Sieć  podstawowe pojęcia, urządzenia.
Podstawowe pojęcia (zagadnienia wstępne)
" Siecią komputerową nazywamy pewną ilość sprzętu komputerowego (komputery, drukarki)
połączonego ze sobą w sposób umożliwiający wymianę danych.
" Sieć komputerowa to system umożliwiający wymianę informacji między komputerami i innymi
urzÄ…dzeniami (drukarki sieciowe, switch e).
" Sieć komputerowa to mechanizm, który umożliwia dwóm lub większej liczbie urządzeń
komunikowanie siÄ™ ze sobÄ… lub z innymi urzÄ…dzeniami.
Zastosowania sieci komputerowych
Sieci komputerowe spotykamy właściwie na każdym kroku. W bankach, w supermarketach, w szkołach, w
biurach. Właściwie wszędzie tam gdzie znajdują zastosowanie komputery pojawiają się i sieci
komputerowe.
Co dajÄ… nam sieci komputerowe:
" Współużytkowanie plików
" Współużytkowanie sprzętu i programów (drukarek, łączy internetowych)
" Wymiana informacji (poczta elektroniczna, przesyłanie plików)
" Współpraca na odległość (mobilność)
" Przez połączenie komputerów w sieć, ich przydatność oraz efektywność wzrasta łatwiejsze
zarzÄ…dzanie
Po co te sieci?
Składniki sieci
" sieciowy system operacyjny
" serwery - urządzenia lub oprogramowanie świadczące pewne usługi sieciowe, np.: serwer plików
(przechowywanie i odzyskiwanie plików, włącznie z kontrolą praw dostępu i funkcjami związanymi
z bezpieczeństwem), serwer poczty elektronicznej, serwer komunikacyjny (usługi połączeń z innymi
systemami lub sieciami poprzez łącza sieci rozległej), serwer bazy danych, serwer archiwizujący, itd.
" systemy klienta - węzły lub stacje robocze przyłączone do sieci przez karty sieciowe
" karty sieciowe - adapter pozwalający na przyłączenie komputera do sieci. Stosowane są różne
rodzaje kart w zależności od tego do pracy, w jakiej sieci są przeznaczone
" system okablowania - medium transmisyjne Å‚Ä…czÄ…ce stacje robocze i serwery. W przypadku sieci
bezprzewodowych może to być podczerwień lub kanały radiowe
" współdzielone zasoby i urządzenia peryferyjne - mogą to być drukarki, napędy dysków optycznych,
plotery, itd. Są to podstawowe elementy wchodzące w skład sieci (lokalnej).
Åšrodowiska sieciowe
" Każdy z każdym (peer-to-peer )  każdy z komputerów jest ma taki sam status, żaden nie jest
wyróżniony. Komputery mogą udostępniać sobie nawzajem swoje zasoby. Trudno zarządzane i niski
poziom bezpieczeństwa. Przykładem takiego środowiska jest  grupa robocza .
" Dedykowany serwer  jeden z komputerów jest wyróżniony. Odpowiada za bezpieczeństwo i
udostępnianie zasobów. Przykładem takiego środowiska jest  domena .
Podział sieci ze względu na zasięg
" LAN - Lokalna sieć komputerowa (Local Area Network)  sieć na niewielkim obszarze
(pomieszczenia, budynku). Mały koszt dołączenia stacji, łatwość rozbudowy, duża prędkość
transmisji, takie same medium transmisyjne.
" MAN - Miejska sieć komputerowa (Metropolitan Area Network)  sieć o obszarze miasta. A
Ä…czÄ…
sieci LAN, oparte na szybkich łączach światłowodowych.
" WAN - Rozległa sieć komputerowa (Wide Area Network)  siec przekraczająca obszar miast,
państw i kontynentów. Dołączenie do sieci WAN odbywa się poprzez węzły, które są połączone za
sobÄ… za pomocÄ… publicznych linii telefonicznych, Å‚Ä…czy satelitarnych, specjalnie wybudowanych
Å‚Ä…czy.
