Počítačová síť

Z Maturita 2012
(Rozdíly mezi verzemi)
Přejít na: navigace, hledání
(Topologie sítí:)
 
(Není zobrazeno 30 mezilehlých verzí od 5 uživatelů.)
Řádka 1: Řádka 1:
'''Dotazované požadavky u maturity:'''
+
'''Dotazované požadavky u maturity:'''
 +
 
 
* co to je počítačová síť, důvod vzniku  
 
* co to je počítačová síť, důvod vzniku  
* rozdělení počítačových sítí podle velikosti, rozlohy a účelu  (LAN, MAN, WAN, VPN)  
+
 
 +
* rozdělení počítačových sítí podle velikosti, rozlohy a účelu  (LAN, MAN, WAN, VPN)
 +
 
* rozdělení počítačových sítí podle topologie  [bus (sběrnice), star (hvězda), ring (kruh)]  
 
* rozdělení počítačových sítí podle topologie  [bus (sběrnice), star (hvězda), ring (kruh)]  
* rozdělení počítačových sítí podle technologie komunikace a řízení přístupu  (Ethernet (verze), Token Ring)
 
* rozdělení počítačových sítí podle komunikačního protokolu  (TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk)
 
* rozdělení počítačových sítí podle technologie zapojení  [Wired (metalické), optical (optické), wireless (bezdrátové)]
 
  
 +
* rozdělení počítačových sítí podle technologie komunikace a řízení přístupu  (Ethernet (verze), Token Ring)
 +
 +
* rozdělení počítačových sítí podle komunikačního protokolu  (TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk)
 +
 +
* rozdělení počítačových sítí podle technologie zapojení  [Wired (metalické), optical (optické), wireless (bezdrátové)]
  
 
'''Je několik pohledů na to, co je vůbec síť:'''
 
 
Síť může být „oblak“ – zde se sleduje komunikace koncových uzlů a může fungovat několika způsoby.
 
  
Může jít o soustavu vzájemně propojených sítí.
+
=='''Definice sítě:'''==
  
Či může jít o množinu vzájemně propojených aktivních prvků (směrovačů).
+
*Síť sleduje komunikaci koncových uzlů a může fungovat několika způsoby.
  
Počítačová síť (computer network) je souhrnné označení pro technické prostředky, které realizují spojení a výměnu informací mezi počítači.  
+
*Může jít o soustavu vzájemně propojených sítí,či může jít o množinu vzájemně propojených aktivních prvků (směrovačů).
  
Umožňují tedy uživatelům komunikaci podle určitých pravidel, za účelem sdílení využívání společných zdrojů nebo výměny zpráv.
+
*'''Počítačová síť''' (computer network) je souhrnné označení pro technické prostředky, které realizují spojení a výměnu informací mezi počítači.  
  
 +
*Umožňuje tedy uživatelům komunikaci podle určitých pravidel, za účelem sdílení využívání společných zdrojů nebo výměny zpráv.
 
V poslední době jsou všechny sítě postupně spojovány do globální celosvětové sítě internet, která používá sadu protokolů TCP/IP.
 
V poslední době jsou všechny sítě postupně spojovány do globální celosvětové sítě internet, která používá sadu protokolů TCP/IP.
 +
 
 
'''Počítačová síť se skládá z aktivních a pasivních síťových prvků.'''
+
*'''Počítačová síť se skládá z aktivních a pasivních síťových prvků.'''  
+
**Mezi pasivní síťové prvky patří kabeláž a konektory.
'''Mezi pasivní síťové prvky''' patří kabeláž a konektory.
+
**Mezi aktivní síťové prvky patří síťová karta, switch, router, firewall, apod.
+
'''Mezi aktivní síťové prvky''' patří síťová karta, switch, router, firewall, apod.
+
  
'''Existuje několik typů sítí dle rozsahu,velikosti a účelu:'''
 
  
+
=='''Rozdělení počítačových sítí podle velikosti, rozlohy a účelu'''==
'''PAN'''
+
'''LAN = lokální síť'''
  
Mají nejmenší rozlehlost, používají se pro propojení osobních elektronických zařízení.
+
*Dosah v řádu jednotek kilometrů, podle použité technologie
 +
*Má za úkol sdílení zařízení a služeb (síťové tiskárny, paměťová media…) a umožňovat vzájemnou komunikaci mezi uživateli.
 +
*Rychlost podle kabeláže a technologií
 +
*Linková rychlost se nemění (10 Mb/s, 100 Mb/s, 1 Gb/s dokonce i 10 Gb/s)
 +
*Vysoká míra spolehlivosti, garantovatelnost
  
Jejich cílem není co nejvyšší přenosová rychlost, ale spíše odolnost proti rušení, nízká spotřeba energie či snadná konfigurovatelnost.
+
'''WAN = Wide (=široká) Area Network'''
  
