POČÍTAČOVÉ SIETE

Obsah:Historický vývojDôvodyTopológiaTechnológie

13.11.2007 I&PC 2

Historický vývoj

BBS – [bulletin board system]

ARPA

13.11.2007 I&PC 3

Počítačová sieť

Počítačová sieť'- systém navzájom prepojených spolupracujúcich počítačov za účelom prenosu informácií, komunikácie, zdieľania údajov, prostriedkov, zvýšenie spoľahlivosti systému.

Počítače v sieti:

Pracovná stanica - práca užívateľa.

Server - zabezpečuje chod celej siete, poskytuje svoje prostriedky (pamäťové miesta, tlačiareň, scanner, software).

13.11.2007 I&PC 4

Význam počítačovej siete

Počítačové siete prinášajú v porovnaní so samostatnými počítačmi niekoľko zásadných výhod:

Zdieľanie údajov Zdieľanie prostriedkov Zdieľanie programov

13.11.2007 I&PC 5

Zdieľanie údajovZdieľanie údajov je najvýznamnejší dôvod pre zavádzanie počítačových sietí Ide o to, že potrebné dátové súbory môže spracovávať viac používateľov súčasne. Je to umožnené tým, že dátové súbory sú uložené na severoch siete a pripojení používatelia majú k nim prístup.

13.11.2007 I&PC 6

Zdieľanie prostriedkov

Zdieľanie prostriedkov umožňuje pracovným staniciam spoločne používať prostriedky siete, ktoré ponúkajú servery siete. Najčastejšie ide o zdieľanie diskov, keď‘ lokálne disky pracovných staníc nemajú dostatočnú kapacitu a zdieľanie tlačiarní.

13.11.2007 I&PC 7

Zdieľanie programov

Zdieľanie programov v sieťovej verzii umožňuje redukovať nároky na HW vybavenie pracovnej stanice. Moderný prístup predstavuje zdieľanie programov pomocou internetového pripojenia.

13.11.2007 I&PC 8

Typy počítačových sietí podľa použitej topológie

Pod pojmom topológia sa rozumie spôsob, akým sú jednotlivé počítačenavzájom prepojené. Každá topológia má svoje výhody aj nevýhody.

Zbernica – [bus] Hviezda [star] Kruh [ring] Hierarchická topológia [tree] Neobmedzená topológia [mesh]

13.11.2007 I&PC 9

Zbernicová topológia

Výhody:

Ekonomické využitie kábla. Média nie sú drahé a ľahko sa s nimi pracuje. Jednoduchá, spoľahlivá. Ľahko sa rozširuje.

Nevýhody

Sieť môže pri veľkej prevádzke spomaliť. Porušenie kábla môže ovplyvniť veľa používateľov a problémy sa ťažko hľadajú.

13.11.2007 I&PC 10

Prstencová topológia

Výhody:

Rovnocenný prístup pre všetky počítače. Vyvážený výkon aj pri veľkom počte používateľov.

Nevýhody

Zlyhanie jedného počítača môže mať dopad na celú sieť. Rekonfigurácia siete preruší jej prevádzku. Náročná správa systému.

13.11.2007 I&PC 11

Hviezdicová topológia

Výhody:

Ľahká modifikácia a pridávanie nových počítačov. Centrálne monitorovanie a správa. Zlyhanie jedného počítača neovplyvní ostatok siete.

Nevýhody

Ak zlyhá centrálny prvok, zlyhá celá sieť.

13.11.2007 I&PC 12

Hierarchická topológia

Nie je to samostatná topológia, skôr kombinácia už uvedených topológií, predovšetkým hviezdicovej. Využíva sa na spojenie viacerých menších lokálnych sietí do jednej siete väčšieho rozsahu.

13.11.2007 I&PC 13

Neobmedzená topológia

V tejto topológii je každá stanica spojená s každou stanicou, ale prakticky sa toto riešenie nevyužíva. Principiálne možným využitím je zabezpečenie maximálnej spoľahlivosti takejto siete.