Topologie sieci
Rozróżniamy dwa rodzaje topologii:
" Fizyczna - sposób, w który przewody rzeczywiście łączą ze sobą urządzenia sieciowe.
" Logiczna  sposób w jaki dane przepływają po sieci od urządzenia do urządzenia.
To rozróżnienie jest istotne, ponieważ logiczne i fizyczne topologie mogą być zupełnie inne.
Topologia sieci to rozmieszczenie jej elementów oraz połączenia między nimi oraz stosowane przez stacje
robocze (węzły sieci) metody odczytywania i wysyłania danych.
Podstawowe topologie sieci to:
" Magistrala (szyna) - Topologie magistrali wyróżnia to, że wszystkie węzły sieci połączone są ze sobą
za pomocą pojedynczego, otwartego (umożliwiającego przyłączenie kolejnych urządzeń) kabla.
Kabel ten obsługuje tylko jeden kanał i nosi on nazwę magistrali.
" Gwiazda - Topologia gwiazdy jest to sieć zawierająca jeden centralny węzeł (serwer), do którego
zostają przyłączone pozostałe elementy składowe sieci za pomocą huba. Sieć zawiera centralny
element (hub), do którego przyłączone są wszystkie komputery. Cały ruch w sieci odbywa się przez
hub. Cechą odróżniającą od topologii magistrali jest łączenie za pomocą jednego przewodu tylko
dwóch urządzeń sieciowych.
" Pierścień - Każdy komputer sieci bierze bezpośredni udział w procesie transmisji informacji i jest
połączony z dwoma innymi "sąsiadami". Komputery połączone w pierścień przekazują komunikaty
sterujące (tokeny) do następnego; komputer aktualnie mający token może wysyłać komunikat.
Informacja wędruje w jednym kierunku i po przejściu wszystkich komputerów wraca do miejsca
nadania.
" Każdy z każdym - W taj topologii tej wszystkie urządzenie sieciowe połączone są ze sobą osobnym
kablem. Układ taki zapewnia wyjątkową odporność na uszkodzenia jest jednak wyjątkowo drogi ze
względu na duże ilości zużywanego kabla.
Technologie sieci LAN
Obecnie na świecie są stosowane trzy podstawowe technologie budowy sieci komputerowych:
" Ethernet/IEEE 802.3,
" Token-Ring/IEEE 802.5,
" FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
Ethernet jest najbardziej znaną i używaną technologią sieciową. Ethernet wykorzystuje technologię
CSMA/CD przy dostępie do sieci (badanie stanu kanału i wykrywanie kolizji). Sieci Ethernet mogą
wykorzystywać różne nośniki i pracować z różnymi prędkościami.
UrzÄ…dzenia sieciowe
Działanie sieci komputerowej polega na wymianie danych pomiędzy poszczególnymi komputerami.
Wymianę tą zapewnia sprzęt oraz odpowiednie oprogramowanie. Najpopularniejszymi oraz podstawowymi
urządzeniami wchodzącymi w skład sieci komputerowej są:
" Modemy
" Karty sieciowe
" Bridge (most)
" Hub (koncentrator)
" Switch (przełącznik)
" Router
Komputery i urządzenia sieciowe muszą być ze sobą w jakiś sposób połączone także ostatnim oraz
niezbędnym elementem sieci komputerowej jest okablowanie.
Modemy - Modem (termin pochodzący od słów MOdulate i DEModulate) jest to urządzenie które zamienia
cyfrowe sygnały generowane przez komputer na sygnały analogowe i wysyła je w sieć telefoniczną.
Podobny proces ma miejsce w przypadku odbierania danych z sieci, gdy sygnały analogowe są zamieniane
na informacjÄ™ cyfrowÄ….
