Systemy operacyjne i sieci komputerowe

Podstawowe komponenty sieci komputerowych – nośniki transmisji

Podział nośników transmisji

Urządzenia sieciowe, aby wymieniać informacje, muszą być ze sobą połączone. Łącza wykorzystane w budowie sieci mogą korzystać z różnych nośników. Nośniki transmisji w sieciach, zwane również mediami transmisyjnymi, mogą być przewodowe, np. kable miedziane i światłowodowe, lub bezprzewodowe, np. fale radiowe, podczerwień, światło laserowe.

Kabel koncentryczny BNC• Sieci lokalne początkowo budowane były z

wykorzystaniem kabla koncentrycznego. • Składa się on z miedzianego przewodnika

(rdzenia) otoczonego warstwą elastycznej izolacji, która z kolei otoczona jest splecioną miedzianą taśmą lub folią metalową działającą jak drugi przewód i ekran dla znajdującego się wewnątrz przewodnika. Ta druga warstwa zmniejsza także ilość zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych.

Kabel koncentryczny BNC

Kabel koncentryczny BNC• Powszechnie były stosowane dwa typy kabla

koncentrycznego: gruby Ethernet (thick Ethernet) – o grubości około

1cm, 50 omowy pozwalający transmitować dane na maksymalną odległość do 500m,

cienki Ethernet (thin Ethernet) – o grubości około 0,5cm, 75 omowy pozwalający transmitować dane na maksymalną odległość do 185m.

• W jednym segmencie można połączyć maksymalnie 30 urządzeń. W przypadku "grubego Ethernetu" liczba urządzeń na jeden segment wynosi 100.

Kabel koncentryczny BNC

Kabel koncentryczny BNC

Kabel koncentryczny BNC

Zalety:• jest mało wrażliwy na zakłócenia i szumy,• nadaje się do sieci z przesyłaniem

modulowanym (szerokopasmowym),• jest tańszy niż ekranowany kabel skręcany.Wady:• dosyć duża awaryjność instalacji.

SkrętkaNajpopularniejszym medium transmisyjnym używanym obecnie do budowy sieci lokalnych jest skrętka. Składa się ona z 4 par przewodów umieszczonych we wspólnej osłonie. Aby zmniejszyć oddziaływanie elektromagnetyczne przewodów na siebie, są one wspólnie skręcone. Najpopularniejsze typy skrętki to:• nieekranowana UTP (Unshielded Twisted Pair) – stosowana

w większości sieci,• ekranowana STP (Shielded Twisted Pair) – wyposażona w

specjalną warstwę (ekran) chroniącą przed wpływem zakłóceń elektromagnetycznych. Odmiany skrętki ekranowanej różnią się między sobą sposobem wykonania ekranu.

Skrętka

SkrętkaSpotyka się również skrętkę foliowaną FTP - (ang. Foiled Twisted Pair) – skrętka miedziana ekranowana za pomocą folii wraz z przewodem uziemiającym. Przeznaczona jest głównie do budowy sieci komputerowych (Ethernet, Token Ring) o długości nawet kilku kilometrów.

SkrętkaPoza wyżej wymienionymi rodzajami skrętek można spotkać także hybrydy tych rozwiązań:• F-FTP - każda para przewodów otoczona jest

osobnym ekranem z folii, cały przewód jest również pokryty folią,

Skrętka

• S-FTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały przewód pokryty jest oplotem.

SkrętkaSkrętka jest stosowana w telekomunikacji do przesyłania danych zarówno w postaci analogowej, jak i cyfrowej. Przydatność skrętki do transmisji danych jest określana za pomocą kategorii. Do budowy sieci jest używana:• kategoria 3 (CAT 3) – stosowana w starszych sieciach o

przepustowości do 10 Mb/s,• kategoria 5 (CAT 5) – stosowana w szybkich sieciach o przepustowości

do 100 Mb/s.• kategoria 5e (CAT 5e) – skrętka kategorii 5, w której poprawiono

parametry transmisji, stosowana w szybkich sieciach o przepustowości do 100 Mb/s lub 1 Gb/s,

• kategoria 6 (CAT 6) – stosowana do przenoszenia danych w sieciach o przepustowości do 10 Gb/s.

• kategoria 7 (CAT 7) – ekranowana skrętka stosowana do przenoszenia danych w sieciach o przepustowości powyżej 1 Gb/s.

Skrętka• Większość nowych sieci komputerowych jest

wykonywana przy wykorzystaniu skrętki kategorii 5e lub wyższych.

