Počítačová síť je systém, který vznikne vzájemným propojením počítačů s cílem komunikovat a společně využívat prostředky připojené k jednotlivým počítačům. Každá počítačová síť se skládá z jednotlivých stanic (počítačů), síťového hardwaru (síťové karty, kabely, konektory, aktivní prvky atd.) a síťového softwaru (programů pro práci v síti). V praxi je dnes nejrozšířenější síť založena na technologii ethernet a používá protokol TCP/IP.
Výhody počítacových sítí
Mezi nejzákladnejší výhody sítí mužeme pocítat:
1) Sdílení dat a programu - umožnuje více uživatelum zprístupnovat stejná data (rozsáhlé databáze, na nichž jsou založeny informacní a další systémy). Data jsou umístena na jednom pocítaci v síti (serveru), odkud je jednotliví uživatelé mohou císt, aktualizovat, rozširovat apod. Uživatelé mohou využívat také programové vybavení instalované na serveru.
2) Sdílení prostredku - uživatelum poskytuje zarízení ( laserové tiskárna, velkokapacitní disky, výkonné procesory, plottery, scannery a pod.)
3) Zvýšení spolehlivosti - pri poruše umožnuje prepojení na jiný pocítac.
Druhy Sítí Počítačové sítě se dělí podle řady kritérií. Například podle velikosti/měřítka na PAN (Personal Area Network), LAN (Local Area Network), CAN (Campus Area Network), MAN (Metropolitan Area Network) či WAN (Wide Area Network). Podle technologie použité pro spojení zařízení na Ethernet, WLAN, apod. Nebo podle síťové topologie na topologie sběrnice, hvězda, apod. Zjednodušeně můžeme počítačovou síť (jejímž velkým reprezentantem je například internet) zobrazit pomocí stromové struktury. Hezký schematický obrázek:
Podle velikosti/měřítka:
- LAN (Local Area Network)
Lokální počítačová síť se vyznačuje tím, že počítače jsou propojeny na menším geografickém území (tedy v rámci firmy, budovy, místnosti, atp.). V rámci LAN se nejvíce používá přepínaný ethernet nebo WiFi (IEEE802.11). Infrastruktura je většinou tvořena metalickými kabely a případně optickou páteří. LAN může být samostatná síť, které propojuje řadu zařízení, ale v dnešní době je většinou propojena do internetu, tedy WAN sítě.
Rozdelení sítí LAN:
Síte LAN rozdelujeme v zásade do 2 skupin a to podle zpusobu uchovávání dat v síti:
1) Síte PEER-TO-PEER – (rovný s rovným):
Všechny stanice v takové síti jsou si rovny. Mohou tedy zastávat funkci serveru i klienta
(pracovní stanice). Nabízet svoje prostredky (tiskárny, disky, aplikace, …) i k prostredkum
pristupovat a využívat je. Používá se hlavne v menších sítích: LANtastic, Novell Personal
Netware, Windows 9x apod. Výhodou je jednoduchost síte, nevýhodou pak problematická
správa z hlediska zálohování i bezpecnosti absencí centrálního prvku.
2) Síte CLIENT-TO-SERVER (klient/server):
Zde existují dva typy stanic: server a klient (pracovní stanice). Pracovní stanice pristupuje
k serveru (serverum) a využívá nabízené služby. Pracovní stanice muže být i bezdisková a
využívat plne server (používalo se hlavne dríve).
Server – muže jich být v síti více, zajištuje služby pro sít. Jedná se obvykle o výkonný
pocítac který bývá zpravidla vyhrazený (dedicated) – zastává pouze roli serveru. Existuje tak
centrální kontrola nad daty, aplikacemi, úcty uživatelu, apod. což usnadnuje a zprehlednuje
správu síte. Na serveru je instalován serverový OS (operacní systém) jako Novell Netware,
Windows Server apod. Serveru muže být více nebo muže jeden fyzický server hrát roli více
typu serveru: aplikacní server, file server, print server, database server, web server, …)
- MAN (Metropolitan area network)
Síť, která spojuje jednotlivé LAN, ale nepřekračuje hranice města či metropolitní oblasti, se označuje jako metropolitní síť - MAN. V rámci MAN se často používá bezdrátové spojení nebo optická vlákna. MAN může být vlastněna jednou organizací, ale většinou se jedná o propojení několika nezávislých objektů. Můžeme mít například několik poboček firmy v jednom městě propojených do MAN sítě. Dříve se využívalo technologií jako ATM a FDDI, ale dnes jsou většinově nahrazovány ethernetem označovaným jako metro-ethernet.