Dosah většinou jen několik metrů (Wi-Fi, Bluetooth, IrDa).
+
*Jsou užívány na velkou vzdálenost mezi koncovými uzly či stanicemi – lokální nebo metropolitní sítě.
 +
*Síť obsahuje páteřní rozvody přenosu, které určují rychlost celosvětové sítě – typickým příkladem je Internet.
 +
*Dosah i tisíců kilometrů
 +
*Nejsou konstantní rychlosti → všechny data se modulují (harmonický signál dosáhne dál)
 +
*Nižší spolehlivost (dané rozlehlostí, venkovní prostředí)
  
'''LAN'''
+
'''MAN = metropolitní síť'''
Většinou je tato síť používána v rámci jedné budovy či několika budov, vzájemně spojenými.
+
  
Má za úkol sdílení zařízení a služeb (síťové tiskárny, paměťová media…) a umožňovat vzájemnou komunikaci mezi uživateli.
+
*Používají se k propojení sítí LAN v rámci městské zástavby.
 +
*Metropolitní síť je optimalizována pro vetší zeměpisnou oblast než je LAN, v rozsahu od několika bloků budov až po celá města. Metropolitní síť je obvykle využívána jednotlivci a organizacemi.
 +
*Obdobná technologie jako u WAN sítí
 +
*Měla by přinést nějaký přidaný užitek oproti WAN → VoIP…
  
Používá se kroucená kabeláž, optické vlákno, bezdrátová síť.
 
  
Rychlost 10Mb/s až 10Gb/s.
+
'''PAN= personální, osobní síť'''
  
'''MAN'''
+
*Dosah na několik málo metrů - Domácí úložiště, USB síť, Bluetooth síť
Používají se k propojení sítí LAN v rámci městské zástavby.
+
*Jejich cílem není co nejvyšší přenosová rychlost, ale spíše odolnost proti rušení, nízká spotřeba energie či snadná konfigurovatelnost.
 +
*Vyšší spolehlivost
 +
*Přenosové rychlosti závislé na technologii
  
Přenáší data, hlas a obraz.
 
  
Důraz je kladen na vysokou rychlost a spolehlivost.
+
'''VPN (Virtualizovaná privátní síť)'''
 +
*Privátní síť, která je připojená do internetu
 +
*Skrz internet se vytvoří šifrované tunelové propojení k VPN serveru
 +
*Router u privátní sítě musí umět VPN
 +
*Vzdálené připojení k privátní síti
 +
*Výpočetní výkon probíhá u klienta, né na serveru
  
Mohou být soukromé i veřejné.
+
'''NAN (NEIGHBOR)'''
 +
*Sousedská síť
 +
*Většinou v panelákách, sdílená WiFi se sousedem
  
'''WAN'''
+
'''CAN (COMUNIT)'''
Jsou užívány na velkou vzdálenost mezi koncovými uzly či stanicemi – lokální nebo metropolitní sítě.
+
*Síť sdílená lidmi stejného zaměření
 +
*Komunitní síť
 +
 +
=='''Topologie sítí:'''==
  
Síť obsahuje páteřní rozvody přenosu, které určují rychlost celosvětové sítě – typickým příkladem je Internet.
+
'''Sběrnicová:'''
  
Využívají se optická vlákna i bezdrátová technologie.
+
*Tato topologie patří k nejstarším, všechny stanice jsou připojeny na jedno přenosové médium. Dnes už se příliš nepoužívá.
  
Rychlosti 65kb/s až 10Gb/s.
+
*Výhody: nezávislost stanic na výpadku jiné stanice, levné náklady takového řešení, snadné všesměrové vysílání.
  
'''Topologie sítí:'''
+
*Nevýhody: při přerušení kabelu úplný výpadek sítě, nutnost vyřešení přístupu stanic k médiu (kdo bude vysílat).
  
'''Sběrnicová:'''
+
* Pozn.: Používala se dřív, sběrnice byla většinou koaxiální kabel, který někam vedl a byli na něm udělaný přípojky, zakončenej byl tzv. Terminátorem
 +
[[Soubor:sbernice.png|350px|border]]
  
Tato topologie patří k nejstarším, všechny stanice jsou připojeny na jedno přenosové médium. Dnes už se příliš nepoužívá.
+
'''Kruhová'''
 +
*Označuje logické zapojení, při němž je každý uzel spojen se dvěma dalšími tak, aby společně vytvořily kruh.
  
Výhody: nezávislost stanic na výpadku jiné stanice, levné náklady takového řešení, snadné všesměrové vysílání.
+
*Výhody: nevznikají kolize, jednoduchý přenos dat.
  
Nevýhody: při přerušení kabelu úplný výpadek sítě, nutnost vyřešení přístupu stanic k médiu (kdo bude vysílat).
+
*Nevýhody: data musí projít přes všechny uzle, což zvyšuje riziko poruchy, přerušením kruhu vzniká problém.
  