Mówiąc prościej modem wykorzystujemy aby połączyć komputer z Internetem za pośrednictwem linii
telefonicznej.
Modemy nowszych generacji (standard V.90) umożliwiają połączenie z maksymalną szybkością 56 kbps. W
praktyce modem może łączyć się w zakresie 42-53 kbps w zależności od jakości łącza telefonicznego.
Karty sieciowe - Karta sieciowa jest to urządzenie odpowiedzialne za wysyłanie i odbieranie danych w
sieciach komputerowych.
Głównym zadaniem karty sieciowej jest transmisja i rozszyfrowywanie informacji biegnących łączami
komunikacyjnymi. Przesyłanie danych rozpoczyna się od uzgodnienia parametrów transmisji pomiędzy
stacjami (prędkość, rozmiar pakietów itp). Następnie dane są przekształcane na sygnały elektryczne,
kodowane, kompresowane i wysyłane do odbiorcy. Jego karta dokonuje ich deszyfracji i dekompresji. Tak
więc karta odbiera i zamienia pakiety na bajty zrozumiałe dla procesora komputera.
Każda karta jest przystosowana tylko do jednego typu sieci (np. Ethernet.) i posiada unikalny w świecie
numer (tzw. MAC Address), który ją identyfikuje.
Karty mogą pracować z różnymi prędkościami. Obecnie standardem są karty sieciowe pracujące z
prędkością 100Mbit.
Bridge (most) - Most to urządzenie posiadające dwa lub więcej portów, służące do łączenia segmentów
sieci. Na bieżąco identyfikuje swoje porty i kojarzy konkretne komputery. Pozwala na podniesienie
wydajności i zwiększenie maksymalnych długości sieci. Są stosowane gównie w sieciach opartych na kablu
koncentrycznym.
Mosty sÄ… proste w instalacji, nie wymagajÄ… konfiguracji. ZapewniajÄ… proste filtrowanie, odczytujÄ… adres
zapisany w ramce i określają do jakiego segmentu należy przesłać dany pakiet. Gdy więc komputer z
jednego segmentu wysyła wiadomość, mostek analizuje zawarte w niej adresy i jeśli nie jest to konieczne
nie rozsyła jej do innego segmentu. W sieci nie krążą wtedy zbędne pakiety.
Hub (koncentrator) - Hub nazywany jest również koncentratorem, multiportem lub multiplekserem. Jest to
urządzenie posiadające wiele portów służących do przyłączania stacji roboczych zestawionych przede
wszystkim w topologii gwiazdy.
Można wyróżnić huby pasywne i aktywne. Hub pasywny jest tanim urządzeniem pełniącym funkcję
skrzynki łączeniowej, jego zadaniem jest rozsyłanie sygnału otrzymanego od jednego komputera do
wszystkich pozostałych które są do niego przyłączone. Hub aktywny dodatkowo wzmacnia sygnały ze stacji
roboczej i pozwala na wydłużenie połączenia z nią.
Switch (przełącznik) - Switch (przełącznik) stosowany jest głównie w sieciach UTP, opartych o topologię
gwiazdy. Przełącznik oferuje dokładnie te same funkcje co koncentrator z tą różnicą, iż pozwala podzielić
sieć na segmenty (podobnie jak most).
Urządzenie jest wyposażone w określoną ilość portów przyłączeniowych (mogą one pracować z różnymi
prędkościami).
Mogą być wykorzystane do podłączenia stacji końcowych, innych przełączników, bądz
hubów.
Większość przełączników posiada rozbudowane funkcje zarządzania oraz monitoringu sieci.
Router - Router to najbardziej zaawansowane urządzenie stosowane do łączenia segmentów sieci i
zwiększania jej fizycznych rozmiarów. Router jest urządzeniem konfigurowalnym, pozwala sterować
przepustowością sieci i zapewnia pełną izolację oraz komunikację pomiędzy segmentami.