- WAN (Wide Area Network)
WAN je komunikační síť, která pokrývá rozsáhlé území, jako je spojení zemí či kontinentů. Obecně můžeme říct, že jednotlivé LAN sítě se propojují přes WAN síť, aby se zajistila komunikace na velké vzdálenosti. Tímto způsobem pracuje internet jako nejrozsáhlejší a nejznámější WAN. Nejvíce se dnes asi používá technologie Frame relay případně ATM.
- GAN (Global Area Network)
Globální - celosvetová sít neomezená svojí rozlohou, využívá se i satelitu a radiového spojení. Obecne slouží k propojování WAN sítí
- VLAN (Virtual Local Area Network)
Virtuální LAN je obdobou klasické lokální sítě s tím, že LAN závisí na fyzickém uspořádání a propojení, kdežto VLAN vzniká logicky uvnitř fyzické LAN.
- WLAN (Wireless Local Area Network)
Bezdrátová lokální síť je opět obdobou běžné LAN, ale jednotlivé prvky nejsou fyzicky propojeny drátem (metalikou či optikou), ale jsou propojeny bezdrátově. Využívají se rádiové vlny a určitá modulace pro přenos dat.
Výhoda bezdrátu je jasná pro mobilní zařízení. Nevýhodou je například to, že se špatně omezuje šíření signálu, a případný útočník nemusí získat přímo fyzický přístup k zásuvce, jako v případě drátových sítí.
Podle použité technologie:
ArcNet
Token-ring
100VG-AnyLAN
FDDI
Ethernet
1. ArcNet
Zkrácení slovního spojení "Attached Resource Computer Network" (počítačová síť s propojenými prostředky). Jedná se o počítačovou síť, která umožňuje propojit širokou škálu osobních počítačů a pracovních stanic. Maximální počet je 255. Přenosovým médiem je koaxiální kabel RG-62 A/U. ArcNet ale lze provozovat i na kroucené dvoulince nebo optickém kabelu. S použitím koaxiálního kabelu je maximální délka kabelu od pracovní stanice k HUBu 610 metrů.
Uvedená síť využívá přístupovou metodu založenou na předávání známky a má přenosovou rychlost 2,5 Mbps. Novější verze ArcNet Plus podporuje přenosovou rychlost až 20 Mbps. Maximální průměr sítě je 6,5 km. Fyzické zapojení je hvězda, ale logická komunikace je kruh.
2. Token-ring
Jedná se o síť s kruhovou topologií, využívá se zde přístupová metoda založená na předávání známky. Síť pracuje rychlostí 4 Mbps nebo 16 Mbps. Ačkoli je založena na kruhové topologi, síť Token-ring používá hvězdicové skupiny až osmi pracovních stanic napojených na kabelový koncentrátor (MAU - Multistation Access Unit) který je napojen na hlavní kruh. Maximální počet stanic u této sítě je až 260 na jeden koncentrátor. Jako přenosové médium se používá stíněná nebo nestíněná kroucená dvoulinka a optický kabel. Maximální délka kabelového segmentu je 45 - 200 metrů, podle typu použitého kabelu.
3. 100VG-AnyLAN
Rychlost této sítě je minimálně 100 Mbps. Maximální průměr sítě je 7,7 km. Maximální počet stanic není omezen, záleží na počtu HUBů. Médiem je kroucená dvoulinka a optický kabel. Je zde použita bezkolizní přístupová metoda, umožňující dvě úrovně priority (nízkou a vysokou). Používají se zde jako rozbočovače HUBy. Síť lze rozšiřovat připojováním podřízených HUBů na centrální HUB. Na 7,7 km je jeden rozbočovač. Za každý druhý rozbočovač se musí odečíst 1,1 km. Kdyby toto řešení sítí přišlo dříve, stalo by se možná rozšířenější než Ethernet. Je zřejmě lepší a výhodnější.
