej. Do istotnych wad należy zaliczyć możliwość powstawania kolizji w przesyłaniu danych oraz trudność w ustaleniu miejsca awarii kabla.

Workstation

Computer

Minicomputer

Server

Laptop

Workstation

Rys. 2. Topologia magistrali

opracował: mgr inż. Tomasz Karczewski

Sieci Komputerowe

wykład

Topologia gwiazdy

Stacje robocze łączone są ze sobą poprzez pośrednictwo jednego centralnego komputera. Struktura ta jest rzadko wykorzystywana ponieważ nadaje się jedynie do małych sieci. Struktura takiej sieci cechuje się dużą przejrzystością, łatwo jest ją rozbudować na małych przestrzeniach, jednak stwarza dużo problemów przy próbie rozbudowy do dużych sieci.

Workstation

Computer

Hub

Minicomputer

Server

Laptop

Workstation

Rys. 3. Topologia gwiaźdy

Rodzaje sieci lokalnych

Klient-serwer

W sieciach klient-serwer można wyróżnić jeden komputer, z którego zasobów i usług korzystają inne komputery. Na serwerze znajdują się zasoby danych oraz oprogramowanie, które są przeznaczone do wspólnego wykorzystania przez użytkowników. Do niewątpliwych zalet takiego rozwiązania należy administrowanie 1 centralnym komputerem (instalacje oprogramowania, zakładanie kont użytkowników).

Różnice w rozumieniu serwera sieciowego:

UNIX – �śprawdziwy” serwer do którego podłączają się stanowiska klienckie. Klienci pracują bezpośrednio na serwerze (wykorzystując moc obliczeniową, zasoby pamięci operacyjnej i dyskowej serwera).

Novell NetWare – serwer wykorzystywane jest jedynie do składowania danych i programów, które są pobierane z serwera i uruchamiane na stacjach klienckich.

Windows NT – w zależności od wykonania może spełniać rolę serwera plików oraz serwera na którym uruchamiane są aplikacje.

Peer-to-Peer

Komputery połączone są każdy z każdym, a użytkownicy dzielą się swoimi zasobami, np. drukarkami, czy też katalogami na dyskach. Każdy komputer zajmuje taką samą pozycję w hierarchii. W sieciach �śpartnerskich”

istnieje duży problem z zarządzaniem siecią, bezpieczeństwem przechowywanych danych.

Warstwy OSI-ISO sieci

OSI - Open System Interconnection - model powstały w latach 1977-1984 powstał jako punkt odniesienia dla rozmaitych rozwiązań stosowanych w sieciach komputerowych.

Warstwa OSI

Protokoły lub oprogramowanie

Sprzęt

7. zastosowań

przeglądarka WWW

6. prezentacji

system operacyjny

5. sesji

SOCKET

4. transportowa TCP, UDP

3. sieciowa

IP

router

2. kanałowa

Ethernet

switch, bridge

1. fizyczna

Ethernet

repeater, hub

opracował: mgr inż. Tomasz Karczewski

Sieci Komputerowe

wykład

Zadania realizowane przez poszczególne warstwy

Warstwa fizyczna: (physical layer)

Jest odpowiedzialna za transmisję strumienia bitów między węzłami sieci. Definiuje protokoły opisujące interfejsy fizyczne, to jest ich aspekty: mechaniczny, elektryczny, funkcjonalny i proceduralny. Do funkcji tej warstwy należą: sprzęgniecie z medium transmisji danych, dekodowanie sygnałów, określanie zakresu amplitudy prądu lub napięcia i określanie parametrów mechanicznych łączówek (kształtu, wymiarów i liczby styków) oraz inne kwestie związane z transmisją bitów.

Warstwa łącza danych: (data link layer)

Inaczej nazywana też kanałową, definiuje format ramki, protokół dostępu do medium transmisyjnego.

Zapewnia niezawodne łącze pomiędzy sąsiednimi węzłami. Nadzoruje przepływ informacji przez łącze i w związku z podatnością warstwy fizycznej na zakłócenia i wynikające stąd błędy oferuje własne mechanizmy kontroli błędów w przesyłanych ramkach lub pakietach (CRC - Cyclic Redundancy Check).

Warstwa sieciowa: (network layer)

Warstwa sieci odpowiada za marszrutowanie informacji (ang. routing) - wyznaczanie drogi przejścia pakietu przez sieć. Dostarcza środków do ustanawiania, utrzymania i rozłączania połączeń sieciowych między systemami otwartymi, w których rezydują komunikujące się aplikacje, i odpowiada, za obsługę błędów komunikacji. Ponadto warstwa sieciowa jest odpowiedzialna za funkcje routingu, który wyznacza optymalną pod względem liczby połączeń drogę przesyłania pakietu przez sieć.

Warstwa transportowa: (transport layer)

Warstwa transportu odpowiada za jakość przesyłania informacji między węzłem nadawczym, a odbiorczym.

