Przez sieć komputerową rozumiemy wszystko to, co umożliwia komputerom
komunikowanie się ze sobą oraz współdzielenie zasobów (np. dysków, drukarek).

Będziemy rozważać głównie dwie kategorie sieci:
LAN (Local Area Networks)
sieci lokalne.
WAN (Wide Area Networks)
sieci rozległe.
Jako przybliżone, nieprecyzyjne kryterium rozróżnienia przyjmuje się odległości
między łączonymi komputerami, np. komputery z kilku sąsiadujących budynków
łączone są siecią LAN.
Wyróżnia się jeszcze MAN (Metropolitan Area Networks)
sieci miejskie.

Na sieć składają się sprzętowe oraz programowe elementy składowe.

Sprzętowe elementy składowe sieci komputerowych.

Podstawowymi elementami sprzętowymi są:
urządzenia transmisji,
urządzenia dostępu,
urządzenia wzmacniające, filtrujące i kierujące przesyłane sygnały.


Urządzenia transmisji to nośniki transportu sygnałów przesyłanych przez sieć.
Są to na przykład kable koncentryczne, skrętki dwużyłowe, kable światłowodowe,
ale też powietrze (przesyłanie fal radiowych, mikrofal, światła).
Urządzenia transmisji będą jeszcze omawiane w dalszej części wykładu (m. in. w
części powiązanej z warstwą fizyczną sieci
patrz model OSI)

Urządzenia dostępu do nośnika transmisji są odpowiedzialne za formatowanie
danych tak, by nadawały się do przesyłania poprzez nośnik transmisji,
umieszczanie tych danych w nośniku transmisji oraz odbieranie odpowiednio
zaadresowanych danych.
W sieci LAN urządzeniami takimi są karty sieciowe. Karty sieciowe opakowują
dane w tzw. ramki.

Urządzenia wzmacniające, filtrujące i kierujące przesyłane sygnały.
Sygnały umieszczane w nośniku transmisji, np. sygnały elektryczne w kablu
ulegają zakłóceniom
tłumieniu i zniekształceniu.
Tłumienie to osłabienie siły sygnału, zniekształcenie to niepożądana zmiana
kształtu przebiegu czasowego.
Jednym ze sposobów unikania tłumienia jest ograniczenie długości połączeń
(kabli). Innym sposobem jest zainstalowanie wzmacniaka (repeater). Wzmacniak
odczytuje przesyłane sygnały, wzmacnia je i wysyła z powrotem do sieci. Stosuje
się również koncentratory pasywne (passive hubs) łączące komputery i inne
urządzenia w topologii gwiazdy i zmniejszające odległości między skrajnymi
komputerami w sieci LAN. Koncentratory aktywne (active hubs, czasami nazywane
multiport repeaters) są połączeniem koncentratorów pasywnych i wzmacniaków.
Współcześnie większość koncentratorów wzmacnia sygnały.

Przeciwdziałanie zniekształceniom polegają na przestrzeganiu zaleceń
dotyczących nośnika, korzystaniu z protokołów obsługujących korektę błędów
transmisji.

Zadania filtrujące i kierujące sygnały spełniają takie urządzenia jak pomosty
(bridges), przełączniki (switches), routery (routers), broutery, bramy
(gateways).


Programowe elementy składowe sieci komputerowych.

Elementami programowymi są:
protokoły
określające sposoby komunikowania się urządzeń i programów,
oprogramowanie komunikacyjne,
programy poziomu sprzętowego.

Protokoły
będzie jeszcze o tym dużo.
Oprogramowanie komunikacyjne
np. program telnet, przeglądarki WWW, klienci
pocztowi, oprogramowanie umożliwiające mapowanie dysków itd.
Programy poziomu sprzętowego
sterowniki, programy obsługi, mikroprogramy
umożliwiające działanie takim urządzeniom, jak karty sieciowe.


Urządzenia przyłączane do sieci LAN.

Stacje robocze. Drukarki.
Komputery z oprogramowaniem serwującym usługi (serwery):
Serwery plików
Zalety:
centralna lokalizacja
zabezpieczenie źródła zasilania
zorganizowane archiwizowanie danych
mechanizmy dyskowe zwiększające bezpieczeństwo i szybkość
Serwery wydruków
Serwery aplikacji
Serwery mocy (duża moc obliczeniowa)


Typy sieci.

Sieci równorzędne, każdy z każdym (peer-to-peer).
Każdy komputer może być jednocześnie klientem i serwerem.
Korzyści:
łatwe do wdrożenia i w obsłudze,
tanie w eksploatacji (nie ma drogich serwerów dedykowanych, niskie koszty
administrowania i nauki),
użycie tanich systemów operacyjnych (np. Windows 3.11 for Workgroups, Windows
Me)
Wady:
brak centralnego składu udostępnianych zasobów,
niskie bezpieczeństwo,
zdecentralizowana odpowiedzialność,
problemy skoordynowanego tworzenia kopii zapasowych.



Sieci oparte na serwerach.

Korzyści:
Odwrotność wad dla sieci peer-to-peer. Łatwiejsza skalowalność. Duża szybkość
działania związana ze specjalizacją.

Wady: odwrotność korzyści dla peer-to-peer.

Topologie sieci lokalnych.

Topologia magistrali.
Topologia pierścienia.
Topologia gwiazdy.
Topologia przełączana
związek z poprzednimi.
Topologie złożone:
Łańcuchy
Hierarchiczne pierścienie i gwiazdy

Niektóre technologie sieciowe i metody dostępu do nośnika transmisji:
Będzie o tym jeszcze mowa na jednym z kolejnych wykładów. Teraz podstawy:

Ethernet (rywalizacja) CSMA/CD, detekcja kolizji.
Pojęcie domeny kolizji (rywalizacji).

Token Ring (przekazywanie znacznika)

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) z parą pierścieni światłowodowych.

Przełączniki
dostęp do nośnika w komutowanych sieciach LAN.
Wprowadzenie przełączników zmienia ustalone wcześniej zasady dotyczące
topologii i metody dostępu do nośnika. Przełącznik jest wieloportowym
urządzeniem, który tworzy miedzy nadawca i odbiorca ścieżki przełączane.
Przełączanie może być stosowane do wzajemnego łączenia współdzielonych
koncentratorów (a więc segmentów) jak i poszczególnych urządzeń.
W protokołach wykorzystujących mechanizm rywalizacji przełączanie portu
zmniejsza rozmiar domeny kolizji do dwóch tylko urządzeń: przełączanego portu
oraz urządzenia, które za jego pośrednictwem jest przyłączone do sieci.

Model OSI
Utworzony w Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO International
Organization for Standardization w Genewie).

OSI (Open Systems Interconnection)
połączenie systemów otwartych, model
referencyjny.
Jest to globalny standard określania warstw funkcjonalnych otwartych
(wielosystemowych) połączeń sieciowych.

Model OSI dzieli procesy zachodzące podczas komunikacji w sieci na siedem
funkcjonalnych warstw, zorganizowanych według naturalnej sekwencji zdarzeń.


Numer warstwy
Nazwa warstwy
7
Aplikacji
6
Prezentacji
5
Sesji
4
Transportu
3
Sieci
2
Łącza danych
1
Fizyczna