'''Kruhová'''
+
*Pozn.: V praxi se většinou stavěli kruhy dva, u který komunikovaly v protichůdném směru, a v případě kolize na jednom kruhu se jelo jen přes ten druhý (TokenRing)...
Označuje logické zapojení, při němž je každý uzel spojen se dvěma dalšími tak, aby společně vytvořily kruh.
+
[[Soubor:ring_topology.jpg|350px|border]]
  
Výhody: nevznikají kolize, jednoduchý přenos dat.
+
'''Hvězdicová'''
  
Nevýhody: data musí projít přes všechny uzle, což zvyšuje riziko poruchy, přerušením kruhu vzniká problém.
+
*Tato topologie je dnes jednoznačně nejpoužívanější. Její myšlenka spočívá v tom, že existuje centrální prvek, který spojuje všechny prvky. Dříve tím centrálním prvkem býval počítač, dnes je aktivní prvek (rozbočovač nebo směrovač).
  
'''Hvězdicová'''
+
*Výhody: lehce rozšiřitelná struktura, výpadek libovolné stanice neznamená výpadek celé sítě.
  
Tato topologie je dnes jednoznačně nejpoužívanější. Její myšlenka spočívá v tom, že existuje centrální prvek,
+
*Nevýhody: velké množství kabelů, při výpadku centrálního prvku nefunguje celá síť.
 +
[[Soubor:Star_Topology.png|350px|border]]
  
který spojuje všechny prvky. Dříve tím centrálním prvkem býval počítač, dnes je aktivní prvek (rozbočovač nebo směrovač).
+
'''Stromová'''
  
Výhody: lehce rozšiřitelná struktura, výpadek libovolné stanice neznamená výpadek celé sítě.
+
*Vychází z hvězdicové topologie. Používá se především v rozsáhlých počítačových sítích ve velkých firmách.  
  
Nevýhody: velké množství kabelů, při výpadku centrálního prvku nefunguje celá síť.
+
*Jednotlivé hvězdice často představují jednotlivá oddělení firmy, patra budovy nebo celé budovy.
  
'''Stromová'''
+
*Výhody: lze oddělovat provoz
Vychází z hvězdicové topologie. Používá se především v rozsáhlých počítačových sítích ve velkých firmách.  
+
[[Soubor:tree.png|350px|border]]
  
Jednotlivé hvězdice často představují jednotlivá oddělení firmy, patra budovy nebo celé budovy.
+
=='''Metody řízení přístupů lze rozdělit na:'''==
  
Výhody: lze oddělovat provoz
+
'''Řízené (deterministické)'''
  
'''Metody řízení přístupů lze rozdělit na:'''
+
*Je definován jednoznačný algoritmus určující, v jakém pořadí mohou stanice na medium přistupovat.
  
'''Řízené (deterministické)'''
+
*Na medium nebude nikdy přistupovat více stanic současně. Řízené metody se dále ještě rozdělují na centralizované a decentralizované.
  
Je definován jednoznačný algoritmus určující, v jakém pořadí mohou stanice na medium přistupovat.  
+
*Centralizované – je vyhrazena jedna stanice, která ostatním přiděluje přístupy.
  
Na medium nebude nikdy přistupovat více stanic současně. Řízené metody se dále ještě rozdělují na centralizované a decentralizované.
+
'''Decentralizovaná (distribuovaná)'''
  
Centralizované – je vyhrazena jedna stanice, která ostatním přiděluje přístupy.
+
*stanice si předávají pověření (metoda logického kruhu), nebo je pravidelně vysílán rezervační rámec a jednotlivé stanice si rezervují pořadí vysílání.
 
+
'''Decentralizovaná (distribuovaná)''' – stanice si předávají pověření (metoda logického kruhu),
+
+
nebo je pravidelně vysílán rezervační rámec a jednotlivé stanice si rezervují pořadí vysílání.
+
  
 
'''Neřízené (nedeterministické)'''
 
'''Neřízené (nedeterministické)'''
  
V algoritmu přístupu na kanál hraje roli náhoda -náhodně volené časové prodlevy, tím vznikají kolize.
+
*V algoritmu přístupu na kanál hraje roli náhoda -náhodně volené časové prodlevy, tím vznikají kolize.
  
Nemusí vždy vést k výsledku. Metody: Aloha, CSMA
+
*Nemusí vždy vést k výsledku. Metody: Aloha, CSMA
 +
**Metoda CSMA poslouchá nosnou a pokud nikdo nevysílá, může začít vysílat ona. Ani CSMA nedokáže zabránit kolizím.
  
Metoda CSMA poslouchá nosnou a pokud nikdo nevysílá, může začít vysílat ona. Ani CSMA nedokáže zabránit kolizím.
 
  
'''Síť může fungovat několika způsoby:'''
+
'''Token ring'''  
 +
*staré zapojení sítí, počítače postupně vysílali jeden podruhém po směru kruhu, stavěli se třeba i dva kruhu proti sobě, kdyby jeden vypad ...
  