• Maksymalna długość połączeń wykonanych za pomocą skrętki, zapewniających standardowe parametry transmisji, wynosi 100 metrów.

• Skrętkę przyłącza się do karty sieciowej za pomocą złącza RJ-45.

• W skrętce każda żyła oznaczona jest innym kolorem: zielonym, pomarańczowym, niebieskim, brązowym oraz biało-zielonym, biało-pomarańczowym, biało-niebieskim, biało-brązowym.

Wtyk RJ-45

Sposób łączenia urządzeń sieci EthernetPrzy budowie sieci z wykorzystaniem technologii Ethernet stosuje się dwa rodzaje kabli:• prosty (ang. straight-through),• skrosowany (ang. crossover).Wersja prosta służy do łączenia urządzenia końcowego (np. komputera, drukarki, itp.) z koncentratorem lub przełącznikiem. Obie końcówki kabla mają taki sam układ przewodów. Wersja skrosowana służy do łączenia komputerów bez pośrednictwa koncentratora lub do łączenia koncentratorów. W tym wypadku na końcach kabli zamienione są miejscami przewody 1 i 2 z 3 i 6.

Standardy połączeń skrętki

Światłowód

•Najnowocześniejszym z obecnie stosowanych nośników transmisji przewodowej jest światłowód (Fiber Optic Cable). •Rdzeń światłowodu, wykonany ze szkła kwarcowego lub

specjalnego tworzywa sztucznego, jest okryty płaszczem oraz warstwą ochronną. • Transmisja polega na przesyłaniu wiązki światła,

generowanej przez diodę lub laser, przez rdzeń światłowodu. Dane są zakodowane w postaci impulsów światła. •Do transmisji danych używa się zawsze pary przewodów, z

których jeden służy do wysyłania danych, a drugi do ich odbierania.

Światłowód

Światłowód

Istnieją dwa rodzaje:• jednomodowy – światło wędruje po osi kabla,• wielomodowy - światło wchodzi do kanału pod

różnymi kątami (odbija się podczas wędrówki),o współczynniku skokowym (skokowa zmiana

współczynnika załamania) o współczynniku gradientowym (ciągła zmiana

współczynnika załamania)

Zalety światłowodu• Większa przepustowość w porównaniu z kablem

miedzianym,• małe straty, a więc zdolność przesyłania informacji na

znaczne odległości,• niewrażliwość na zakłócenia i przesłuchy

elektromagnetyczne,• wyeliminowanie przesłuchów międzyprzewodowych,• mała masa i wymiary,• duża niezawodność poprawnie zainstalowanego łącza i

względnie niski koszt, który ciągle spada

Łączność bezprzewodowa

Najczęściej używane są:• fale elektromagnetyczne w zakresie podczerwieni IR

(InfraRed) – jako źródła promieniowania wykorzystuje się diody LED lub diody laserowe. Zasięg i prędkość transmisji są niewielkie, stosowane do przyłączania, np. klawiatury lub myszy.

• fale radiowe - najpopularniejsze sieci korzystają z częstotliwości 2,4 GHz, która nie podlega koncesjonowaniu. Istnieją cztery standardy oznaczone 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, zapewniające różne prędkości transmisji.

Standardy Wi-Fi• Standard A (802.11a) – bardzo rzadko wykorzystywany standard

bezprzewodowej transmisji na częstotliwości 5 GHz. Pozwala w teorii osiągnąć szybkość 54 Mb/s.

• Standard B (802.11b) – ten przestarzały standard umożliwia przesyłanie danych z maksymalną teoretyczną prędkością 11 Mb/s na częstotliwości 2,4 GHz. Obecnie w zasadzie nie jest używany.

• Standard G (802.11g) – to standard typowy dla starszych notebooków i tańszych routerów oraz wielu niewymagających szybkiej transmisji danych urządzeń sieciowych. Działa na częstotliwości 2,4 GHz i pozwala osiągnąć maksymalny teoretyczny transfer na poziomie 54 Mb/s.

• Standard N (802.11n) – najpopularniejsza obecnie wersja sieci Wi-Fi – w zależności od rozwiązania (zastosowanych anten) pozwala na przesyłanie plików z zawrotną prędkością (teoretyczną) – od 150 do 600 Mb/s. W notebookach i droższych routerach znajduje się zwykle wariant 300 Mb/s. Najnowsze, najczęściej biznesowe laptopy, przygotowane są już do obsługi szybszej wersji standardu N – zwykle 450 Mb/s.