plik


ÿþModuB 2: Podstawy dziaBania sieci komputerowych Wprowadzenie Szeroko[ pasma ma zasadnicze znaczenie dla dziaBania sieci komputerowej. Decyzje dotyczce szeroko[ci pasma s jednymi z najwa|niejszych, które trzeba podj podczas projektowania sieci. W niniejszym module omówiono znaczenie szeroko[ci pasma, wyja[niono sposoby jego obliczania oraz pomiaru. Funkcje sieci s opisywane przy u|yciu modeli warstwowych. W module 2 omówiono dwa najwa|niejsze modele, tj. model OSI (ang. Open System Interconnection) i model TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Przedstawiono tak|e ró|nice i podobieDstwa midzy nimi. 2.1 Terminologia sieciowa 2.1.1 Sieci danych Rozwój sieci danych zawdziczamy faktowi stosowania na mikrokomputerach aplikacji biznesowych. Z pocztku, mikrokomputery nie byBy ze sob poBczone, podobnie jak terminale komputerów klasy mainframe, nie istniaBa wic wygodna metoda wymiany danych midzy wieloma mikrokomputerami. StaBo si oczywiste, |e przenoszenie danych przy u|yciu dyskietek (stosowanie sieci Sneakernet) nie jest ani na tyle wydajne, ani oszczdne, aby nadawaBo si do zastosowaD w biznesie. Taki sposób przenoszenia danych sprawiaB, |e byBy one przechowywane w wielu kopiach. Ka|da modyfikacja pliku pocigaBa za sob konieczno[ jego ponownego rozpowszechnienia w[ród pracowników, którym byB potrzebny. W przypadku jednoczesnego zmodyfikowania pliku przez dwie osoby próba rozpowszechnienia zmian mogBa powodowa utrat jednego zbioru modyfikacji. Przedsibiorstwa potrzebowaBy dobrego rozwizanie trzech nastpujcych problemów: Jak unikn powielania urzdzeD i zasobów? Jak wydajnie si komunikowa? Jak zbudowa sie i zarzdza ni? Zorientowano si, |e technika sieciowa mo|e zwikszy wydajno[ przy jednoczesnym obni|eniu kosztów. Prdko[ wdra|ania i upowszechniania si sieci zaczBa dorównywa tempu wprowadzania nowych technologii i produktów sieciowych na rynek. We wczesnych latach 80. XX w. nastpiBo masowe upowszechnienie sieci komputerowych, pomimo tego, |e pocztkowo ich rozwój nie byB zorganizowany. W poBowie lat 80. pojawiajce si technologie sieciowe byBy tworzone na bazie ró|nego sprztu i oprogramowania. Ka|da firma produkujca urzdzenia i oprogramowanie sieciowe stosowaBa wBasne standardy. Tworzenie indywidualnych standardów wynikaBo z panujcej na rynku konkurencji. W wyniku tego wiele technologii sieciowych byBo ze sob niezgodnych. Wzajemna komunikacja sieci opartych na ró|nych specyfikacjach stawaBa si coraz trudniejsza. Wdro|enie nowego sprztu czsto powodowaBo konieczno[ wymiany starych urzdzeD sieciowych. Jednym z wczesnych rozwizaD tych problemów byBo utworzenie standardów sieci lokalnych LAN. Ze wzgldu na to, |e standardy LAN zawieraBy otwarty zbiór wytycznych dotyczcych projektowania sprztu i oprogramowania sieciowego, urzdzenia produkowane przez ró|ne firmy mogBy stawa si zgodne z systemami konkurencji. PozwoliBo to na ustabilizowanie si implementacji sieci LAN. W systemie LAN ka|dy dziaB firmy jest rodzajem elektronicznej wyspy. Wraz ze wzrostem znaczenia komputerów dla przedsibiorstw staBo si jasne, |e sieci LAN nie s rozwizaniem wystarczajcym. PojawiBa si potrzeba opracowania sposobu szybkiej i wydajnej wymiany informacji nie tylko w ramach jednej firmy, ale tak|e midzy przedsibiorstwami. Rozwizaniem staBo si utworzenie sieci miejskich MAN (ang. metropolitan-area network) i sieci rozlegBych WAN (ang. wide-area network). Poniewa| sieci WAN pozwalaBy na Bczenie u|ytkowników rozproszonych na du|ych obszarach geograficznych, mo|liwa staBa si wzajemna komunikacja na wielkie odlegBo[ci. 2.1.2 Historia sieci komputerowych Historia sieci komputerowych jest zBo|ona. W rozwój sieci w cigu ostatnich 35 lat byBo zaanga|owanych wielu ludzi z caBego [wiata. W tym miejscu przedstawiono skrócony opis rozwoju Internetu. Procesy tworzenia nowych rozwizaD i ich wprowadzania na rynek s daleko bardziej skomplikowane, ale spojrzenie na podstawy rozwoju jest bardzo pomocne. W latach 40. XX w. komputery byBy Batwo psujcymi si, ogromnymi urzdzeniami elektromechanicznymi. Wynalezienie w 1947 roku tranzystora póBprzewodnikowego otworzyBo wiele mo|liwo[ci budowania mniejszych i bardziej niezawodnych komputerów. W latach pidziesitych komputery klasy mainframe, które wykonywaBy programy zapisane na kartach perforowanych, zaczBy by wykorzystywane przez du|e instytucje. W póznych latach pidziesitych wynaleziono ukBad scalony, który skBadaB si z kilku, pózniej wielu, a obecnie z milionów tranzystorów umieszczonych na maBym kawaBku póBprzewodnika. W latach 60. komputery mainframe z terminalami nie byBy niczym niezwykBym i upowszechniBy si ukBady scalone. W póznych latach 60. i w trakcie nastpnej dekady powstaBy mniejsze komputery nazywane minikomputerami. Jednak nawet tamte minikomputery byBy ogromne wedBug wspóBczesnych standardów. W roku 1977 firma Apple Computer Company przedstawiBa mikrokomputer nazywany tak|e komputerem osobistym. W roku 1981 firma IBM zaprezentowaBa swój pierwszy komputer osobisty. Przyjazny u|ytkownikowi komputer Mac, otwarta architektura komputera IBM PC i dalsza miniaturyzacja ukBadów scalonych doprowadziBy do rozpowszechnienia si komputerów osobistych w domu i w biznesie. W poBowie lat 80. XX w. u|ytkownicy autonomicznych komputerów zaczli wykorzystywa modemy do Bczenia si z innymi komputerami i wymiany plików. Nazywano to komunikacj punkt-punkt lub komunikacj komutowan (dial- up). PomysB ten rozwinito, wykorzystujc komputery jako centralne punkty komunikacji w poBczeniach komutowanych. Komputery te nazywano biuletynami BBS (ang. bulletin boards). U|ytkownicy mogli poBczy si z biuletynem BBS i pozostawi tam lub pobra stamtd wiadomo[ci bdz pliki. Wad takiego systemu byBo to, |e komunikacja bezpo[rednia byBa ograniczona i dotyczyBa tylko tych, którzy wiedzieli o danym biuletynie BBS. Inne ograniczenie stanowiB fakt, |e komputer BBS wymagaB jednego modemu do ka|dego poBczenia. Tak wic jednoczesne poBczenie piciu u|ytkowników wymagaBo piciu modemów podBczonych do piciu odrbnych linii telefonicznych. Wraz ze wzrostem liczby osób chccych korzysta z systemu obsBu|enie wszystkich zgBoszeD stawaBo si niemo|liwe. Wystarczy wyobrazi sobie sytuacj, w której 500 osób chce poBczy si w tej samej chwili. W latach 60. XX w. Departament Obrony USA rozpoczB tworzenie du|ych i niezawodnych sieci WAN do celów wojskowych i naukowych. Ich rozwój byB kontynuowany przez trzy nastpne dekady. Ta technologia ró|niBa si od komunikacji punkt-punkt wykorzystywanej w biuletynach BBS. Umo|liwiaBa wspólne poBczenie wielu komputerów przy u|yciu ró|nych [cie|ek. Sposób przenoszenia danych midzy komputerami byB okre[lany przez sie. Wprowadzono mo|liwo[ komunikacji midzy wieloma komputerami przy u|yciu tego samego poBczenia, podczas gdy wcze[niej mo|liwa byBa komunikacja z zaledwie jednym komputerem w danej chwili. Sie WAN Departamentu Obrony USA ostatecznie przeksztaBciBa si w Internet. 