Spojovaně a nespojovaně
+
'''Ethernet'''
 +
*Používá algorytmus CSMA/CD, každý uzel si volí dobu odmlky náhodně, není možnost rozpočítání mezi uzly v kolizi, při každém opakov. neúspěchu si uzel zdvojnásobí interval  ze kterého náhodně volí odmlku..
 +
*Metoda nepředchází kolizím, spíše je řeší poté, co nastanou
 +
*Ethernet je velice efektivní při menší zátěži, kdy ke kolizím nedochází.
 +
*Používá sběrnicovou topologii ->Sdílený charakter, všechny uzly se dělí o společnou přenos. kapacitu.
 +
*používají se kroucené vodiče, každý uzel 2 páry - konektory RJ45
 +
 
 +
 
 +
=='''rozdělení počítačových sítí podle komunikačního protokolu'''==
 +
*Rodina protokolů '''TCP/IP''' obsahuje sadu protokolů pro komunikaci v počítačové síti a je hlavním protokolem celosvětové sítě Internet. Komunikační protokol je množina pravidel, které určují syntaxi a význam jednotlivých zpráv při komunikaci.
 +
 
 +
*'''IPX/SPX''' 
 +
*starý protokol, který používal NOVELL ve svých sítích, později ale přešel na TCP/IP, který se stal univerzálním protokolem..
 +
 
 +
*'''AppleTalk''' patří mezi síťové protokoly vyvinuté firmou Apple pro počítačové sítě, byl součástí původních počítačů Macintosh (1984), ale nyní se upřednostňuje protokol TCP/IP.
 +
 
 +
=='''rozdělení počítačových sítí podle technologie zapojení''' ==
 +
*[Wired (metalické), optical (optické), wireless (bezdrátové)]- > '''viz otázka 24,25'''
 +
 
 +
 
 +
 
 +
==''Následující kategorie NEJSOU v osnovách''==
 +
 
 +
=='''Síť může fungovat několika způsoby:'''==
 +
 
 +
'''Spojovaně a nespojovaně'''
  
 
'''Spojovaná komunikace:'''
 
'''Spojovaná komunikace:'''
  
Nejprve se stran musí domluvit, že spolu vůbec chtějí komunikovat (mohou se domluvit i na dalších parametrech vzájemné komunikace).
+
*Nejprve se strany musí domluvit, že spolu vůbec chtějí komunikovat (mohou se domluvit i na dalších parametrech vzájemné komunikace).
  
Při navázání spojení je nalezena a vyznačena trasa přenosu.
+
*Při navázání spojení je nalezena a vyznačena trasa přenosu.
  
Poté probíhá vlastní komunikace – přenáší se celé bloky dat (pakety) po trase, která byla nalezena při navazování spojení.
+
*Poté probíhá vlastní komunikace – přenáší se celé bloky dat (pakety) po trase, která byla nalezena při navazování spojení.
  
Na konci je spojení třeba zase ukončit (zrušit vyznačenou trasu).
+
*Na konci je spojení třeba zase ukončit (zrušit vyznačenou trasu).
  
 
'''Nespojovaná komunikace:'''
 
'''Nespojovaná komunikace:'''
  
Komunikující mezi sebou nenavazují žádné spojení (neověřují si, že druhá strana chce komunikovat,  
+
*Komunikující mezi sebou nenavazují žádné spojení (neověřují si, že druhá strana chce komunikovat, nehledá se žádná jedna trasa mezi komunikujícími.
  
nehledá se žádná jedna trasa mezi komunikujícími.
+
*Komunikace probíhá skrze zasílání samostatných zpráv.
  
Komunikace probíhá skrze zasílání samostatných zpráv.
+
*Na konci není třeba nic ukončovat
 
+
Na konci není třeba nic ukončovat
+
  
 
'''Spolehlivě a nespolehlivě'''
 
'''Spolehlivě a nespolehlivě'''
  
'''Spolehlivý přenos''' – ten, kdo data přenáší, považuje za svou povinnost postarat se o nápravu v případě chyb (případně si vyžádá nový přenos).
+
*'''Spolehlivý přenos''' – ten, kdo data přenáší, považuje za svou povinnost postarat se o nápravu v případě chyb (případně si vyžádá nový přenos).
  
'''Nespolehlivý přenos''' – nepovažuje za svou povinnost postarat se o nápravu (poškozená data zahodí a pokračuje dál,
+
*'''Nespolehlivý přenos''' – nepovažuje za svou povinnost postarat se o nápravu (poškozená data zahodí a pokračuje dál, či ani nezkoumá, zda jsou poškozená)
  
či ani nezkoumá, zda jsou poškozená)
+
**Na principu přepojování paketů či přepojování okruhů.
  
Na principu přepojování paketů či přepojování okruhů.
 