13.11.2007 I&PC 14

Typy počítačových sietí podľa rozsiahlosti

LAN [Local area network]

MAN [Metropolitan area network]

WAN [Wide area network]

13.11.2007 I&PC 15

LANNajmenšie siete, ktoré pokrývajú napr. jednu budovu, maximálne niekoľko budov. Počet počítačov v takejto sieti sa pohybuje rádovo v desiatkach, málokedy sa stane, aby počet presiahol 100 počítačov. Spájajú uzly (počítače) v rámci malého územia, resp. v rámci jednej budovy rádovo do vzdialenosti okolo sto metrov. Na prepojenie v rámci budovy sa využíva štruktúrovaná kabeláž a na prepojenie jednotlivých budov optické vlákna alebo mikrovlné spoje. Dosahované prenosové rýchlosti sa v dnešnej dobe pohybujú na úrovni 100/1000 Mbit/s, len veľmi zriedkavo sa už stretneme s prenosovými rýchlosťami 10 Mbit/s (v prípade starých komponentov).

13.11.2007 I&PC 16

MAN

Metropolitné siete predstavujú pokrytie väčšieho územia dnes predovšetkým poskytovateľmi internetového pripojenia a káblových televíznych rozvodov. Počet počítačov sa pohybuje rádovo v stovkách a používajú sa zvyčajne prenosové rýchlosti 100 Mbit/s. Prenos sa uskutočňuje rádovo na vzdialenosti 1- a viac km.

13.11.2007 I&PC 17

WAN

Rozľahlé siete umožňujú komunikáciu na veľké vzdialenosti. obvykle bývajú verejné, ale existujú aj súkromné WAN siete. Prenosové rýchlosti sa veľmi líšia podľa typu siete. Začínajú na desiatkach kbit, ale dosahujú aj rádovo Gbit/s. Klasickým príkladom takejto siete je internet. V týchto sieťach je veľmi veľa počítačov.

Používané prenosové rýchlosti môžu byť v závislosti na použitej technológii podstatne nižšie ako pri sieťach typu LAN. Výnimku tvorí len sieť WAN, ktorá používa technológiu SONET, teda na prenos údajov využíva optické vlákna. Vtedy sa dosahujú prenosové rýchlosti 1 Gbit/s a nezvyčajná nie je ani rýchlosť 10 Gbit/s.

13.11.2007 I&PC 18

Technológie a štandardy v sieťach eternetového typu

10BASE, 10BASE-T

100BASE-TX, 1000BASE-T

1000BASE-SX a 1000BASE-LX

13.11.2007 I&PC 19

10BASE

10BASE: táto technológia používala koaxiálny kábel, ktorý musel byť na oboch koncoch zakončenýterminátorom ( tieto siete sa budovali s topológiou zbernice). Tátotechnológia umožňovala maximálnu prenosovú rýchlosť 10 Mbit/s, pracovala len v režime half-duplex (dáta sa môžu buď len odosielať, alebo len prijímať, nie je možný obojsmerný prenos súčasne) a maximálna dĺžka segmentu bola 185 metrov. Táto technológia sa pri budovaní nových sietí už vôbec nevyužíva vzhľadom na riziká poruchovosti. Konektory používané

pri štandarde 10BASE-2

13.11.2007 I&PC 20

10BASE-T

Technológia pochádzajúca z roku 1990 využíva na pripojenie počítača namiesto koaxiálneho kábla tzv. krútenú dvojlinku (twisted pair) v tienenej podobe (káble STP) alebo v netienenej podobe (káble UTP). Jednotlivé káble sú pripojené k centrálnemu pripojovaciemu zariadeniu, ktorým je hub alebo switch. Z toho vyplýva, že topológia siete je typu hviezda alebo rozšírená hviezda. Táto technológia bola spočiatku navrhnutá len pre halfduplexný prenos dát, no postupom času sa pridala aj podpora pre fullduplexný prenos (dáta možno prijímať aj odosielať súčasne). Maximálna prenosová rýchlosť je 10 Mbit/s v režime half-duplex a maximálne 20 Mbit/s v režime full-duplex. Jeden segment môže mať maximálnu dĺžku 100 metrov.

13.11.2007 I&PC 21

100BASE-TX, 1000BASE-T

Tento štandard bol predstavený v roku 1995. Je veľmi podobný štandardu 10BASE-T, ale vyžaduje káble minimálne kategórie 5. Maximálna prenosová rýchlosť je 100 Mbit/s. Pre výkonnejší prenos dát sa používa 1000BASE-T. Na to, aby sa dala dosiahnuť prenosová rýchlosť 1 Gbit/s, bolo treba využiť všetky štyri páry vodičov v kábli. Na každom páre vodičov prebieha prenos dát v režime full-duplex rýchlosťou 250 Mbit/s. V kábli sú však štyri páry vodičov, čím možno dosiahnuť rýchlosť 1 Gbit/s vo full-duplexnom režime.