Routery pełnia także funkcje tzw. firewalli - zabezpieczając sieć przed niepowołanym dostępem.
Routery są wykorzystywane do przyłączania sieci LAN do Internetu.
Okablowanie
Okablowanie - Nośnikami transmisji w sieciach są: kable miedziane, światłowody, fale radiowe, mikrofale,
podczerwień, światło laserowe. W konwencjonalnych sieciach kable są podstawowym medium łączącym
komputery ze względu na ich niską cenę i łatwość instalowania. Przede wszystkim stosuje się kable
miedziane ze względu na niską oporność, co sprawia, że sygnał może dotrzeć dalej.
Kabel koncentryczny jest zbudowany z rdzenia miedzianego otoczonego izolatorem. Ponieważ kabel
koncentryczny jest droższy i zajmuje więcej miejsca w kanałach kablowych, został on wyparty przez
nieekranową skrętke dla połączeń wewnątrz budynków i kable światłowodowe dla połączeń o większym
zasięgu.
Kabel koncentryczny jest relatywnie starym rozwiązaniem dającym małe możliwości rozbudowy a także
małe prędkości (do 10 Mbit/s). Ponadto maksymalna długość segmentu sieci opartej o koncentryk to 185m
Skrętka to obecnie najpopularniejsze medium transmisyjne. Używana jest także w telefonii. Wyróżnia się
dużą niezawodnością i niewielkimi kosztami realizacji sieci. Składa się z 4 par skręconych przewodów,
umieszczonych we wspólnej osłonie. Aby zmniejszyć oddziaływanie par przewodów na siebie, są one
wspólnie skręcone. Istnieją 2 rodzaje tego typu kabla:
· ekranowany (STP, FTP)
· nieekranowany (UTP)
Różnią się one tym, iż ekranowany posiada folie ekranującą, a pokrycie ochronne jest lepszej jakości, więc
w efekcie zapewnia mniejsze straty transmisji i większą odporność na zakłócenia. Mimo to powszechnie
stosuje się skrętkę UTP.
Sieć UTP buduje się w oparciu o topologię gwiazdy co oznacza że wszystkie kable biegnące od stacji
roboczych spotykają się w jednym centralnie położonym elemencie aktywnym zapewniającym wymianę
sygnałów pomiędzy poszczególnymi urządzeniami w sieci. Taki układ posiada bardzo ważną cechę,
mianowicie pozwala na pracę LAN-u nawet w przypadku uszkodzenia jednego z kabli. Do przyłączania
stacji roboczych do koncentratora stosuje się czteroparowy kabel skręcany zakończony z obu stron wtykiem
RJ-45.
Skrętka powinna być prawidłowo zakończona w końcówkach RJ-45.
Maksymalna odległość od switch a lub hub a wynosi 100m
więcej informacji można uzyskać pod adresem:
http://ethernet.internetdsl.pl/podstawy/utp.html
Światłowód - Najnowocześniejszym obecnie medium stosowanym do transmisji danych w sieciach LAN
jest światłowód (Fiber Optic Cable). Początki stosowania światłowodu w sieciach Ethernet sięgają roku
1993. Jest on obecnie powszechnie stosowany jako rdzeń sieci ze względu na bardzo duży zasięg oraz
bardzo dużą maksymalną przepustowość. Jedyną jego wadą jest cena.
Światłowód jest wykonany ze szkła kwarcowego, składa się z rdzenia (złożonego z jednego lub wielu
włókien), okrywającego go płaszcza oraz warstwy ochronnej.
Transmisja światłowodowa polega na przepuszczeniu przez szklane włókno wiązki światła generowanej
przez diodę lub laser. Wiązka ta to zakodowana informacja binarna, rozkodowywana następnie przez
fotodekoder na końcu kabla. Światłowód w przeciwieństwie do kabli miedzianych, nie wytwarza pola
elektromagnetycznego, co uniemożliwia podsłuch transmisji.
Dziękuję za uwagę J