  
'''Přepojování paketů:'''
+
=='''Přepojování paketů:'''==
  
Používají se hodně ve světě počítačů, požívají jej prakticky všechny datové sítě, méně jsou používány ve světě spojů (veřejné datové sítě).
+
*Používají se hodně ve světě počítačů, požívají jej prakticky všechny datové sítě, méně jsou používány ve světě spojů (veřejné datové sítě).
  
K jednotlivým přenosům se využívá vždy celá dostupná přenosová kapacita pro všechny odesílatele i příjemce.
+
*K jednotlivým přenosům se využívá vždy celá dostupná přenosová kapacita pro všechny odesílatele i příjemce.
  
Přenášená data musí být opatřena identifikací odesílatele a příjemce.
+
*Přenášená data musí být opatřena identifikací odesílatele a příjemce.
  
Nelze přenášet jednotlivé byty, smysl má pouze blokový přenos (přenos paketů, rámců, buněk…).
+
*Nelze přenášet jednotlivé byty, smysl má pouze blokový přenos (přenos paketů, rámců, buněk…).
  
Standardně jde o přenos „best effort“
+
*Standardně jde o přenos „best effort“
  
'''Přepojování okruhů:'''
 
  
Používá se hodně ve světě spojů (například veřejná telefonní síť), avšak ve světě počítačů je používána málo (sériové komunikace například).
+
=='''Přepojování okruhů:'''==
  
Týká se přidělování dostupné či disponibilní přenosové kapacity sítě.
+
*Používá se hodně ve světě spojů (například veřejná telefonní síť), avšak ve světě počítačů je používána málo (sériové komunikace například).
  
Z přenosové kapacity se vyjme tolik, o kolik si komunikující strany řeknou – je přidělena do výlučného použití.  
+
*Týká se přidělování dostupné či disponibilní přenosové kapacity sítě.
 +
 
 +
*Z přenosové kapacity se vyjme tolik, o kolik si komunikující strany řeknou – je přidělena do výlučného použití.  
  
 
(pokud ji nevyužijí, nemůže být přepuštěna někomu jinému, kdo by ji potřeboval), je jim garantována a je také uživatelům naúčtována.
 
(pokud ji nevyužijí, nemůže být přepuštěna někomu jinému, kdo by ji potřeboval), je jim garantována a je také uživatelům naúčtována.
  
Komunikující mají mezi sebou přímé spojení.
 
  
Stylem „best effort“ či s garancí kvality služeb (Quality of Service).
+
'''Komunikující mají mezi sebou přímé spojení.'''
 +
 
 +
*Stylem „best effort“ či s garancí kvality služeb (Quality of Service).
 +
 
 +
'''„Best effort“'''
  
'''„Best effort“'''
+
*Způsob přenosu, kdy je „měřeno všem datům stejně“.
  
Způsob přenosu, kdy je „měřeno všem datům stejně“.
+
*Přenos má negarantovaný charakter (síť se snaží vyhovět všem požadavkům na přenos, dokud její zdroje stačí, pokud zdroje přestávají stačit, jsou požadavky kráceny všechny stejně).
  
Přenos má negarantovaný charakter (síť se snaží vyhovět všem požadavkům na přenos, dokud její zdroje stačí,
+
'''S garancí kvality služeb (QoS)'''
  
pokud zdroje přestávají stačit, jsou požadavky kráceny všechny stejně).
+
*Přenosová síť dokáže rozlišovat mezi jednotlivými přenosy a nabízet jim různou kvalitu přenosu.
  
S garancí kvality služeb (QoS)
+
*Rezervace zdrojů – potřebné zdroje jsou rezervovány jen pro jeden příslušný přenos a nemůže je využívat nikdo jiný.
  
Přenosová síť dokáže rozlišovat mezi jednotlivými přenosy a nabízet jim různou kvalitu přenosu.
 
  
Rezervace zdrojů – potřebné zdroje jsou rezervovány jen pro jeden příslušný přenos a nemůže je využívat nikdo jiný.
 
  
Nemusí představovat žádnou garanci, ale jen určitou přednost formou prioritizace (některé přenosy mají přednost před jinými).
+
'''Nemusí představovat žádnou garanci, ale jen určitou přednost formou prioritizace (některé přenosy mají přednost před jinými).'''
  
 
Blokovým či proudovým způsobem
 
Blokovým či proudovým způsobem
  
'''Blokový přenos:'''
+
'''Blokový přenos:'''
  
Data se přenáší po blokách (každý blok se přenáší jako celek)
+
*Data se přenáší po blocích (každý blok se přenáší jako celek)
  
 
'''Existuje několik druhů označení bloků:'''
 
'''Existuje několik druhů označení bloků:'''
  
Paket (packet) – blok dat, přenášený na úrovni síťové vrstvy (velikost je proměnná, ale shora omezená).
+
*'''Paket''' (packet) – blok dat, přenášený na úrovni síťové vrstvy (velikost je proměnná, ale shora omezená).
  