4. FDDI
Zkratka slovního spojení "Fiber Distributed Data Interface" (optické rozhraní pro distribuovaná data). Byla vytvořena roku 1986. A byla určena pro výkonné a nákladné počítače, kterým nedostačovala šířka pásma ve stávajících architekturách. Rychlost přenosu je 100 Mbps používající dvojitou protisměrnou kruhovou topologii, podporujicí až 500 počítačů. Jeden kruh se označuje jako primární a druhý jako sekundární. Provoz většinou probíhá pouze v primárním kruhu. Pokud dojde k selhání primárního prstence, FDDI automaticky překonfiguruje síť tak, aby data probíhala v druhém kruhu, a to v opačném směru. Díky této redundanci je zajištěna vysoká spolehlivost sítě.
Jako přístupovou metodu používá předávání známky. Sítě FDDI jsou vhodné pro systémy, které požadují přenos velkých objemů informací, jako je například zpracování grafiky, animací atd. Síť FDDI používá jako médium optický kabel (vlákno). Celková délka kabelu nesmí být větší než 100 km, takže není určena pro používání v technologiích WAN. Po každých přibližně 2 km se musí použít opakovač.
5. Ethernet
Přes 80 % zasíťovaných počítačů je připojeno pomocí Ethernetu. Ehernet byl vyvinut firmou Xerox v roce 1976. Ethernet používá přístupovou metodu CSMA/CD. Má svůj typ rámců. Původně používal sběrnicovou topologii a umožňoval připojit na hlavní segmenty až 1024 počítačů a pracovních stanic. Jednotlivé stanice jsou propojeny pomocí koaxiálního kabelu, optickým kabelem či kroucenou dvoulinkou.U Ethernetu je povinná mezirámcová mezera. Dnes rozdělujeme několik typů Ethernetu jako 10BASE5, 10BASE2 atd.
Podle Topologie:
Topologie
Obecně topologie představuje způsob rozmístění a spolupráce počítačů zapojených do sítě, přičemž tento pojem lze popsat ze dvou hledisek: topologie - fyzická – způsob propojení stanic v síti
- logická – způsob přenosu dat v síti
Logická topologie někdy odpovídá fyzické, často se tedy hovoří pouze o topologii sítě ve smyslu topologie fyzické. Topologie podstatně určuje výsledné vlastnosti sítě, úzce souvisí s kabeláží
sítě. Rozlišujeme tyto fyzické topologie: 1. Sběrnicová (Bus)
2. Hvězdicová (Star)
3. Kruhová (Ring)
4. Stromová (Tree)
1. Sběrnicová (BUS)
Každá stanice je připojena ke společnému kabelu (sběrnici),která tvoří základ sítě. Vedení je na obou koncích zakončeno terminátorem. K propojení stanic se používá koaxiálního kabel. Terminátor je zakončovací odpor (obvykle s hodnotou 50 Ohmů). Úsek mezi dvěma terminátory se nazývá segment.
Výhody:
• Nízká spotřeba kabelu a nízké náklady na pořízení.
• Nejsou potřeba žádné aktivační prvky (pokud síť není příliš rozsáhlá).
• Porucha jedné stanice nemá vliv na provoz ostatních stanic.
• Snadno se dá připojit další stanice.
Nevýhody:
• Náchylnost koaxiálního kabelu k mechanickému poškození.
• Nesnadná lokalizace závad.
• Porucha na sběrnici nebo chybějící či vadný terminátor vyřadí z funkce celou síť.
2. Hvězdicová (STAR)
Hvězda je dnes nejpoužívanější topologie pro ethernet. Je zde centrální prvek, který realizuje propojení zařízení, a do něj jsou připojena jednotlivá zařízení. Jako centrální prvek slouží hub nebo switch jehož úkolem je směrovat data zasílaná z jedné stanice k ostatním stanicím v síti, ale z jiného pohledu se může jednat i o router. Hub nemusí být fyzicky umístěn ve středu hvězdice, často se umísťuje např. v rohu větší místnosti, stanice jsou k němu připojeny každá zvlášť.
K propojení stanic hubem se požívá kroucená dvojlinka (twisted pair). Stanice, která chce vysílat,pošle svou zprávu na hub, který rozvětví signál k ostatním připojených stanicím. Dnes se velmi často místo hubu používá switch, který pošle signál jen příjemci a umožňuje tak souběžnou komunikaci více uzlů mezi sebou.