Najpoužívanejší konektor v počítačových sieťach

RJ-45

13.11.2007 I&PC 22

1000BASE-SX a 1000BASE-LX

Tieto štandardy využívajú na prenos dát optické vlákno, ktoré nie sú náchylné na elektromagnetické rušenie, pričom rozdiely sú len v použitej vlnovej dĺžke a vodivosti vlákna. Pri 1000BASE-SX sa využíva vlnová dĺžka 850 nm a mnohovidové optické vlákno, zatiaľ čo pri 1000BASE-LX sa využíva vlnová dĺžka 1310 nm a jednovidové vlákno. Vzdialenosť medzi jednotlivými zariadeniami pri použití jednovidového vlákna je do 5 km. Pre prenosy 10 Gbit/s sú určené ďalšie štandardy.

13.11.2007 I&PC 23

Podľa funkčného vzťahu Client-server

Server poskytuje služby staniciam – klientom (workstation, pracovná stanica). Serverov môže byť viacero typov - podľa typu poskytovaných služieb - súborový server, tlačový server, poštový server, www server, ftp server ... nemusí platiť vzťah, že jeden server je jeden počítač. Na jednom fyzickom počítači môže existovať viacero serverov.

Peer-to-peer

Termín pochádza z angličtiny a znamená „rovný k rovnému“, označuje sa tiež ako p2p sieť. Každá stanica v sieti môže vyčleniť nejaký svoj prostriedok (diskový priestor, tlačiareň, mechaniku ...) na zdieľanie. Iná stanica môže tieto prostriedky využívať.tento typ siete často nemá centrálnu správu, každý uzol sa spravuje sám. Zdieľanie prostriedkov je možné aj cez internet.

13.11.2007 I&PC 24

Podľa špecializovanej funkcie Storage area network – sieť pre pripojenie zariadení pre uloženie údajov

Serverová farma

Process control network – sieť medzi kontrolnými a meracími zariadeniami a ich manažmentom

SOHO sieť – LAN pre malú kanceláriu a domov

Personal area network PAN osobná sieť na prepojenie spolupracujúce zariadenií (typicky prepojenie mobilu a počítača, PDA, notebooku ...) spája zariadenia rádovo v dosahu niekoľko metrov. Na prepojenie sa obvykle používajú bezdrôtové technológie (WiFi, IrDA, BlueTooth).

13.11.2007 I&PC 25

Základné časti siete Sieť pozostáva z týchto základných častí:

Hardware - zahrňuje všetky technické prostriedky siete. Patria sem aj prostriedky, ktorými je realizované vlastné prepojenie siete.

Software - programové vybavenie, ktoré v spolupráci s hardwareom siete zabezpečuje funkcie siete.

13.11.2007 I&PC 26

Hardware• Samotné počítače (servery a pracovné stanice ...)• Smerovače (router)• Prepínače (switch)• Koncentrátory a rozbočovače (hub)• Sieťové mosty (bridge)• Meniče rozhraní (mediakonvertory)• Bezpečnostné zábrany (firewall)• Opakovače (repeater)• Modulátory/demodulátory (modem)• Vysielače/prijímače (transceiver)• Káble (metalické, optické ....)

Bežný kábel UTP, používaný vo väčšine počítačových sietí

13.11.2007 I&PC 27

Aktívne prvky

Kľúčovú úlohu v sieťach akéhokoľvek typu zohrávajú aktívne prvky. Ich úlohou je prepájať jednotlivé časti sietí, menia typy rozhraní, spôsoby komunikácie, zaisťujú bezpečnosť a riadia sieť. Sieť môže byť prepojená priamo z počítača do počítača, alebo s využitím týchto aktívnych prvkov.

13.11.2007 I&PC 28

Software

• Sieťový operačný systém (Linux, Novell Netware, …)• Aplikácie schopné využívat prostriedky systému, určené k sieťovej komunikácii

13.11.2007 I&PC 29

Bezkáblový prenos dát (WLAN, WWAN) Krátkeho dosahu

Bluetooth

Stredného dosahu IEEE 802.11

Ďalekého dosahu Satelit

MMDS

SMDS

Mobilné technológie prenosu dát

CDMA

GSM

TDMA

GPRS

13.11.2007 I&PC 30

13.11.2007 I&PC 31

Ďakujem za pozornosť!