2.1.3 Urzdzenia sieciowe Urzdzenia przyBczane bezpo[rednio do segmentu sieci dziel si na dwie klasy. Pierwsz klas stanowi urzdzenia koDcowe. S to komputery, drukarki, skanery i inne urzdzenia, które wykonuj usBugi bezpo[rednio dla u|ytkownika. Drug klas stanowi urzdzenia sieciowe. S to wszystkie urzdzenia, które Bcz urzdzenia koDcowe, umo|liwiajc komunikacj midzy nimi. Urzdzenia koDcowe, które umo|liwiaj u|ytkownikom poBczenie z sieci, s równie| nazywane hostami. Urzdzenia takie pozwalaj u|ytkownikom na wspóBdzielenie, tworzenie i uzyskiwanie informacji. Hosty mog istnie bez sieci, ale wtedy ich mo|liwo[ci s znacznie ograniczone. Hosty s fizycznie przyBczone do mediów sieciowych przy u|yciu karty sieciowej. PoBczenie to jest wykorzystywane do wykonywania takich zadaD, jak wysyBanie poczty elektronicznej, drukowanie dokumentów, skanowanie obrazów i uzyskiwanie dostpu do bazy danych. Karta sieciowa mo|e mie posta pBytki z obwodem drukowanym, który pasuje do zBcza rozszerzeD na magistrali pByty gBównej komputera, mo|e tak|e wystpowa w postaci urzdzenia peryferyjnego. Inna nazwa karty sieciowej to adapter sieciowy. Karty sieciowe komputerów przeno[nych maj zwykle rozmiar karty PCMCIA. Do ka|dej karty sieciowej jest przypisany unikatowy kod nazywany adresem MAC. Jest on u|ywany do sterowania komunikacj hosta w sieci. Wicej informacji o adresie MAC zostanie przedstawionych pózniej. Jak sama nazwa wskazuje, karta sieciowa steruje dostpem hosta do medium. W przemy[le sieciowym nie zostaBy ustalone zestandaryzowane oznaczenia urzdzeD koDcowych. Przypominaj one ksztaBtem rzeczywiste urzdzenia, aby mo|na je byBo szybko rozpozna. Urzdzenia sieciowe zapewniaj transmisj danych przeznaczonych do przesBania midzy urzdzeniami koDcowymi. Urzdzenia sieciowe umo|liwiaj rozszerzenie skali mo|liwych poBczeD kablowych, koncentracj poBczeD, konwersj formatu danych i zarzdzanie przesyBem informacji. PrzykBadami urzdzeD speBniajcych takie funkcje s: wtórniki, koncentratory, mosty, przeBczniki i routery. Wszystkie wymienione urzdzenia sieciowe bd szczegóBowo opisane w dalszej cz[ci kursu. W tym miejscu zostan one omówione w skrócie. Wtórnik jest urzdzeniem sieciowym u|ywanym do regenerowania sygnaBu. Wtórniki regeneruj sygnaB analogowy lub cyfrowy znieksztaBcony przez straty transmisji powstaBe w wyniku tBumienia. Wtórnik nie podejmuje decyzji odno[nie przekazywania pakietów, jak router lub most. Koncentratory sBu| do koncentrowania poBczeD. Innymi sBowy, dziki nim grupa hostów jest postrzegana od strony sieci jako pojedyncza jednostka. Koncentracja jest wykonywana pasywnie i nie ma |adnego innego wpBywu na transmisj danych. Koncentratory aktywne nie tylko koncentruj hosty, lecz tak|e regeneruj sygnaB. Mosty przeksztaBcaj formaty sieciowej transmisji danych oraz realizuj podstawowe funkcje zarzdzania ni. Mosty, jak sugeruje nazwa, stanowi poBczenie midzy sieciami LAN. Nie tylko Bcz one sieci LAN, ale tak|e sprawdzaj dane w celu okre[lenia, czy powinny one zosta przesBane na drug stron mostu, czy te| nie. Dziki temu poszczególne cz[ci sieci funkcjonuj wydajniej. PrzeBczniki grup roboczych wykonuj bardziej zaawansowane funkcje zarzdzania przesyBaniem danych. Nie tylko okre[laj, czy informacje powinny pozosta w danej sieci LAN, czy nie, ale tak|e mog przesBa dane tylko do tego poBczenia, w którym s one potrzebne. Inn ró|nice midzy mostem a przeBcznikiem stanowi fakt, |e przeBcznik nie przeksztaBca formatów transmisji danych. Routery dysponuj wszystkimi wymienionymi wcze[niej mo|liwo[ciami. Mog one regenerowa sygnaBy, koncentrowa wiele poBczeD, przeksztaBca formaty transmisji danych i zarzdza transferem danych. Umo|liwiaj równie| poBczenie z sieci WAN, co pozwala na Bczenie znacznie od siebie oddalonych sieci lokalnych. {adne z pozostaBych urzdzeD nie zapewnia takiego poBczenia. 2.1.4 Topologia sieci Topologia sieci okre[la jej struktur. Jedn cz[ci definicji topologii jest topologia fizyczna, która stanowi rzeczywisty ukBad przewodów lub medium transmisyjnego. Drug cz[ci jest topologia logiczna, która okre[la sposób dostpu hosta do medium w celu wysBania danych. Powszechnie stosowane s nastpujce odmiany topologii fizycznej: Topologia magistrali, w której wykorzystywany jest pojedynczy kabel szkieletowy na obu koDcach wyposa|ony w terminatory. Wszystkie hosty s podBczone bezpo[rednio do tego szkieletu. Topologia pier[cienia, w której ka|dy host jest podBczony do nastpnego, a ostatni host jest podBczony do pierwszego. W ten sposób tworzony jest pier[cieD okablowania. Topologia gwiazdy, w której wszystkie kable Bcz si w jednym punkcie centralnym. Topologia gwiazdy rozszerzonej, w której pojedyncze gwiazdy s powizane poprzez poBczenie koncentratorów lub przeBczników. Ta topologia umo|liwia rozszerzenie zasigu i obszaru sieci. Topologia hierarchiczna jest podobna do rozszerzonej gwiazdy. Jednak zamiast Bczy razem koncentratory lub przeBczniki, system jest podBczony do komputera, który steruje ruchem w tej topologii. Topologia siatki w mo|liwie najwikszym stopniu zabezpiecza przed przerwami w dostpie do usBug. Zwietnym przykBadem mo|e by zastosowanie topologii siatki w sieciowym systemie sterowania elektrowni atomow. Jak wida na rysunku, ka|dy host dysponuje poBczeniami z wszystkimi innymi hostami. Chocia| w Internecie istnieje wiele [cie|ek do ka|dego miejsca, nie mamy w nim do czynienia z peBn topologi siatki. Topologia logiczna sieci to sposób, w jaki hosty komunikuj si ze sob za po[rednictwem medium. Dwie najpowszechniejsze topologie logiczne to rozgBaszanie i przekazywanie tokenu. Topologia rozgBaszania oznacza po prostu, |e ka|dy host wysyBa przekazywane dane do wszystkich hostów podBczonych do medium sieciowego. Nie ma okre[lonej kolejno[ci korzystania z sieci przez poszczególne stacje. Host, który jako pierwszy wy[le dane, jest obsBugiwany jako pierwszy (ang. first come, first serve). W ten sposób dziaBa sie Ethernet, co zostanie omówione w dalszej cz[ci kursu. Drug odmian topologii logicznej jest przekazywanie tokenu. W tej topologii dostp do sieci jest kontrolowany przez przekazywanie elektronicznego tokenu kolejno do ka|dego hosta. Gdy host odbierze token, mo|e wysyBa dane przez sie. Je[li nie ma danych do wysBania, przekazuje token do nastpnego hosta i proces si powtarza. PrzykBadami sieci, w których jest wykorzystywane przekazywanie tokenu, s Token Ring i FDDI. Odmian sieci Token Ring i FDDI jest sie Arcnet. W sieci Arcnet token jest przekazywany w ramach topologii magistrali. Diagram na rysunku przedstawia wiele ró|nych topologii w poBczeniu z urzdzeniami sieciowymi. Prezentuje on typow dla szkoBy lub maBej firmy sie o [rednim stopniu zBo|ono[ci. Znajduje si na nim wiele symboli i wiele rozwizaD sieciowych, których poznanie bdzie wymagaBo czasu. 