Výhody:
• Menší náchylnost k poruchám kabeláže.
• Přerušení kteréhokoliv kabelu nemá vliv na zbytek segmentu.
• Snadná lokalizace závad.
• Snadná rekonfigurace sítě.
Nevýhody:
• Větší spotřeba spojovacích kabelů.
• Potřeba aktivního prvku = vyšší náklady na pořízení.
• Porucha hubu má obvykle za následek nefunkčnost celé sítě.
3. Kruhová (RING)
Spojovací vedení stanic tvoří uzavřený kruh, fyzicky jsou však jednotlivéstanice připojeny nejdříve k pomocným jednotkám označovaným MAU(Media Acces Units). Jednotlivé stanice se sice připojují jediným kabelem,ale ten je tvořen dvěma spoji, které s pomocí propojení uvnitř jednotek MAU vytváří kruh. Pokud je kruhová topologie realizována takovýmto fyzickým uspořádáním do hvězdy, je mnohem snazší hledat závadu na jediném místě (v jednotce MAU) a odstranit ji jednoduchým odpojením té přípojky, která závadu způsobuje. Navíc je možné vybavit jednotku MAU vlastní inteligencí, která jí umožní, aby sama lokalizovala případné závady,a dokonce i to, aby sama přijala nezbytná nápravná opatření, odpojila vadné uzly, a informovala o tom správce. V kruhu se obvykle data posílají vždy stejným směrem, jde tedy o síť s jednosměrným provozem. Komunikace u této topologie je realizována obvykle metodou Token ring.
Sítí koluje speciální paket = token. Vysílat může stanice, která právě token vlastní. Zpráva dorazí k cílové stanici po průchodu sítí. Díky tomu nemůže dojít ke kolizi, ovšem předávání zpráv je pomalejší.
Výhody:
• Jednoduchá koncepce předávání zpráv.
• Vyšší rychlost.
• Možnost vícenásobné kontroly neporušenosti zpráv.
• Zabezpečení maximální doby pro dosažení spojení mezi dvěmi
stanicemi.
Nevýhody:
• Poměrně drahé síťové karty.
• Poměrně složité technické provedení – jednotky MAU.
4. Stromová (TREE)
Stromová topologie je tvořena kombinací hvězdicové a sběrnicové topologie nebo spojením více hvězd do další hvězdice. Jejím základem je páteřní vedení, ke kterému jsou připojeny další části. Často jsou kombinovány různé topologie, nejen výše zmíněné, každá organizace má své potřeby a představy.Páteřní vedení – segment sítě, ke kterému jsou připojeny ostatní segmenty,veškerá komunikace přesahující rámec 1 segmentu se uskutečňuje prostřednictvím páteřního vedení. Bývá realizováno jako sběrnice nebo kruh (obvykle je přenosová rychlost páteřního vedení vyšší než rychlost) v lokální síti, protože je realizováno optickým kabelem.
2) Sítě na bázi Ethernetu a jejich modifikace
ETHERNET
- Ethernet- jeden z typů lokálních sítí, který realizuje vrstvu síťového rozhraní. V lokálních sítích se Ethernet prosadil v 80% všech instalací. Jeho popularita spočívá v jednoduchosti protokolu a tím i snadné implementaci i instalaci.
- Původní protokol s přenosovou rychlostí 10 Mbit/s byl vyvinut pro potřeby kancelářských aplikací. Později byl v poněkud pozměněné podobě normalizován institutem IEEE jako norma IEEE 802.3. Autoři původního Ethernetu vytvořili upravenou verzi Ethernet II, která změnila některé časové konstanty s cílem dosáhnout vyšší kompatibility se standardem 802.3. Mezi oběma specifikacemi však zůstal rozdíl ve formátu rámce.
PRINCIP
- Klasický Ethernet používal sběrnicovou topologii – tedy sdílené médium, kde všichni slyší všechno a v každém okamžiku může vysílat jen jeden. Jednotlivé stanice jsou na něm identifikovány svými hardwarovými adresami (MAC adresa). Když stanice obdrží paket s jinou než vlastní adresou, zahodí jej (karty lze ovšem přepnout do promiskuitního režimu, kdy přijímají všechny pakety, tato možnost se využívá např. při monitorování sítě).