Zapewnia przezroczysty transfer danych między stacjami sesyjnymi, odciąża je od zajmowania się problemami niezawodnego i efektywnego pod względem kosztów transferu danych. Warstwa ta zapewnia usługi połączeniowe. Wszystkie protokoły w warstwie transportowej są typu �śod końca do końca”(end-to-end).

Oznacza to, że działają one tylko między końcowymi systemami otwartymi.

Warstwa sesji: (session layer)

Odpowiada za synchronizację pomiędzy procesem nadawczym, a procesem odbiorczym. Umożliwia aplikacjom organizację dialogu oraz wymianę danych między nimi. Do najważniejszych usług warstwy sesji należą: sterowanie wymianą danych, ustalanie punktów synchronizacji danych (dla celów retransmisji w wypadku przemijających przekłamań na łączach) oraz umożliwienie odzyskania danych (utraconych w wyniku przerwy w łączności) przez ponowne ich przesłanie.

Warstwa prezentacji: (presentation layer)

Zajmuje się translacją formatów pomiędzy różnymi systemami. Zapewnia możliwość reprezentowania informacji, którą się posługują stacje aplikacyjne podczas komunikacji Zapewnia tłumaczenie danych, definiowanie ich formatu oraz odpowiednią składnię. Przy sieciach homogenicznych, tzn. łączących identycznie zachowujące się systemy - warstwa prezentacji nie jest konieczna.

Warstwa aplikacji: (application layer)

Dostarcza procesom aplikacyjnym metod dostępu do środowiska OSI, pełni rolę okna między współdziałającymi procesami aplikacyjnymi. Warstwa aplikacji to po prostu zbiór aplikacji sieciowych -

programów wykorzystujących pracę w sieci np.: programy pocztowe, ftp, przeglądarki WWW, telnet Sposób komunikacji

Warstwa OSI

Warstwa OSI

7. zastosowań

7. zastosowań

6. prezentacji

6. prezentacji

5. sesji

5. sesji

4. transportowa

4. transportowa

3. sieciowa

3. sieciowa

2. kanałowa

2. kanałowa

1. fizyczna

1. fizyczna

opracował: mgr inż. Tomasz Karczewski

Sieci Komputerowe

wykład

Protokoły sieciowe

NetBIOS

Protokół NetBIOS (Network Basic Inbut/Output System) został opracowany przez IBM w celu umożliwienia komunikacji pojedynczych komputerów. Początkowo obejmował 17 poleceń, dzięki którym połączenia między komputerami mogły być nawiązywane, utrzymywane i kończone. Rozwinięciem NetBIOS jest NetBEUI.

Dzisiaj NetBIOS ma zupełnie inne znaczenie, ponieważ jest wykorzystywany w Windows jako interfejs programowy przy pomocy którego można sterować siecią.

NetBEUI

NetBEUI jest skrótem od NetBIOS Extended User Interface został opracowany w połowie lat osiemdziesiątych.

Z założenia przeznaczony był do łączenia ze sobą kilkudziesięciu komputerów, bez potrzeby korzystania z bram mających umożliwiać połączenia z innymi segmentami LAN. Protokół ten nie potrafi sam wybierać trasy (rout).

TCP/IP

Został opracowany w latach siedemdziesiątych na zlecenie Ministerstwa Obrony Narodowej USA. TCP/IP

stanowi złożenie dwóch protokołów:

�ó TCP (Transmission Control Protocol) odpowiedzialny jest za śledzenie przebiegu logicznego połączenia między komputerami oraz za detekcję i usuwanie błędów transmisji.

�ó IP (Internet Protocol) służy do wymiany danych w sieci, każdy komputer podłączony do sieci potrzebuje adresu IP. Adresy takie muszą niepowtarzalne. Adres IP w wersji 4 składa się z 4 bajtów, wobec czego wszystkich możliwych sieci komputerowych (nie licząc ich podsieci) może być:

�ó sieci klasy A - 127,

�ó sieci klasy B - 16.383,

�ó sieci klasy C - 2.097.152.

Usługi oferowane przez TCP/IP

Usługa DNS

System Nazw Domeny jest standardową usługą TCP/IP. Umożliwia tłumaczenie numerów poszczególnych komputerów w sieci, na nazwy zrozumiałe dla człowieka, na przykład: adres IP: 212.109.128.44 = www.pz.zgora.pl

Usługa DHCP

Jest to protokół dynamicznej konfiguracji hosta, jest to system typu klient-serwer, który umożliwia dynamiczne przypisywanie adresów IP i informacji o konfiguracji z centralnego serwera.

Usługa WINS

Umożliwia dynamiczną konfigurację i przydzielanie nazw zdefiniowanych dla NetBIOS w sieci TCP/IP.

Najczęściej konfiguruje się WINS tak aby współpracował z DHCP.

opracował: mgr inż. Tomasz Karczewski