2.1.5 ProtokoBy sieciowe Zestawy protokoBów s to zbiory protokoBów, które umo|liwiaj sieciow komunikacj midzy hostami. ProtokóB jest formalnym opisem zestawu reguB i konwencji regulujcych szczególny aspekt komunikacji midzy urzdzeniami w sieci. ProtokoBy okre[laj format informacji, zale|no[ci czasowe, kolejno[ transmisji i sposób wykrywania oraz reagowania na bBdy wystpujce podczas komunikacji. Bez znajomo[ci protokoBów komputer nie mógBby przywróci pocztkowej postaci strumienia bitów przychodzcych z innego komputera. ProtokoBy reguluj wszystkie aspekty komunikacji danych. Nale| do nich: budowa sieci fizycznej, sposoby Bczenia komputerów z sieci, sposoby formatowania danych do transmisji, sposoby wysyBania danych, sposoby obsBugi bBdów. ReguBy funkcjonowania sieci s opracowywane i nadzorowane przez wiele ró|nych organizacji i komitetów. Nale| do nich: Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), American National Standards Institute (ANSI), Telecommunications Industry Association (TIA), Electronic Industries Alliance (EIA) i International Telecommunications Union (ITU), dawniej znana pod nazw Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique (CCITT). 2.1.6 Sieci LAN skBadaj si z nastpujcych elementów: komputery, karty sieciowe, urzdzenia peryferyjne, media sieciowe, urzdzenia sieciowe. Sieci LAN umo|liwiaj efektywne wykorzystanie technologii komputerowych w biznesie do lokalnego wspóBdzielenia plików i zapewnienia wewntrznej komunikacji. Dobrym przykBadem takiego rozwizania jest poczta elektroniczna. Sieci LAN wi| razem dane, lokaln komunikacj i urzdzenia komputerowe. Najpowszechniej stosowanymi technologiami sieci LAN s: Ethernet Token RingFDDI 2.1.7 Sieci WAN Sieci WAN Bcz sieci LAN, co umo|liwia dostp do komputerów lub serwerów plików znajdujcych si w innych miejscach. Ze wzgldu na to, |e sieci WAN Bcz sieci na du|ych obszarach geograficznych, umo|liwiaj komunikacj midzy firmami na du|e odlegBo[ci. Sieci WAN umo|liwiaj wspóBdzielenie komputerów, drukarek i innych urzdzeD znajdujcych si w sieci LAN z maszynami znajdujcymi si w odlegBych miejscach. Pozwalaj one na szybk komunikacj na du|ych obszarach geograficznych. Oprogramowanie do pracy zespoBowej umo|liwia dostp do informacji i zasobów w czasie rzeczywistym, co pozwala na zdalne uczestnictwo w spotkaniach, które wcze[niej wymagaBy fizycznej obecno[ci uczestników. Sieci rozlegBe spowodowaBy powstanie nowej klasy pracowników zwanych telepracownikami, którzy nie musz wychodzi z domu, aby wykonywa sw prac. Zadania sieci WAN prezentuj si nastpujco: dziaBanie na du|ych, odlegBych geograficznie obszarach; umo|liwienie u|ytkownikom komunikacji w czasie rzeczywistym; udostpnienie staBego poBczenia zdalnych zasobów i lokalnych usBug;dostp do poczty elektronicznej, sieci WWW, usBug przesyBania plików i handlu elektronicznego. Najpowszechniej stosowanymi technologiami WAN s: sieci komutowane sieci ISDN (ang. Integrated Services Digital Network) linie DSL (ang. Digital Subscriber Line) sieci Frame Relay sieci Carrier Series w USA (T) i w Europie (E): sieci T1, E1, T3 i E3 sieci SONET (ang. Synchronous Optical Network) 2.1.8 Sieci MAN Sie MAN obejmuje swoim zasigiem obszar miejski, taki jak centrum miasta lub przedmie[cie. Sie MAN zwykle skBada si z dwóch lub wicej sieci LAN znajdujcych si na wspólnym obszarze geograficznym. Sie MAN mo|e by na przykBad wykorzystywana przez bank majcy kilka oddziaBów. Zwykle dostawca usBug Bczy dwie lub wicej sieci LAN przy u|yciu wBasnych linii komunikacyjnych lub usBug [wiatBowodowych. Sie MAN mo|na tak|e utworzy przy u|yciu bezprzewodowych mostów, przesyBajc sygnaBy przez obszary publiczne. 2.1.9 Sieci SAN Sie SAN jest wydzielon, wysoko wydajn sieci u|ywan do przenoszenia danych midzy serwerami i zasobami sBu|cymi do przechowywania informacji. Poniewa| jest to odrbna, wydzielona sie, nie wystpuj w jej przypadku kolizje w ruchu midzy serwerami i klientami. Technika SAN umo|liwia szybk Bczno[ serwer-pami, pami-pami i serwer-serwer. Metoda ta polega na wykorzystaniu odrbnej infrastruktury sieci, co wyklucza problemy zwizane z Bczno[ci w istniejcej sieci. Sieci SAN maj nastpujce cechy: Wydajno[: Sieci SAN umo|liwiaj wspóBbie|ny szybki dostp dwóch lub wicej serwerów do macierzy dyskowych lub ta[mowych, zapewniajc wiksz wydajno[ systemu. Dostpno[: Sieci SAN maj wbudowan odporno[ na awarie, poniewa| pozwalaj na utworzenie lustrzanej kopii danych przy u|yciu sieci SAN w odlegBo[ci do 10 km. Skalowalno[: Jak w przypadku sieci LAN i WAN, tak i tu mo|na korzysta z ró|nych technologii sieciowych. Pozwala to na Batwe przenoszenie kopii zapasowych i plików, realizowanie ró|nych operacji i replikacj danych midzy systemami. 