- Pro přístup ke sdílenému přenosovému médiu (sběrnici) se používá metoda CSMA/CD.
- Stanice (síťová karta), která potřebuje vysílat, naslouchá co se děje na přenosovém médiu. Pokud je v klidu, začne stanice vysílat. Může se stát (v důsledku zpoždění signálu), že dvě stanice začnou vysílat přibližně ve stejný okamžik. Jejich signály se pochopitelně navzájem zkomolí. Tato situace se nazývá kolize a vysílající stanice ji poznají podle toho, že během svého vysílání zároveň zjistí příchod cizího signálu. Stanice, která detekuje kolizi, vyšle krátký signál (o 32b). Poté se všechny vysílající stanice odmlčí a později se pokusí o nové vysílání.
- Mezi opakovanými pokusy o vysílání stanice počká vždy náhodnou dobu. Interval, ze kterého se čekací doba náhodně vybírá, se během prvních deseti pokusů vždy zdvojnásobuje. Stanice tak při opakovaných neúspěších „ředí“ své pokusy o vysílání a zvyšuje tak pravděpodobnost, že se o sdílené médium úspěšně podělí s ostatními. Pokud se během šestnácti pokusů nepodaří rámec odvysílat, stanice své snažení ukončí a ohlásí nadřízené vrstvě neúspěch.
- Ke kolizi může dojít jen v době, která uplyne od začátku vysílání do okamžiku, kdy signál vysílaný stanicí obsadí celé médium (pak již případní další zájemci o vysílání zjistí, že médium není volné a počkají na jeho uvolnění). Tento interval se nazývá kolizní okénko a musí být kratší, než je doba vysílání nejkratšího rámce. Jinak by mohlo docházet k nezjištěným kolizím (dvě vzdálené stanice odvysílají krátké rámce, které se na kabelu protnou a zkomolí, ale obě stanice ukončí vysílání dříve, než k nim dorazí kolidující signál).
- Tato metoda přístupu k médiu je velmi efektivní při nižším zatížení sítě (cca 30 % šířky pásma). Její efektivita klesá při větším počtu zájemců o vysílání, kdy může dojít k exponenciálnímu nárůstu kolizí. Efektivita CSMA/CD je vyšší pro delší rámce, protože při jejich přenosu je výhodnější poměr mezi trváním kolizního okénka a vysílání dat.
- Jednotlivé varianty protokolu se značí např. 10Base5, 100Base-TX a podobně. První číslice určuje maximální přenosovou rychlost v megabitech za sekundu. Následuje označení pásma (všechny verze Ethernetu pracují v základním pásmu, proto zde vždy obsahují „Base“) a určení druhu přenosového média.
VERZE ETHERNETU
- Ethernet- původní varianta s přenosovou rychlostí 10 Mbit/s. Definována pro koaxiální kabel, kroucenou dvoulinku a optické vlákno.
- Fast Ethernet- rychlejší verze s přenosovou rychlostí 100 Mbit/s definovaná standardem IEEE 802.3u. Převzala maximum prvků z původního Ethernetu (formát rámce, algoritmus CSMA/CD apod.), aby se usnadnil, urychlil a zlevnil vývoj. V současnosti ji lze považovat za základní verzi Ethernetu. Je k dispozici pro kroucenou dvoulinku a optická vlákna.
- 1Gb Ethernet- zvýšil přenosovou rychlost na 1 Gbit/s. Opět recykloval co nejvíce prvků z původního Ethernetu, teoreticky i algoritmus CSMA/CD. V praxi je ale gigabitový Ethernet provozován pouze přepínaně s plným duplexem. Důležité je především použití stejného formátu rámce. Původně byl definován pouze pro optická vlákna (IEEE 802.3z), později byla doplněna i varianta pro kroucenou dvoulinku (IEEE 802.3ab).
- 10Gb Ethernet- představuje zatím poslední standardizovanou verzi. Jeho definice byla jako IEEE 802.3ae přijata v roce 2003. Přenosová rychlost činí 10 Gbit/s, jako médium zatím slouží výlučně optická vlákna a opět používá stejný formát rámce. Algoritmus CSMA/CD byl definitivně opuštěn, tato verze pracuje vždy plně duplexně. V současnosti se vyvíjí jeho specifikace pro kroucenou dvojlinku.