Rámec (frame) – blok dat, přenášený na úrovni linkové vrstvy (velikost je proměnná, ale shora omezená).
+
*'''Rámec''' (frame) – blok dat, přenášený na úrovni linkové vrstvy (velikost je proměnná, ale shora omezená).
  
Buňka (cell) – malý blok fixní velikosti, obvykle přenášený na úrovni linkové vrstvy.
+
*'''Buňka''' (cell) – malý blok fixní velikosti, obvykle přenášený na úrovni linkové vrstvy.
  
Diagram – paket přenášený nespojovaným způsobem.
+
*'''Diagram''' – paket přenášený nespojovaným způsobem.
  
Zpráva (message) – blok dat, přenášený na úrovni aplikační vrstvy.
+
*'''Zpráva''' (message) – blok dat, přenášený na úrovni aplikační vrstvy.
  
'''Proudový přenos:'''
 
  
Komunikující strany si předávají data jako proud bitů/bytů (po jednotlivých bitech, bytech či znacích,
+
'''Proudový přenos:'''
  
nemusejí být shromažďována do větších celků – bloků, nemusejí být explicitně adresována).
+
*Komunikující strany si předávají data jako proud bitů/bytů (po jednotlivých bitech, bytech či znacích, nemusejí být shromažďována do větších celků – bloků, nemusejí být explicitně adresována).

Aktuální verze z 18. 5. 2012, 13:25

Dotazované požadavky u maturity:

  • co to je počítačová síť, důvod vzniku
  • rozdělení počítačových sítí podle velikosti, rozlohy a účelu (LAN, MAN, WAN, VPN)
  • rozdělení počítačových sítí podle topologie [bus (sběrnice), star (hvězda), ring (kruh)]
  • rozdělení počítačových sítí podle technologie komunikace a řízení přístupu (Ethernet (verze), Token Ring)
  • rozdělení počítačových sítí podle komunikačního protokolu (TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk)
  • rozdělení počítačových sítí podle technologie zapojení [Wired (metalické), optical (optické), wireless (bezdrátové)]


Obsah

Definice sítě:

  • Síť sleduje komunikaci koncových uzlů a může fungovat několika způsoby.
  • Může jít o soustavu vzájemně propojených sítí,či může jít o množinu vzájemně propojených aktivních prvků (směrovačů).
  • Počítačová síť (computer network) je souhrnné označení pro technické prostředky, které realizují spojení a výměnu informací mezi počítači.
  • Umožňuje tedy uživatelům komunikaci podle určitých pravidel, za účelem sdílení využívání společných zdrojů nebo výměny zpráv.

V poslední době jsou všechny sítě postupně spojovány do globální celosvětové sítě internet, která používá sadu protokolů TCP/IP.


  • Počítačová síť se skládá z aktivních a pasivních síťových prvků.
    • Mezi pasivní síťové prvky patří kabeláž a konektory.
    • Mezi aktivní síťové prvky patří síťová karta, switch, router, firewall, apod.


Rozdělení počítačových sítí podle velikosti, rozlohy a účelu

LAN = lokální síť

  • Dosah v řádu jednotek kilometrů, podle použité technologie
  • Má za úkol sdílení zařízení a služeb (síťové tiskárny, paměťová media…) a umožňovat vzájemnou komunikaci mezi uživateli.
  • Rychlost podle kabeláže a technologií
  • Linková rychlost se nemění (10 Mb/s, 100 Mb/s, 1 Gb/s dokonce i 10 Gb/s)
  • Vysoká míra spolehlivosti, garantovatelnost

WAN = Wide (=široká) Area Network

  • Jsou užívány na velkou vzdálenost mezi koncovými uzly či stanicemi – lokální nebo metropolitní sítě.
  • Síť obsahuje páteřní rozvody přenosu, které určují rychlost celosvětové sítě – typickým příkladem je Internet.
  • Dosah i tisíců kilometrů
  • Nejsou konstantní rychlosti → všechny data se modulují (harmonický signál dosáhne dál)
  • Nižší spolehlivost (dané rozlehlostí, venkovní prostředí)

MAN = metropolitní síť

  • Používají se k propojení sítí LAN v rámci městské zástavby.
  • Metropolitní síť je optimalizována pro vetší zeměpisnou oblast než je LAN, v rozsahu od několika bloků budov až po celá města. Metropolitní síť je obvykle využívána jednotlivci a organizacemi.
  • Obdobná technologie jako u WAN sítí
  • Měla by přinést nějaký přidaný užitek oproti WAN → VoIP…


PAN= personální, osobní síť

  • Dosah na několik málo metrů - Domácí úložiště, USB síť, Bluetooth síť
  • Jejich cílem není co nejvyšší přenosová rychlost, ale spíše odolnost proti rušení, nízká spotřeba energie či snadná konfigurovatelnost.
  • Vyšší spolehlivost
  • Přenosové rychlosti závislé na technologii