2.1.10 Sie VPN Sie VPN to prywatna sie utworzona w ramach infrastruktury sieci publicznej, takiej jak [wiatowa sie Internet. Przy u|yciu sieci VPN telepracownik mo|e za po[rednictwem Internetu uzyska dostp do sieci komputerowej znajdujcej si w centrali firmy, tworzc zabezpieczony tunel midzy wBasnym komputerem a routerem VPN w siedzibie firmy 2.1.11 Zalety sieci VPN Produkty firmy Cisco obsBuguj najnowsze rozwizania z zakresu technologii VPN. Sie VPN jest usBug, która zapewnia bezpieczn i niezawodn komunikacj poprzez wspóln sie publiczn, tak jak Internet. ReguBy zabezpieczeD i zarzdzania w sieciach VPN s takie same jak w sieci prywatnej. Sieci te s najbardziej wydajn metod nawizywania poBczeD punkt- punkt midzy zdalnymi u|ytkownikami i sieci klienta firmy. Wyró|nia si trzy gBówne typy sieci VPN: Dostpowe sieci VPN: Dostpowe sieci VPN zapewniaj Bczno[ zdalnych pracowników i maBych biur z central intranetu lub ekstranetu za po[rednictwem wspólnej infrastruktury. W przypadku dostpowych sieci VPN do bezpiecznej komunikacji przemieszczajcych si pracowników, telepracowników i biur terenowych u|ywane s techniki analogowe, komutowane, ISDN, DSL, mobile IP i kablowe. Intranetowe sieci VPN: Intranetowe sieci VPN Bcz regionalne i zdalne biura z central sieci wewntrznej za po[rednictwem wspólnej infrastruktury korzystajcej z dedykowanych poBczeD. Intranetowe sieci VPN ró|ni si od ekstranetowych sieci VPN tym, |e umo|liwiaj dostp tylko pracownikom danej firmy. Ekstranetowe sieci VPN: Ekstranetowe sieci VPN Bcz partnerów firmy z central sieci za po[rednictwem wspólnej infrastruktury korzystajcej z dedykowanych poBczeD. Ekstranetowe sieci VPN ró|ni si od intranetowych sieci VPN tym, |e umo|liwiaj dostp u|ytkownikom spoza firmy 2.1.12 Intranety i ekstranety Jedn z powszechnie stosowanych konfiguracji sieci LAN jest Intranet. Intranetowe serwery WWW ró|ni si tym od publicznych serwerów WWW, |e aby uzyska dostp z zewntrz do Intranetu danej organizacji trzeba mie odpowiednie uprawnienia i hasBa. Intranety s projektowane w taki sposób, aby umo|liwiaBy dostp tym u|ytkownikom, którzy maj uprawnienia dostpu do wewntrznej sieci LAN firmy. W intranecie s instalowane serwery WWW. Przegldarki s wykorzystywane jako wspólny mechanizm dostpu (fronton) do informacji przechowywanych na tych serwerach, takich jak dane lub wykresy finansowe bdz dane tekstowe. Terminem  ekstranet" okre[la si aplikacje i usBugi oparte na intranecie i korzystajce z rozszerzonego, zabezpieczonego dostpu do zewntrznych u|ytkowników lub firm. Dostp ten zwykle uzyskuje si przy u|yciu haseB, identyfikatorów i innych zabezpieczeD na poziomie aplikacji. Tak wic ekstranet jest rozszerzeniem dwóch lub kilku intranetów z zapewnieniem bezpiecznej interakcji midzy wspóBpracujcymi firmami i ich intranetami 2.2 Przepustowo[ 2.2.1 Znaczenie szeroko[ci pasma Szeroko[ pasma jest zdefiniowana jako ilo[ informacji, które mo|na przesBa sieci w okre[lonym czasie. Zrozumienie istoty szeroko[ci pasma podczas poznawania zagadnieD sieciowych jest bardzo wa|ne z nastpujcych powodów: Szeroko[ pasma jest skoDczona. Innymi sBowy, niezale|nie od medium u|ytego do budowy sieci ilo[ informacji przenoszonych przez t sie jest ograniczona. Szeroko[ pasma jest ograniczona prawami fizyki i technologiami umieszczania informacji w medium. Szeroko[ pasma zwykBego modemu jest na przykBad ograniczona do okoBo 56 kb/s przez fizyczne wBa[ciwo[ci skrtki telefonicznej i technologi modemu. Ta sama skrtka telefoniczna jest wykorzystywana przez urzdzenia technologii DSL, która zapewnia znacznie wiksz szeroko[ pasma. Czasami nawet ograniczenia wynikajce z praw fizyki trudno jest opisa. ZwiatBowód daje fizyczn mo|liwo[ uzyskania praktycznie nieograniczonej szeroko[ci pasma. Pomimo tego nie jeste[my w stanie w peBni wykorzysta mo|liwo[ci [wiatBowodu, poniewa| technologie, które pozwoliByby na wykorzystanie caBego jego potencjaBu, nie zostaBy jeszcze opracowane. Im wiksza szeroko[ pasma, tym wikszy koszt. Mo|na kupi sprzt dla sieci LAN, który zapewni niemal nieograniczon szeroko[ pasma przez dBugi czas. W przypadku poBczeD WAN prawie zawsze trzeba kupi szeroko[ pasma od dostawcy usBug. W obu przypadkach zrozumienie, czym jest szeroko[ pasma i skd bior si zmiany zapotrzebowania na szeroko[ pasma w danej chwili, mo|e pozwoli danej osobie lub firmie na znaczce oszczdno[ci. Mened|er sieci musi podejmowa wBa[ciwe decyzje dotyczce tego, które urzdzenia i usBugi zakupi. Szeroko[ pasma ma kluczowe znaczenie dla analizy wydajno[ci sieci, projektowania nowych sieci i zrozumienia zasad dziaBania Internetu. Osoba zawodowo zajmujca si sieciami komputerowymi musi rozumie ogromny wpByw, jaki na wydajno[ i projekt sieci ma przepustowo[ i szeroko[ pasma. Informacje s przesyBane midzy komputerami na caBym [wiecie jako cigi bitów. Bity te reprezentuj ogromne ilo[ci informacji przepBywajcych przez kul ziemsk w cigu pojedynczych sekund lub jeszcze szybciej. W pewnym sensie mo|na powiedzie, |e Internet to pasmo. Popyt na szeroko[ pasma nieustannie ro[nie. Wraz z powstaniem technologii i infrastruktur sieciowych zapewniajcych szersze pasmo tworzone s aplikacje korzystajce z tych mo|liwo[ci. PrzesyBanie sieci bogatych tre[ci medialnych, w tym strumieni wideo i audio, wymaga bardzo szerokiego pasma. Zamiast tradycyjnych systemów gBosowych instaluje si obecnie czsto systemy telefonii IP, co dodatkowo zwiksza zapotrzebowanie na szeroko[ pasma. Dla specjalistów w dziedzinie sieci komputerowych kluczem do sukcesu jest przewidywanie zwikszajcego si zapotrzebowania na szeroko[ pasma i podejmowanie zgodnych z t tendencj dziaBaD. 2.2.2 Pulpit Szeroko[ pasma jest zdefiniowana jako ilo[ informacji, które mo|na przesBa sieci w okre[lonym czasie. Idea przepBywu informacji sugeruje dwie analogie, które uBatwiaj zobrazowanie szeroko[ci pasma sieci. Poniewa| pojcie przepBywu opisuje zarówno wod, jak i ruch uliczny, nale|y rozwa|y nastpujce analogie: Szeroko[ pasma jest jak liczba pasm autostrady. Sie dróg funkcjonuje w ka|dym du|ym mie[cie lub miejscowo[ci. Ogromne wielopasmowe autostrady s poBczone mniejszymi drogami o mniejszej liczbie pasm. Drogi te prowadz do jeszcze mniejszych, w|szych dróg, które w koDcu Bcz si z dojazdami do domów i firm. Gdy systemem dróg porusza si maBo samochodów, ka|dy pojazd mo|e jecha bez ograniczeD prdko[ci. Gdy ruch jest wikszy, pojazdy poruszaj si wolniej. Dzieje si tak szczególnie na drogach o mniejszej liczbie pasm dla samochodów. Gdy nat|enie ruchu w systemie dróg zwikszy si jeszcze bardziej, nawet wielopasmowe autostrady stan si zatBoczone i powolne. Sie danych bardzo przypomina system dróg. Pakiety danych mo|na porówna do pojazdów, a szeroko[ pasma do liczby pasm autostrady. Gdy na sie danych patrzy si jak na sie dróg, mo|na Batwo zaobserwowa, w jaki sposób poBczenia o wskim pa[mie powoduj przeci|enia ruchu w caBej sieci. 