Počítačové sítě

1

Počítačové sítě

Přenosový systém

Jednoduchý spoj

Lokální síť

Rozlehlá síť

2

Počítačové sítě

• Síť (network)– počítačová síť – hostitelské počítače (hosts) – servery ,

klientské počítače ( osobní počítače, pracovní stanice, terminály)

– komunikační síť, přenosová síť – propojovací mezilehlá zařízení – komunikační kanály - spoje

– komunikační kanál – soubor prostředků umožňujících přenos

– spoj – řízený komunikační kanál– komunikační kanál fyzický vs. komunikační kanál

virtuální

3

Počítačové sítě

• Počítačová síť – graf uzly …. hostitelské počítače

propojovací zařízení

hrany… komunikační kanály• Komunikace „každý s každým“• Způsob propojení uzlů – topologie

– topologie s násobným přístupem k médiu (bus, ring)– topologie s výhradním přístupem k médiu

4

5

6

Počítačové sítě

• Typy komunikačních sítí– podle geografického pokrytí (ale i podle typů

propojených uzlů, používaných přenosových technologií…) – tradiční dělení (LAN, MAN, WAN)

– podle přenosových technologií (síť Ethernet, síť ATM, Frame Relay, ISDN, …)

– podle typu topologického uspořádání (kruhová, sběrnicová, stromová…

– podle vlastnictví (privátní, veřejné)– podle použitých přenosových médií (bezdrátová,

optická, metalická)

7

Počítačové sítě

• Typy sítí– podle typu přenášené informace (datové, hlasové,

multimediální..)– podle síťové architektury (TCP/IP – internet,

NetWare, DECnet, AppleTalk, …)• Kategorizace současná

– sítě páteřní (vysokorychlostní) – sítě distribuční (sítě ISP)– sítě přístupové („poslední míle“, „poslední metry“) – lokální sítě organizací – intranety

8

Poslední míle (přístupová síť)

Distribuční síť

ISP

LAN

LAN

LAN

Páteřní síť

ISP

Princip hierarchického návrhu sítě

9

10

Počítačové sítěPojmy:informace - něco, čemu „rozumí“ agentzpráva – formalizovaná informace – formát dohodnutý mezi

komunikujícími stranami (seskupení datových jednotek – datový paket)

data – jednotky přenášející informaci (textová, grafický formát, zvuková, video, ..)

Formát dat• data digitální – binární „1“ a „0“ – datový element „bit“• data analogová – zvukMísto existence dat• vstupní data• uložená data• přenášená data• výstupní data

11

Počítačové sítě

Signál - časová funkce fyzikální veličiny - generovaná vysílačem a přijímaná přijímačemsignál periodický

» signál analogový» signál diskrétní

signál neperiodický » signál analogový» signál diskrétní

Médium – prostředí umožňující • vedení signálu (vodiče)• šíření signálů (volný prostor)

12

Počítačové sítě

• Claude Shannon: „Informace je míra množství neurčitosti nebo nejistoty o nějakém náhodném ději, odstraněná realizací tohoto děje“

• Norbert Wiener: „Informace je název pro obsah toho, co se vymění s vnějším světem, když se mu přizpůsobujeme a působíme na něj svým přizpůsobováním

• Z pohledu datových přenosů: „Informace je význam přidělený přenášeným datům uspořádaným do zpráv“

13

Počítačové sítě

Komunikační model

informace data signál…..signál´ data´ informace

(zpráva) (zpráva´)

musí platit: zpráva ~ zpráva´ ( m = m´ )

data vysílaná – g(t) data přijímaná – g´(t)

korektní přenos ………… g(t) ~ g´(t)

signál vyslaný – s(t) signál přijatý – r(t)

může být ………..s(t) = r(t) nebo s(t) r(t)

14

Počítačové sítě

• Signál – fyzikální prostředek (fyzikální hodnota proměnná v čase) umožňující přenos dat.

• Přenosové médium – prostředí pro šíření signálu (fyzicky vymezené – vodič, fyzicky nevymezené, prostupné)

• Fyzikální podstata signálu – elektromagnetické vlny• Způsob šíření signálu

– „point-to-point“, dvoubodové - unicast– všesměrové - broadcast– skupinové (do specifikovaných cílů) – multicast– nový termín – anycast

• Dvoubodový přenos – jednosměrný - simplex obousměrný současný – full duplex obousměrný střídavý – half duplex

– Pojmy uplink a downlink

15

Počítačové sítě

• Signál se šíří přenosovým médiem prostřednictvím elektromagnetických vln

Rychlost šíření prostorem: c = 300 000 000 m/s (rychlost světla)

Perioda vlny: T [s] Vlnová délka: [m] Platí: c = /T

Frekvence: f [Hz] Platí: f = 1/T

16

Počítačové sítě

Šíření elektromagnetických vln prostorem

17

Elektromagnetické spektrum

18

Koaxiální kabel

Kroucený dvoudrát

Optický vodič

Ethernet10 Mb 100 Mb 1Gb 10Gb 1Tb

Pásma pro bezdrátové přenosy

19

Počítačové sítě

Pojem - šířka pásma (rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší frekvencí, které je možno přenášet)– Základní pásmo (1 frekvence) - baseband– Úzké pásmo – narrowband (3 kHz)– Široké pásmo – broadband (min. 20 kHz, v

současnosti stovky MHz až GHz)

20

Počítačové sítě

• Periodický signál

s(t + T) = s(t)

• Signál analogový

– perioda - T

– amplituda - A

– fáze - Φ

• Signál diskrétní (digitální)

– perioda - T

– amplituda - A

A

T

Φ

T

A

21

Počítačové sítě

• Každý signál (diskrétní i analogový) vyžaduje pro přenos určitou šířku pásma:

– základní pásmo baseband – pro přenos signálu s jednou frekvencí (není transponován do jiné frekvence) – typicky LAN

– úzké pásmo narrowband – pro hlasové přenosy

50 – 64 kbps – typicky telefonní sítě

– široké pásmo broadband – pro multiplexované přenosové kanály (frekvenčně sdílené) – typicky WAN