VPN (Virtualizovaná privátní síť)

  • Privátní síť, která je připojená do internetu
  • Skrz internet se vytvoří šifrované tunelové propojení k VPN serveru
  • Router u privátní sítě musí umět VPN
  • Vzdálené připojení k privátní síti
  • Výpočetní výkon probíhá u klienta, né na serveru

NAN (NEIGHBOR)

  • Sousedská síť
  • Většinou v panelákách, sdílená WiFi se sousedem

CAN (COMUNIT)

  • Síť sdílená lidmi stejného zaměření
  • Komunitní síť

Topologie sítí:

Sběrnicová:

  • Tato topologie patří k nejstarším, všechny stanice jsou připojeny na jedno přenosové médium. Dnes už se příliš nepoužívá.
  • Výhody: nezávislost stanic na výpadku jiné stanice, levné náklady takového řešení, snadné všesměrové vysílání.
  • Nevýhody: při přerušení kabelu úplný výpadek sítě, nutnost vyřešení přístupu stanic k médiu (kdo bude vysílat).
  • Pozn.: Používala se dřív, sběrnice byla většinou koaxiální kabel, který někam vedl a byli na něm udělaný přípojky, zakončenej byl tzv. Terminátorem

Sbernice.png

Kruhová

  • Označuje logické zapojení, při němž je každý uzel spojen se dvěma dalšími tak, aby společně vytvořily kruh.
  • Výhody: nevznikají kolize, jednoduchý přenos dat.
  • Nevýhody: data musí projít přes všechny uzle, což zvyšuje riziko poruchy, přerušením kruhu vzniká problém.
  • Pozn.: V praxi se většinou stavěli kruhy dva, u který komunikovaly v protichůdném směru, a v případě kolize na jednom kruhu se jelo jen přes ten druhý (TokenRing)...

Ring topology.jpg

Hvězdicová

  • Tato topologie je dnes jednoznačně nejpoužívanější. Její myšlenka spočívá v tom, že existuje centrální prvek, který spojuje všechny prvky. Dříve tím centrálním prvkem býval počítač, dnes je aktivní prvek (rozbočovač nebo směrovač).
  • Výhody: lehce rozšiřitelná struktura, výpadek libovolné stanice neznamená výpadek celé sítě.
  • Nevýhody: velké množství kabelů, při výpadku centrálního prvku nefunguje celá síť.

Star Topology.png

Stromová

  • Vychází z hvězdicové topologie. Používá se především v rozsáhlých počítačových sítích ve velkých firmách.
  • Jednotlivé hvězdice často představují jednotlivá oddělení firmy, patra budovy nebo celé budovy.
  • Výhody: lze oddělovat provoz

Tree.png

Metody řízení přístupů lze rozdělit na:

Řízené (deterministické)

  • Je definován jednoznačný algoritmus určující, v jakém pořadí mohou stanice na medium přistupovat.
  • Na medium nebude nikdy přistupovat více stanic současně. Řízené metody se dále ještě rozdělují na centralizované a decentralizované.
  • Centralizované – je vyhrazena jedna stanice, která ostatním přiděluje přístupy.

Decentralizovaná (distribuovaná)

  • stanice si předávají pověření (metoda logického kruhu), nebo je pravidelně vysílán rezervační rámec a jednotlivé stanice si rezervují pořadí vysílání.

Neřízené (nedeterministické)

  • V algoritmu přístupu na kanál hraje roli náhoda -náhodně volené časové prodlevy, tím vznikají kolize.
  • Nemusí vždy vést k výsledku. Metody: Aloha, CSMA
    • Metoda CSMA poslouchá nosnou a pokud nikdo nevysílá, může začít vysílat ona. Ani CSMA nedokáže zabránit kolizím.


Token ring

  • staré zapojení sítí, počítače postupně vysílali jeden podruhém po směru kruhu, stavěli se třeba i dva kruhu proti sobě, kdyby jeden vypad ...

Ethernet

  • Používá algorytmus CSMA/CD, každý uzel si volí dobu odmlky náhodně, není možnost rozpočítání mezi uzly v kolizi, při každém opakov. neúspěchu si uzel zdvojnásobí interval ze kterého náhodně volí odmlku..
  • Metoda nepředchází kolizím, spíše je řeší poté, co nastanou
  • Ethernet je velice efektivní při menší zátěži, kdy ke kolizím nedochází.
  • Používá sběrnicovou topologii ->Sdílený charakter, všechny uzly se dělí o společnou přenos. kapacitu.
  • používají se kroucené vodiče, každý uzel 2 páry - konektory RJ45


rozdělení počítačových sítí podle komunikačního protokolu

  • Rodina protokolů TCP/IP obsahuje sadu protokolů pro komunikaci v počítačové síti a je hlavním protokolem celosvětové sítě Internet. Komunikační protokol je množina pravidel, které určují syntaxi a význam jednotlivých zpráv při komunikaci.
  • IPX/SPX
  • starý protokol, který používal NOVELL ve svých sítích, později ale přešel na TCP/IP, který se stal univerzálním protokolem..
  • AppleTalk patří mezi síťové protokoly vyvinuté firmou Apple pro počítačové sítě, byl součástí původních počítačů Macintosh (1984), ale nyní se upřednostňuje protokol TCP/IP.