2.2.3 Pomiary W systemach cyfrowych podstawow jednostk szeroko[ci pasma s bity na sekund (b/s). Szeroko[ pasma jest miar tego, jaka ilo[ informacji lub bitów mo|e przepByn z jednego miejsca do innego w danym czasie. Chocia| szeroko[ pasma mo|na okre[li w bitach na sekund, zwykle u|ywana jest wielokrotno[ tej jednostki. Innymi sBowy, pasmo sieciowe jest zwykle opisane przy u|yciu tysicy bitów na sekund (kb/s), milionów bitów na sekund (Mb/s), miliardów bitów na sekund (Gb/s) i bilionów bitów na sekund (Tb/s). Chocia| pojcia szeroko[ci pasma i szybko[ci s czsto u|ywane zamiennie, nie oznaczaj one tego samego. Kto[ mo|e na przykBad powiedzie, |e poBczenie T3 o pa[mie 45 Mb/s dziaBa szybciej ni| poBczenie T1 o pa[mie 1,544 Mb/s. Je[li jednak wykorzystywana jest tylko niewielka cz[ ich mo|liwo[ci, oba typy poBczeD bd przesyBaBy dane z mniej wicej t sam szybko[ci. Na przykBad, niewielka ilo[ wody bdzie przepBywaBa z t sam szybko[ci zarówno przez rur o du|ej, jak i o maBej [rednicy. A wic bardziej [cisBe jest stwierdzenie, |e poBczenie T3 ma szersze pasmo ni| poBczenie T1. Jest to spowodowane tym, |e poBczenie T3 mo|e przenie[ wicej informacji w tym samym czasie, a nie tym, |e jest szybsze. 2.2.4 Ograniczenia Szeroko[ pasma zale|y od typu u|ytego medium oraz od u|ytej technologii sieci LAN lub WAN. Niektóre ró|nice wynikaj z fizycznych wBa[ciwo[ci medium. SygnaBy s przesyBane miedzian skrtk, kablem koncentrycznym, [wiatBowodem lub za pomoc Bcza bezprzewodowego. Fizyczne ró|nice w sposobie przesyBania sygnaBu s zródBem podstawowych ograniczeD przepustowo[ci danego medium. Rzeczywista szeroko[ pasma sieci jest jednak zale|na od dwóch czynników: rodzaju medium fizycznego oraz technologii sBu|cych do sygnalizacji i wykrywania sygnaBów sieciowych. Na przykBad aktualna wiedza dotyczca fizycznych wBa[ciwo[ci miedzianej skrtki nieekranowanej (UTP) wyznacza teoretyczn granic szeroko[ci pasma równ jednemu gigabitowi na sekund (Gb/s). Jednak w praktyce szeroko[ pasma zale|y od tego, czy zostanie u|yta sie Ethernet typu 10BASE-T, 100BASE-TX czy 1000BASE-TX. Innymi sBowy, rzeczywiste szeroko[ pasma jest okre[lana poprzez wybrane metody sygnalizacji, rodzaje kart sieciowych i inne elementy sieci. Szeroko[ pasma nie wynika wic wyBcznie z ograniczeD medium. 2.2.5 Przepustowo[ Szeroko[ pasma jest miar ilo[ci informacji, które mo|na przesBa sieci w danym czasie. Z tego powodu szeroko[ dostpnego pasma jest jednym z najwa|niejszych elementów specyfikacji sieci komputerowej. Typowa sie LAN mo|e by tak skonstruowana, aby zapewniaBa pasmo 100 Mb/s dla ka|dej stacji roboczej, ale to nie znaczy, |e dowolny u|ytkownik bdzie mógB w rzeczywisto[ci przesBa sieci sto megabitów danych w ka|dej sekundzie korzystania z niej. ByBoby to mo|liwe tylko w warunkach idealnych. Pojcie przepustowo[ci mo|e pomóc w wyja[nieniu powodu takiego stanu rzeczy. Przepustowo[ oznacza rzeczywist szeroko[ pasma zmierzon o okre[lonej porze dnia, przy u|yciu okre[lonych tras internetowych i podczas transmisji sieci okre[lonych zbiorów danych. Niestety z wielu powodów przepustowo[ jest czsto znacznie mniejsza ni| maksymalna mo|liwa szeroko[ pasma cyfrowego u|ywanego medium. Niektórymi spo[ród czynników majcych wpByw na przepustowo[ s: urzdzenia intersieciowe typ przesyBanych danych topologia sieci liczba u|ytkowników sieci komputer u|ytkownika komputer pracujcy jako serwer warunki zasilania Teoretyczna szeroko[ pasma jest wa|nym czynnikiem podczas projektowania sieci, poniewa| nigdy nie przekroczy ona warto[ci granicznych zwizanych z wyborem medium i technologii sieciowych. Jednak równie wa|ne dla projektanta sieci i administratora jest wzicie pod uwag czynników, które mog wpByn na rzeczywist przepustowo[. Dziki okresowym pomiarom przepustowo[ci administrator sieci bdzie miaB [wiadomo[ zmian wydajno[ci sieci i potrzeb jej u|ytkowników. Sie mo|na dziki temu dostosowywa do aktualnych wymagaD. 2.2.6 Obliczanie parametrów przesyBania danych Projektanci i administratorzy sieci musz czsto podejmowa decyzje dotyczce szeroko[ci pasma. PrzykBadem takiej decyzji mo|e by podwy|szenie parametrów poBczenia WAN w celu obsBugi ruchu zwizanego z now baz danych. Inna decyzja mo|e by zwizana z okre[leniem, czy aktualna sie szkieletowa LAN ma szeroko[ pasma wystarczajc dla szkoleniowego programu wideo. Odpowiedzi na takie pytania nie zawsze s Batwe, ale analiz nale|y zacz od prostego obliczenia parametrów przesyBania danych. Korzystajc ze wzoru: czas przesyBania = rozmiar pliku / szeroko[ pasma (C=R/P), administrator sieci mo|e oszacowa kilka wa|nych elementów skBadowych wydajno[ci sieci. Je[li typowy rozmiar pliku dla danej aplikacji jest znany, podzielenie tej warto[ci przez szeroko[ pasma sieci daje dobre przybli|enie najkrótszego czasu przesyBania takiego pliku. Wykonujc takie obliczenia, nale|y wzi pod uwag dwie sprawy. - Wynik jest tylko przybli|eniem, poniewa| rozmiar pliku nie obejmuje dodatkowych danych doBczonych podczas enkapsulacji. - Wynik bdzie najprawdopodobniej dotyczyB najbardziej korzystnego przypadku, poniewa| dostpna szeroko[ pasma najcz[ciej nie jest równa maksymalnej szeroko[ci pasma dla sieci danego typu. DokBadniejsze oszacowanie mo|na otrzyma, podstawiajc we wzorze przepustowo[ w miejsce szeroko[ci pasma. Chocia| obliczenie transferu danych jest caBkiem proste, nale|y zwraca uwag na to, by w równaniu posBugiwa si tymi samymi jednostkami. Innymi sBowy, je[li szeroko[ pasma jest mierzona w megabitach na sekund (Mb/s), rozmiar pliku nale|y poda w megabitach (Mb), a nie w megabajtach (MB). Poniewa| rozmiary plików s zwykle podawane w megabajtach, mo|e by konieczne przemno|enie liczby megabajtów przez osiem, aby przeksztaBci je w megabity. 