ODRŮDY ETHERNETU
- 10Base-5 Původní Ethernet na koaxiálním kabelu o rychlosti 10 Mbit/s. Koaxiální kabel o impedanci 50 Ω tvoří sběrnici, ke které se připojují pomocí speciálních tranceiverů a AUI kabelů jednotlivé stanice.
- 10Base-2 Ethernet na tenkém koaxiálním kabelu o rychlosti 10 Mbit/s. Koaxiální kabel tvoří sběrnici, ke které se připojují jednotlivé stanice přímo. Kabel je impedance 50 Ω (RG-58) nesmí mít žádné odbočky a je na koncích zakončen odpory 50 Ω (tzv. terminátory).
- 10Base-T Jako přenosové médium používá kroucenou dvoulinku s rychlostí 10 Mbit/s. Využívá dva páry strukturované kabeláže ze čtyř. Dnes již překonaná síť, která byla ve většině případů nahrazena rychlejší 100 Mbit/s variantou.
- 10Base-F Varianta s optickými vlákny o rychlosti 10 Mbit/s. Používá se pro spojení na větší vzdálenost, nebo spojení mezi objekty, kde nelze použít kroucenou dvoulinku. Tvořila obvykle tzv. pateřní síť, která propojuje jednotlivé menší celky sítě. Dnes je již nahrazována vyššími rychlostmi (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).
- 100Base-TX Varianta s přenosovou rychlostí 100 Mbit/s, které se říká Fast Ethernet, používá dva páry UTP nebo STP kabelu kategorie 5.
- 100Base-T2 Používá dva páry UTP kategorie 3, 4, 5. Je to varianta vhodná pro starší rozvody strukturované kabeláže.
- 100Base-T4 Používá čtyři páry UTP kategorie 3, 4, 5. Také vhodná pro starší rozvody strukturované kabeláže.
- 100Base-FX Fast Ethernet používající dvě optická vlákna.
- 1000Base-T Ethernet s rychlostí 1000 Mbit/s, nazývaný Gigabit Ethernet. Využívá 4 páry UTP kabeláže kategorie 5, je definován do vzdálenosti 100 metrů.
- 1000Base-CX Gigabit Ethernet na bázi měděného vodiče pro krátké vzdálenosti, učený pro propojování skupin zařízení.
- 1000Base-SX Gigabit Ethernet používající mnohavidové optické vlákno. Je určen pro páteřní sítě do vzdáleností několik set metrů.
- 1000Base-LX Gigabit Ethernet používající jednovidové optické vlákno. Je určen pro větší vzdáleností až několika desítek kilometrů.
FORMÁTY RÁMCE
- Formát rámců lokální sítě Ethernet II a IEEE 802.3 se skládá s následujících polí:
- Preambule- Skládá se z 8B, střídavě binární 0 a 1. Poslední byte má tvar 10101011 a označuje začátek vlastního rámce. Preambule slouží k synchronizaci. Poslední byte se někdy nazývá omezovač počátku rámce (Starting Frame Delimiter, SFD).
- Cílová adresa- Fyzická MAC adresa o délce 48 bitů (v rámci LAN pro všechny stanice stejné délky). Adresa může být individuální (unicast), skupinová (multicast) a všeobecná (broadcast).
- Zdrojová adresa- Fyzická adresa stejného typu jako cílová, ale je to vždy individuální adresa konkrétní stanice (rozhraní).
- Typ protokolu nebo délka:- Pro Ethernet II je to pole určující typ vyššího protokolu.
- Pro IEEE 802.3 udává toto pole délku pole dat.
- Data- Pole dlouhé minimálně 46 packetů a maximálně 1500 packetů. Minimální délka je nutná pro správnou detekci kolizí.
- Kontrolní součet- (Frame Check Sequence, FCS) 32b cyklický kontrolní kód, který se počítá ze všech polí s výjimkou preambule a FCS. Slouží ke kontrole správnosti dat - příjemce si jej vypočítá z obdrženého rámce a pokud výsledek nesouhlasí s hodnotou pole, rámec zahodí jako vadný.