rozdělení počítačových sítí podle technologie zapojení

  • [Wired (metalické), optical (optické), wireless (bezdrátové)]- > viz otázka 24,25


Následující kategorie NEJSOU v osnovách

Síť může fungovat několika způsoby:

Spojovaně a nespojovaně

Spojovaná komunikace:

  • Nejprve se strany musí domluvit, že spolu vůbec chtějí komunikovat (mohou se domluvit i na dalších parametrech vzájemné komunikace).
  • Při navázání spojení je nalezena a vyznačena trasa přenosu.
  • Poté probíhá vlastní komunikace – přenáší se celé bloky dat (pakety) po trase, která byla nalezena při navazování spojení.
  • Na konci je spojení třeba zase ukončit (zrušit vyznačenou trasu).

Nespojovaná komunikace:

  • Komunikující mezi sebou nenavazují žádné spojení (neověřují si, že druhá strana chce komunikovat, nehledá se žádná jedna trasa mezi komunikujícími.
  • Komunikace probíhá skrze zasílání samostatných zpráv.
  • Na konci není třeba nic ukončovat

Spolehlivě a nespolehlivě

  • Spolehlivý přenos – ten, kdo data přenáší, považuje za svou povinnost postarat se o nápravu v případě chyb (případně si vyžádá nový přenos).
  • Nespolehlivý přenos – nepovažuje za svou povinnost postarat se o nápravu (poškozená data zahodí a pokračuje dál, či ani nezkoumá, zda jsou poškozená)
    • Na principu přepojování paketů či přepojování okruhů.


Přepojování paketů:

  • Používají se hodně ve světě počítačů, požívají jej prakticky všechny datové sítě, méně jsou používány ve světě spojů (veřejné datové sítě).
  • K jednotlivým přenosům se využívá vždy celá dostupná přenosová kapacita pro všechny odesílatele i příjemce.
  • Přenášená data musí být opatřena identifikací odesílatele a příjemce.
  • Nelze přenášet jednotlivé byty, smysl má pouze blokový přenos (přenos paketů, rámců, buněk…).
  • Standardně jde o přenos „best effort“


Přepojování okruhů:

  • Používá se hodně ve světě spojů (například veřejná telefonní síť), avšak ve světě počítačů je používána málo (sériové komunikace například).
  • Týká se přidělování dostupné či disponibilní přenosové kapacity sítě.
  • Z přenosové kapacity se vyjme tolik, o kolik si komunikující strany řeknou – je přidělena do výlučného použití.

(pokud ji nevyužijí, nemůže být přepuštěna někomu jinému, kdo by ji potřeboval), je jim garantována a je také uživatelům naúčtována.


Komunikující mají mezi sebou přímé spojení.

  • Stylem „best effort“ či s garancí kvality služeb (Quality of Service).

„Best effort“

  • Způsob přenosu, kdy je „měřeno všem datům stejně“.
  • Přenos má negarantovaný charakter (síť se snaží vyhovět všem požadavkům na přenos, dokud její zdroje stačí, pokud zdroje přestávají stačit, jsou požadavky kráceny všechny stejně).

S garancí kvality služeb (QoS)

  • Přenosová síť dokáže rozlišovat mezi jednotlivými přenosy a nabízet jim různou kvalitu přenosu.
  • Rezervace zdrojů – potřebné zdroje jsou rezervovány jen pro jeden příslušný přenos a nemůže je využívat nikdo jiný.


Nemusí představovat žádnou garanci, ale jen určitou přednost formou prioritizace (některé přenosy mají přednost před jinými).

Blokovým či proudovým způsobem

Blokový přenos:

  • Data se přenáší po blocích (každý blok se přenáší jako celek)

Existuje několik druhů označení bloků:

  • Paket (packet) – blok dat, přenášený na úrovni síťové vrstvy (velikost je proměnná, ale shora omezená).
  • Rámec (frame) – blok dat, přenášený na úrovni linkové vrstvy (velikost je proměnná, ale shora omezená).
  • Buňka (cell) – malý blok fixní velikosti, obvykle přenášený na úrovni linkové vrstvy.
  • Diagram – paket přenášený nespojovaným způsobem.
  • Zpráva (message) – blok dat, přenášený na úrovni aplikační vrstvy.


Proudový přenos:

  • Komunikující strany si předávají data jako proud bitů/bytů (po jednotlivých bitech, bytech či znacích, nemusejí být shromažďována do větších celků – bloků, nemusejí být explicitně adresována).
Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Nástroje