2.2.7 Transmisja cyfrowa a analogowa SygnaBy radiowe, telewizyjne i telefoniczne byBy do niedawna przesyBane drog radiow oraz za pomoc transmisji przewodowej przy u|yciu fal elektromagnetycznych. Fale te s nazywane analogowymi, poniewa| maj taki sam ksztaBt jak fale [wietlne i dzwikowe wytwarzane przez nadajniki. SygnaB elektryczny przenoszcy informacje zmienia si proporcjonalnie do zmian nat|enia i ksztaBtu transmitowanych fal [wietlnych i dzwikowych. Innymi sBowy, fale elektromagnetyczne s analogi fal [wietlnych i dzwikowych. Pasmo analogowe jest mierzone poprzez okre[lenie, jak cz[ widma elektromagnetycznego zajmuje ka|dy sygnaB. Podstawow jednostk pasma analogowego jest herc (Hz) lub liczba cykli na sekund. Najcz[ciej u|ywane s wielokrotno[ci jednostki podstawowej, jak dzieje si to w przypadku pasma cyfrowego. Powszechnie u|ywanymi jednostkami s: kiloherc (kHz), megaherc (MHz) i gigaherc (GHz). S to jednostki u|ywane do opisania czstotliwo[ci telefonów bezprzewodowych, które zwykle dziaBaj w zakresie 900 MHz lub 2,4 GHz. S to tak|e jednostki u|ywane do opisu czstotliwo[ci sieci bezprzewodowych 802.11a i 802.11b, wynoszcych odpowiednio 5 GHz i 2,4 GHz. Chocia| sygnaBy analogowe mog przenosi zró|nicowane informacje, maj one pewne znaczce wady w porównaniu z transmisj cyfrow. Analogowego sygnaBu wideo, którego transmisja wymaga szerokiego zakresu czstotliwo[ci, nie mo|na przesBa w w|szym pa[mie. Z tego powodu, je[li wymagane pasmo analogowe nie jest dostpne, sygnaBu nie mo|na wysBa. W przypadku sygnaBu cyfrowego wszystkie dane s przesyBane w postaci bitów niezale|nie od rodzaju informacji. GBos, sygnaB wideo i dane przygotowane do transmisji w medium cyfrowym staj si strumieniami bitów. Taki sposób transmisji zapewnia istotn przewag pasma cyfrowego nad analogowym. KanaBem cyfrowym o najw|szym nawet pa[mie mo|na przesBa nieograniczone ilo[ci informacji. Niezale|nie od tego, ile czasu trwa przesBanie informacji cyfrowej do miejsca docelowego i jej ponowne zBo|enie, mo|e ona zosta wy[wietlona, odsBuchana, odczytana lub przetworzona w oryginalnej postaci. Zrozumienie ró|nic i podobieDstw midzy pasmem cyfrowym i analogowym jest bardzo wa|ne. Oba typy pasm bardzo czsto wystpuj w dziedzinie technik informacyjnych. Poniewa| jednak ten kurs dotyczy gBównie cyfrowych sieci komputerowych, termin  pasmo" bdzie odnosiB si do pasma cyfrowego 2.3 Modele dziaBania sieci komputerowych 2.3.1 U|ywanie warstw do analizy problemów zwizanych z przepBywem informacji W celu opisania komunikacji midzy komputerami stosuje si koncepcj warstw. Na rysunku (obok) przedstawiono zbiór zagadnieD zwizanych z przepBywem, który jest zdefiniowany jako ruch fizycznych lub logicznych obiektów w systemie. Zagadnienia te ilustruj, w jaki sposób koncepcja warstw pomaga w opisie szczegóBów procesu przepBywu. Proces ten mo|e by przepBywem dowolnego rodzaju, od ruchu ulicznego w systemie dróg do przepBywu danych w sieci komputerowej. Rozmowa midzy dwiema osobami jest dobr okazj do przedstawienia podej[cia warstwowego w celu analizy przepBywu informacji. Podczas rozmowy ka|da osoba, która chce co[ powiedzie, rozpoczyna od stworzenia my[li. Nastpnie podejmowana jest decyzja, w jaki sposób prawidBowo t my[l przekaza. Mo|na na przykBad mówi, [piewa lub krzycze oraz u|y okre[lonego jzyka. W koDcu my[l jest przekazywana. Osoba wydaje dzwik, który przenosi wiadomo[. Proces ten mo|na podzieli na kilka odrbnych warstw, które maj zastosowanie do wszystkich rozmów. Górna warstwa jest my[l, która bdzie przekazywana. Warstwa [rodkowa to decyzja dotyczca sposobu przekazania my[li. Warstwa najni|sza odpowiada za wytworzenie dzwiku, który przenosi informacj. Ta sama metoda dzielenia na warstwy wyja[nia, w jaki sposób sie komputerowa przekazuje informacje od zródBa do miejsca docelowego. Gdy komputery wysyBaj informacje poprzez sie, caBa komunikacja rozpoczyna si u zródBa, a koDczy w miejscu docelowym. Informacje przenoszone w sieci s zwykle nazywane danymi lub pakietami. Pakiet jest logiczn grup informacji, która przemieszcza si midzy systemami komputerowymi. Gdy dane s przekazywane midzy warstwami, ka|da warstwa dodaje do nich informacje, które umo|liwiaj efektywn komunikacj z odpowiadajc jej warstw na drugim komputerze. Sposób przesyBania danych midzy komputerami mo|na wyja[ni przy u|yciu warstw modeli OSI i TCP/IP. Modele te ró|ni si liczb i funkcjami warstw. Mimo to, ka|dego z nich mo|na u|y do opisu i przedstawienia szczegóBów przepBywu informacji od zródBa do celu. 2.3.2 Wykorzystanie warstw do opisu komunikacji danych Aby mo|liwe byBo przesyBanie pakietów danych z miejsca zródBowego do docelowego, wszystkie urzdzenia w sieci musz u|ywa tego samego jzyka lub protokoBu. ProtokóB jest zestawem reguB, które komunikacj w sieci czyni bardziej efektywn. Na przykBad podczas lotu samolotem piloci stosuj si do specjalnych zasad komunikacji z innymi samolotami i kontrol lotów. ProtokóB komunikacji danych jest zestawem reguB lub umow, która okre[la format i zasady transmisji danych. Warstwa 4 w komputerze zródBowym komunikuje si z warstw 4 w komputerze docelowym. ReguBy i konwencje u|ywane w tej warstwie s nazywane protokoBami warstwy 4. Nale|y pamita o tym, |e protokoBy przygotowuj dane liniowo. ProtokóB w jednej warstwie, przygotowujc dane do przesBania sieci, wykonuje na danych pewien zestaw operacji. Dane te s nastpnie przekazywane do kolejnej warstwy, w której nastpny protokóB wykonuje inny zestaw operacji. Gdy pakiet dotrze do miejsca docelowego, protokoBy dokonuj dekonstrukcji pakietu, który zostaB zbudowany po stronie zródBowej. Wykonywane jest to w odwrotnej kolejno[ci. ProtokoBy ka|dej warstwy w komputerze docelowym przywracaj oryginaln posta informacji, aby aplikacja mogBa je we wBa[ciwy sposób odczyta. 2.3.3 Model OSI Wczesny rozwój sieci komputerowych byB pod wieloma wzgldami niezorganizowany. We wczesnych latach 80. XX w. nastpiB ogromny wzrost liczby i rozmiarów sieci. Gdy tylko w firmach zdano sobie spraw z korzy[ci wynikajcych ze stosowania technologii sieciowych, prdko[ wdra|ania i rozpowszechniania si sieci dorównaBa tempu wprowadzania nowych technologii i produktów sieciowych na rynek. W poBowie lat 80. w firmy zaczBy odczuwa problemy wynikajce z tak gwaBtownego rozwoju. Podobnie jak dzieje si to w przypadku ludzi, którzy maj problemy z porozumiewaniem si, poniewa| nie mówi tym samym jzykiem, w sieciach komputerowych zbudowanych na podstawie ró|nych specyfikacji i implementacji wystpiBy problemy z wymian informacji. Te same problemy dotyczyBy firm, które rozwijaBy prywatne lub zastrze|one technologie sieciowe. SBowo  zastrze|one" oznacza, |e tylko jedna firma lub grupa firm miaBy kontrol nad wykorzystaniem okre[lonej technologii. Wzajemna komunikacja systemów opartych na [cisBej realizacji wBasnych, zastrze|onych zasad nie byBa mo|liwa. W celu rozwizania problemu niezgodno[ci sieci organizacja ISO (ang. International Organization for Standardization) zbadaBa modele sieciowe, takie jak DECnet (ang. Digital Equipment Corporation net), SNA (ang. Systems Network Architecture) i TCP/IP, aby okre[li mo|liwy do ogólnego zastosowania zestaw zasad dla wszystkich sieci. Wykorzystujc te badania, organizacja ISO utworzyBa model sieciowy, który umo|liwiB producentom wytwarzanie wzajemnie zgodnych sieci. Model odniesienia OSI (ang. Open System Interconnection) wydany w roku 1984 byB opisowym modelem sieci, który powstaB w organizacji ISO. ZawieraB on zestaw standardów przeznaczonych dla producentów, które zapewniBy wiksz zgodno[ i mo|liwo[ wspóBdziaBania ró|nych technologii sieciowych wytwarzanych przez firmy na caBym [wiecie. Model odniesienia OSI staB si gBównym modelem komunikacji sieciowej. Chocia| istniej inne modele, wikszo[ producentów sieci wykorzystuje w swoich produktach model odniesienia OSI. Dzieje si tak szczególnie w przypadku szkolenia u|ytkowników ich produktów. Model ten jest uwa|any za najlepsze dostpne narzdzie sBu|ce do nauczania zagadnieD zwizanych z wysyBaniem i odbieraniem danych w sieci. 