PŘENOSOVÁ MÉDIA
Koaxiální kabel
- Původní Ethernet byl propojován tzv. tlustým koaxiálním kabelem a označoval se jako 10Base-5. Jeden segment mohl být dlouhý až 500 metrů. Na kabel byly napichovány tranceivery, které se připojovaly na AUI port síťové karty.
- K masovému používání Ethernetu došlo se zavedením tzv. tenkého koaxiálního kabelu. Tato varianta se označuje jako 10Base-2. Propojovací kabely se zakončují BNC konektory, mezi ně se vkládají odbočky ke stanicím BNC-T konektory. Ty se připojují přímo na síťovou kartu, nebo adaptérem na AUI port. Délka segmentu je maximálně 185 metrů, ve speciálních případech až 300 - 400 metrů.
Kroucená dvoulinka
- Kroucená dvoulinka je dnes zdaleka nejrozšířenější druh Ethernetové kabeláže. Její použití pro Ethernet pod označení 10BaseT definuje specifikace IEEE 802.3i. Topologie sítě se změnila ze sběrnicové na hvězdicovou, v jejímž středu je rozbočovač (hub) a na koncích jednotlivých spojů připojené počítače. Chování sítě napodobuje sběrnici - rozbočovač kopíruje signál přicházející z jednoho rozhraní do všech ostatních. Data vysílaná jednou stanicí jsou proto rozšířena všem ostatním, stejně jako v případě jejich přenosu po sdílené sběrnici.
- Rozbočovače jsou dnes většinou nahrazovány přepínači (switch), které jsou na rozdíl od nich inteligentní. Přijmou ethernetový rámec, uloží si jej do vyrovnávací paměti, analyzují adresu jeho příjemce a následně jej odvysílají do rozhraní, kterým je připojen jeho adresát. Tabulky s fyzickými adresami a jim odpovídajícími rozhraními si udržují automaticky - učí se na základě adresy odesilatele v rámcích. Vzhledem k tomu, že přepínač nepředává rámec rovnou, ale po uložení jej sám odvysílá, až bude na cílovém rozhraní volno, počítače (či sítě) připojené k jeho rozhraním spolu navzájem nesoutěží o médium. Na každém rozhraní přepínače běží nezávislý algoritmus CSMA/CD a o médium spolu soutěží jen zdejší počítače - přepínač tzv. odděluje kolizní domény. Důsledkem je vyšší propustnost sítě a také vyšší bezpečnost, protože data jsou doručována jen tam, kde sídlí jejich příjemce.
- Původně byly přepínače výrazně dražší než rozbočovače. V současnosti ovšem cena jednoduchých přepínačů klesla na takovou úroveň, že rozbočovače ztratily ekonomický smysl a zcela zmizely z trhu. Díky masivnímu rozšíření přepínačů je dnes celkem běžně připojen koncový počítač přímo do přepínače. Kolizní doména tudíž obsahuje jen dva účastníky - koncový počítač a přepínač - propojené kroucenou dvoulinkou. Kabel s dvoulinkou ale obsahuje celkem čtyři kroucené páry, tedy osm vodičů. Část z nich lze vyčlenit pro přenos dat ve směru od přepínače k počítači a část pro směr opačný. Provoz tedy kabelem může protékat obousměrně, každý z účastníků má své pevně přidělené vodiče, do nichž může vysílat kdykoli. Odpadá sdílení média a s ním i důvody pro nasazení algoritmu CSMA/CD. Tento režim provozu se nazývá plný duplex (full duplex). odpadají v něm prostoje způsobené kolizemi a přenosová rychlost odpovídá maximální možné. Na použití plně duplexního režimu se typicky dohodne přepínač s připojeným počítačem automaticky - pokud oba tento režim podporují, přejdou do něj.
- Rozvod kroucené dvoulinky v budovách se nazývá strukturovaná kabeláž. Každá zásuvka je propojena s centrálním rozvaděčem samostatným kabelem, který umožňuje její využití i pro jiné účely (telefon a podobně). Délka jednoho spoje je maximálně 100 metrů, ve strukturované kabeláži se používá limit 90 metrů a 10 m se ponechává pro propojení mezi zásuvkou a počítačem. Ethernet používající kroucenou dvoulinku se označuje příponou T nebo TX.
