Počítačová síť
(Rozdíly mezi verzemi)
(→Topologie sítí:) |
(→Topologie sítí:) |
||
| Řádka 98: | Řádka 98: | ||
*Nevýhody: data musí projít přes všechny uzle, což zvyšuje riziko poruchy, přerušením kruhu vzniká problém. | *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 ... | ||
[[Soubor:ring_topology.jpg|350px|border]] | [[Soubor:ring_topology.jpg|350px|border]] | ||
Verze z 18. 5. 2012, 12:25
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)]
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
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 ...
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.
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
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).