2.3.4 Warstwy OSI Model odniesienia OSI jest szkieletem u|ywanym do poznania mechanizmów przesyBania informacji w sieci. Przy u|yciu tego modelu mo|na wyja[ni, w jaki sposób pakiet przechodzi przez ró|ne warstwy do innego urzdzenia w sieci, nawet je[li nadawca i odbiorca dysponuj ró|nymi typami medium sieciowego. W modelu odniesienia OSI jest siedem warstw, z których ka|da dotyczy pewnej funkcji sieci.  PodziaB sieci na warstwy przynosi nastpujce korzy[ci: dzieli proces komunikacji sieciowej na mniejsze, Batwiejsze do zarzdzania elementy skBadowe; tworzy standardy skBadników sieci, dziki czemu skBadniki te mog by rozwijane i obsBugiwane przez ró|nych producentów; umo|liwia wzajemn komunikacj sprztu i oprogramowania sieciowego ró|nych rodzajów; zmiany wprowadzone w jednej warstwie nie dotycz innych warstw; dzieli proces komunikacji sieciowej na mniejsze skBadowe, co pozwala na Batwiejsze jego zrozumienie. 2.3.5 Komunikacja wzBów równorzdnych Aby dane mogBy zosta przesBane ze zródBa do miejsca docelowego, ka|da warstwa modelu OSI w miejscu zródBowym musi porozumie si z równorzdn jej warstw w miejscu docelowym. Taka forma komunikacji jest nazywana komunikacj równorzdn (ang. peer-to- peer). Podczas tego procesu protokoBy ka|dej warstwy wymieniaj informacje nazywane jednostkami danych protokoBu (ang. protocol data unit, PDU). Ka|da warstwa komunikacyjna w komputerze zródBowym komunikuje si przy u|yciu okre[lonych jednostek PDU z równorzdn jej warstw w komputerze docelowym, co przedstawiono na rysunku. Pakiety danych w sieci s wysyBane ze zródBa i trafiaj do miejsca docelowego. Ka|da warstwa zale|y od funkcji usBugowej realizowanej przez warstw OSI znajdujc si poni|ej. W warstwie ni|szej nastpuje enkapsulacja jednostek PDU wy|szej warstwy w polu danych warstwy ni|szej, po czym dodawane s nagBówki i stopki wymagane do wykonania funkcji tej warstwy. Nastpnie do danych przesyBanych w dóB przez kolejne warstwy modelu OSI dodawane s kolejne nagBówki i stopki. Po dodaniu informacji w warstwach 7, 6 i 5 kolejne informacje zostan dodane w warstwie 4. Taka grupa danych, jednostka PDU warstwy 4, jest nazywana segmentem. Warstwa sieciowa [wiadczy usBugi warstwie transportowej, która dostarcza dane do podsystemu intersieci. Zadaniem warstwy sieciowej jest przesyBanie danych intersieci. Zadanie to jest wykonywane poprzez enkapsulacj danych i dodanie nagBówka, co powoduje utworzenie pakietu (jednostka PDU warstwy 3). NagBówek zawiera informacje wymagane do realizacji przesBania, takie jak zródBowy i docelowy adres logiczny. Warstwa Bcza danych [wiadczy usBugi warstwie sieciowej. Umieszcza informacje pochodzce z warstwy sieciowej w ramce (jednostka PDU warstwy 2). NagBówek ramki zawiera informacje (na przykBad adresy fizyczne) wymagane do realizacji funkcji Bcza danych. Warstwa Bcza danych [wiadczy usBugi warstwie sieciowej, umieszczajc informacje pochodzce z tej warstwy w ramce. Warstwa fizyczna z kolei [wiadczy usBugi warstwie Bcza danych. W warstwie fizycznej nastpuje kodowanie ramki Bcza danych na cig zer i jedynek (bitów) w celu przesBania ich przez medium (zwykle kabel) w warstwie 1. 2.3.6 Model TCP/IP Model TCP/IP jest historycznym i technicznym standardem sieci Internet. Model odniesienia TCP/IP zostaB utworzony w Departamencie Obrony USA jako projekt sieci, która przetrwaBaby w ka|dych warunkach, nawet podczas wojny nuklearnej. W departamencie sformuBowano wymaganie, aby transmisja pakietów byBa mo|liwa zawsze i w ka|dych warunkach przy wykorzystaniu ró|nych mediów komunikacyjnych, takich jak przewody miedziane, mikrofale, [wiatBowody i Bcza satelitarne. Postawienie tego trudnego problemu zaowocowaBo utworzeniem modelu TCP/IP. W przeciwieDstwie do zastrze|onych technologii sieciowych opisanych wcze[niej, model TCP/IP zostaB opracowany jako ogólnodostpny standard otwarty. OznaczaBo to, |e ka|dy mógB korzysta z modelu TCP/IP. PozwoliBo to na przyspieszenie rozwoju modelu TCP/IP jako standardu. Model TCP/IP skBada si z nastpujcych czterech warstw: warstwa aplikacji warstwa transportowa warstwa internetowa warstwa dostpu do sieci Chocia| niektóre warstwy modelu TCP/IP nazywaj si tak samo jak warstwy modelu OSI, oba modele nie do koDca sobie odpowiadaj. Najwiksza ró|nica polega na tym, |e warstwy aplikacji obu modeli realizuj inne funkcje. Projektanci modelu TCP/IP uwa|ali, |e warstwa aplikacji powinna obejmowa warstwy sesji i prezentacji modelu OSI. Stworzyli warstw aplikacji, która obsBuguje prezentacj, kodowanie i sterowanie konwersacj. Warstwa transportowa jest odpowiedzialna za sprawy zwizane z jako[ci usBug, co obejmuje niezawodno[ transmisji, sterowanie przepBywem i korekcj bBdów. Jeden z jej protokoBów, protokóB TCP, posiada efektywne i elastyczne sposoby realizowania niezawodnej komunikacji sieciowej o niskiej stopie bBdów i wysokiej przepustowo[ci. ProtokóB TCP jest protokoBem zorientowanym poBczeniowo. ObsBuguje on konwersacj midzy miejscem zródBowym a docelowym, pakujc informacje pochodzce z warstwy aplikacji w jednostki nazywane segmentami. Nazwa  zorientowany poBczeniowo" nie oznacza, |e midzy komunikujcymi si komputerami istnieje obwód. Oznacza to, |e segmenty warstwy 4 s przenoszone tam i z powrotem midzy hostami, potwierdzajc logiczne istnienie poBczenia przez okre[lony czas. Zadaniem warstwy internetowej jest podzielenie segmentów TCP na pakiety i przesBanie ich dowoln sieci. Pakiety trafiaj do sieci docelowej niezale|nie od przebytej drogi. ProtokoBem, który zarzdza t warstw, jest protokóB IP. W tej warstwie nastpuje okre[lenie najlepszej [cie|ki i przeBczanie pakietów. Zwizek midzy protokoBem IP i protokoBem TCP jest bardzo