Optické vlákno
- Ethernet je definován i pro optické vlákno. Používají se jednovidová i mnohovidová vlákna v závislosti na požadované rychlosti a vzdálenosti. Vybudování optické trasy je dražší, než strukturovaná kabeláž, ale umožňuje přenos na vyšší vzdálenosti. Další výhodou je, že spojení je odolné proti elektromagnetickému rušení a koncové body spoje jsou galvanicky oddělené. Je tedy vhodné pro budování LAN sítí mezi budovami a vzdálenými lokalitami. V těchto případech jsou metalické spoje nepoužitelné vzhledem k problémům se statickou elektřinou, nebo s různým nulovým potenciálem rozvaděčů budov.
- Skleněná vlákna jsou zakončena tzv. media konvertory, které převedou optický signál na elektrický. Převodník bývá obvykle součástí přepínače jako rozšiřující modul. Pro každý spoj se použijí dvě vlákna, pro každý směr jedno. Lze použít také jen jedno, kdy se využívá dvou vlnových délek pro přenos informací (v telekomunikacích 1310nm a 1550nm). V praxi se pokládá vždy několik vláken navíc jako rezerva pro rozšíření nebo poruchu. Délka optického spoje bývá od stovek metrů až po mnoho kilometrů. Rychlost přenosu může být od 10 Mbit/s až po gigabitové rychlosti. Optický Ethernet se označuje v příponě písmenem F či FX, poslední dobou ale přípon výrazně přibylo (SX, LX. , EX a další)
3) Adresování v Internetu,URL,porty,IP adresy,MAC adresy
URL (Uniform Resourse Locator)
- jednoznačně určuje umístění informace v počítačové síti. Tato adresa je komplexní, neboť v sobě zahrnuje kromě samotné adresy, kde se informace nachází i typ této informace.
- Pro internet je dán dokumentem RFC 1738.
service://[user[:password]@]host[:port][/path] – tučné názvy jsou povinné
- service- (název služby) specifikuje typ informace na kterou adresa ukazuje. Jako service se mohou vyskytovat řetězce:- http, gopher, ftp, telnet a další
- host- (jméno serveru) DNS, který poskytuje službu, informaci
- path- přístupová cesta k dokumentu
- port- (číslo portu) pokud server pracuje na jiném portu. Číslo udává číslo portu, kterému se má vysílaná zpráva předat.
- user- jméno pro přístup k poštovní schránce, nebo v telnetu pro připojování na vzdálený počítač s instalovaným programem přístupným po zadání určitého jména nebo hesla
- password- (heslo) přístupu k pošt. Schránce nebo v telnetu
IP adresa (Internet Protocol)
- IP adresa je jednoznačná identifikace konkrétního zařízení v prostředí Internetu. Veškerá data, která jsou z/na dané zařízení přes počítačovou síť posílána, obsahují IP adresu odesilatele i příjemce.
- pomocí IP adresy spolu komunikují všechna zařízení v Internetu. Dnes nejčastěji používaná IPv4, postupně se však bude přecházet na novější verzi IPv6. V jiných protokolech se adresování jednotlivých zařízení může provádět jinak.
- Jelikož by pro běžné uživatele počítačových sítí bylo velice obtížné pamatovat si číselné adresy, existuje systém specializovaných počítačů, které převádějí zapamatovatelná doménová jména na IP adresy a opačně. Tomuto systému se říká DNS (Domain Name System).
MAC adresa (Media Access Control)
- Je jedinečný identifikátor síťového zařízení, který používají různé protokoly druhé (linkové) vrstvy OSI. Je přiřazována síťové kartě bezprostředně při její výrobě (u starších karet je přímo uložena do EEPROM paměti), nicméně ji lze dnes u moderních karet dodatečně změnit. Ethernetová MAC adresa se skládá ze 48 bitů a podle standardu by se měla zapisovat jako tři skupiny čtyř hexadecimálních čísel (např. 0123.4567.89ab), mnohem častěji se ale píše jako šestice dvojciferných hexadecimálních čísel oddělených pomlčkami nebo dvojtečkami (např. 01-23-45-67-89-ab nebo 01:23:45:67:89:ab).
- MAC adresa přidělená výrobcem je vždy celosvětově jedinečná. Jednoznačnost velmi usnadňuje správu lokálních sítí – novou kartu lze zapojit a spolehnout se na to, že bude jednoznačně identifikována.
Žádné komentáře:
Okomentovat