istotny. ProtokóB IP okre[la drog dla pakietów, a protokóB TCP zapewnia niezawodny transport. Pojcie warstwy dostpu do sieci jest szerokie i w pewnym stopniu mylce. Jest ona tak|e nazywana warstw Bcza host-sie. W warstwie tej s obsBugiwane wszystkie fizyczne i logiczne skBadniki potrzebne do utworzenia fizycznego Bcza. Obejmuje ona szczegóBowe rozwizania dotyczce technologii sieciowej, Bcznie ze szczegóBami warstwy fizycznej i Bcza danych modelu OSI. Na rysunku przedstawiono niektóre spo[ród popularnych protokoBów zdefiniowanych przy u|yciu warstw modelu odniesienia TCP/IP. Najcz[ciej stosowane protokoBy warstwy aplikacji to: protokóB FTP (ang. File Transfer Protocol) protokóB HTTP (ang. Hypertext Transfer Protocol) protokóB SMTP (ang. Simple Mail Transfer Protocol) protokóB DNS (ang. Domain Name System) protokóB TFTP (ang. Trivial File Transfer Protocol) Najcz[ciej stosowane protokoBy warstwy transportowej to: protokóB TCP (ang. Transport Control Protocol) protokóB UDP (ang. User Datagram Protocol) GBówny protokóB warstwy internetowej to protokóB IP (ang. Internet Protocol) Warstwa dostpu do sieci dotyczy okre[lonej technologii u|ywanej w danej sieci. Niezale|nie od dostpnych usBug aplikacji sieciowej i u|ywanego protokoBu istnieje tylko jeden protokóB internetowy  protokóB IP. Jest to [wiadoma decyzja projektowa. ProtokóB IP jest uniwersalnym protokoBem umo|liwiajcym dowolnemu komputerowi komunikacj w dowolnej chwili i w dowolnym miejscu. Porównanie modeli OSI i TCP/IP wyka|e niektóre podobieDstwa i ró|nice. PodobieDstwa s nastpujce: -Obydwa modele maj budow warstwow. -Oba protokoBy maj warstwy aplikacji, chocia| [wiadcz one bardzo ró|ne usBugi. -Oba maj porównywalne warstwy sieciowe i transportowe. -Oba modele musz by znane osobom zawodowo zajmujcym si sieciami komputerowymi. -W obu protokoBach zaBo|eniem jest przeBczanie pakietów. Oznacza to, |e poszczególne pakiety mog do tego samego miejsca docelowego trafi ró|nymi [cie|kami. Inaczej ni| w sieci z komutacj Bczy, gdzie wszystkie pakiety pokonuj t sam [cie|k. Ró|nice s nastpujce: -W protokole TCP/IP zadania warstwy prezentacji i sesji s realizowane w warstwie aplikacji. -W warstwie dostpu do sieci protokoBu TCP/IP poBczono funkcje warstw Bcza danych i fizycznej modelu OSI. ProtokóB TCP/IP wydaje si prostszy, bo ma mniej warstw. ProtokoBy TCP/IP s standardem, wokóB którego powstaB Internet, wic model TCP/IP zyskaB na znaczeniu wBa[nie dziki tym protokoBom. W przeciwieDstwie do modelu TCP/IP model OSI nie jest zwykle baz do tworzenia sieci, pomimo tego, |e jest on u|ywany jako podstawa teoretyczna. Chocia| protokoBy TCP/IP s standardami, które przyczyniBy si do rozwoju Internetu, w programie szkolenia bdzie u|ywany model OSI. Powody tego s nastpujce: Jest to podstawowy, niezale|ny od protokoBów standard. Jest bardziej szczegóBowy, co sprawia, |e jest bardziej pomocny w nauce. Wiksza szczegóBowo[ mo|e by pomocna w przypadku rozwizywania problemów. Osoby zawodowo zajmujce si sieciami komputerowymi ró|ni si w opiniach, który model powinien by u|ywany. W zwizku z natur tej gaBzi przemysBu trzeba dobrze zna oba modele. Zarówno model OSI, jak i model TCP/IP bd przywoBywane w trakcie trwania caBego kursu. Nacisk zostanie poBo|ony na: protokóB TCP jako protokóB warstwy 4 modelu OSI; protokóB IP jako protokóB warstwy 3 modelu OSI; sie Ethernet jako technologi obejmujc warstwy 2 i 1. Nale|y pamita o tym, |e midzy modelem a rzeczywistym protokoBem u|ywanym w sieci jest ró|nica. Model OSI bdzie u|ywany do opisu protokoBów TCP/IP. 2.3.7 SzczegóBy procesu enkapsulacji Dane w komunikacji sieciowej s wysyBane ze zródBa i trafiaj do miejsca docelowego. Informacje przesyBane sieci s nazywane danymi lub pakietami danych. Je[li dane maj by przesBane z jednego komputera (host A) do drugiego komputera (host B), musz najpierw zosta opakowane w procesie zwanym enkapsulacj. W procesie enkapsulacji dane przed przesBaniem sieci s uzupeBniane o potrzebne informacje zwizane z u|ywanymi protokoBami. Dlatego do pakietu danych przekazywanego w dóB przez warstwy modelu OSI dodawane s nagBówki, stopki i inne informacje. Sposób przeprowadzania enkapsulacji mo|na zaobserwowa, patrzc na wdrówk danych przez poszczególne warstwy, co przedstawiono na rysunku . Dane wysBane ze zródBa przechodz przez warstw aplikacji w dóB do kolejnych warstw. Opakowanie i przepByw wymienianych danych zmienia si, w miar jak w kolejnych warstwach realizowane s usBugi dla u|ytkowników koDcowych. Jak przedstawiono to na rysunku , sie musi przeprowadzi pi nastpujcych etapów konwersji, aby dokona enkapsulacji danych: Utworzenie danych. Gdy u|ytkownik wysyBa wiadomo[ e-mail, znaki alfanumeryczne s przeksztaBcane w dane, które mo|na przesBa intersieci. Opakowanie danych do transportu end-to-end. Dane s opakowywane w celu przesBania ich w intersieci. Funkcja transportowa dziki u|yciu segmentów zapewnia niezawodn komunikacj hostów wiadomo[ci po obu stronach systemu poczty elektronicznej. Dodanie sieciowego adresu IP do nagBówka. Dane s umieszczane w pakiecie lub datagramie, który zawiera nagBówek z logicznym adresem zródBowym i docelowym. Adresy te umo|liwiaj urzdzeniom sieciowym przesyBanie pakietów sieci wzdBu| wybranej [cie|ki. Dodanie nagBówka i stopki warstwy Bcza danych. Ka|de urzdzenie sieciowe musi umie[ci pakiet w ramce. Ramka umo|liwia poBczenie z najbli|szym bezpo[rednio poBczonym urzdzeniem sieciowym na Bczu. Ka|de urzdzenie znajdujce si na wybranej [cie|ce sieciowej musi obsBugiwa ramki, aby mo|liwe byBo poBczenie z nastpnym urzdzeniem. PrzeksztaBcenie na bity w celu ich transmisji. Ramk trzeba przeksztaBci w cig zer i jedynek (bitów) w celu ich transmisji poprzez medium. Funkcja taktowania umo|liwia urzdzeniom rozró|nienie bitów przesyBanych przez medium. Medium w intersieci fizycznej mo|e zmienia si wzdBu| u|ywanej [cie|ki. Na przykBad wiadomo[ e-mail mo|e zosta wysBana z sieci LAN, przej[ przez sie szkieletow kampusu i zosta wprowadzona do sieci WAN, a| osignie miejsce docelowe w innej oddalonej sieci LAN.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
M06 Podstawy działania sieci Ethernet
Podstawy dzialania routerow i routingu
4 Podstawy architektury sieci logicznej
07 Analizowanie podstawowych działań w produkcji
Budowa i dzialanie sieci komputerowych
Wykład 26 BIS Podstawy Działania Pomp Wirnikowych

więcej podobnych podstron