Sieć komputerowa (ang. network)

klient-serwer
peer-to-peer
Można wyróżnić wiele różnych modeli budowy sieci komputerowych.
Jednym z nich jest architektura klient-serwer, gdzie jeden
z komputerów jest nadrzędny w stosunku do pozostałych.
Umożliwia to wygodny dostęp do zasobów serwera, natomiast daje
też duża prywatność poszczególnym klientom, którzy najczęściej
nic
o sobie nie wiedzą. Sieć scentralizowana jest też dużo łatwiejsza
w zarządzaniu, ponieważ należy monitorować tylko jeden sprzęt.
Niestety, cena komputerów zdolnych do tego aby być znaczącymi
serwerami jest bardzo wysoka. Dlatego w sieciach lokalnych
najczęściej używa się architektur peer-to-peer, gdzie wszystkie
Podstawowe zastosowania sieci:
• używanie oprogramowania
zainstalowanego na innych maszynach
• wykorzystywanie rozproszonych baz
danych znajdujących się na
komputerach całego świata
• przesyłanie danych w postaci tekstu,
obrazu i dźwięku
• poczta elektroniczna
• używanie zdalnych urządzeń
peryferyjnych jak drukarki, skanery
• medium transmisyjne -używa się kabla
zwanego skrętką
• koncentratory, czyli hub-y one pełnią rolę
centralizatorów /inteligentniejszym hubem
jest switch
• mosty, czyli elementy spinające fragmenty
sieci w jedną całość
• repeatery, które oprócz przekazywania
informacji dodatkowo wzmacniają sygnał
Sieci komputerowe dzielimy, zwłaszcza ze
względu na ich architekturę, ale przede
wszystkim ze względu na ich wielkość.
Wyróżniamy sieci lokalne (LAN - Local Area
Network),
sieci komputerowe miejskie (MAN Metropolitan Area Network),
rozległe sieci komputerowe (WAN - Wide Area
Network),
a także sieci globalne, których przykładem
może być Internet.
LAN (ang. Local Area Network)
czyli lokalne sieci komputerowe. Sieci ta
zawierają od 2 do ok. 100 komputerów
znajdujących się na stosunkowo małym
obszarze np.
w jednym budynku bądź pokoju (np.:
sieć w szkolnej pracowni)
WAN (ang. Wide Area Network)
czyli rozległe sieci komputerowe.
Są to sieci łączące różne sieci
lokalne na wiekszym obszarze np.
miasta (np.: Trójmiejska
Akademicka Sieć Komputerowa),
państwa bądź całego świata
(np.: sieć Internet)
Lokalne sieci komputerowe są najbardziej
rozpowszechnionymi i najczęściej używanymi typami sieci
komputerowej. Początkowo był to zaledwie pewien
amerykański eksperyment technologiczny.
Twórcy i naukowcy biorący w nim udział raczej nie zdawali
sobie sprawy z potęgi, jaką będą miały sieci lokalne,
zwłaszcza w zastosowaniach biznesowych.
Sieci lokalne zostały zaprojektowane jako sposób połączenia
kilku, kilkunastu komputerów w jedną strukturę sieciową,
wykorzystując geograficznie niewielki obszar, zwykle
ograniczający się do jednego pokoju, piętra lub budynku.
Rozszerzeniem sieci lokalnych jest sieć
kampusowa, dzięki której możliwe jest łączenie
w jedną sieć komputerów znajdujących się
w sąsiednich budynkach. Oprócz tego, że można
rozszerzyć sieć lokalną do kampusowej, można
także łączyć ze sobą wiele siei lokalnych dzięki
specjalnym urządzeniom, takim jak routery,
przekaźniki, mosty i inne.
TASK
• Trójmiejska Akademicka Sieć Komputerowa
(zwana w skrócie TASK) budowana jest systematycznie
począwszy od 1992 roku. Obecnie obejmuje swoim zasięgiem
całe Trójmiasto łącząc ze sobą sieci lokalne, w których
pracuje około 30 tys. komputerów klasy PC, stacji roboczych
oraz serwerów umożliwiających pracę kilkudziesięciu
tysiącom użytkowników. TASK jest członkiem konsorcujm
Pionier.
• Celem TASK jest świadczenie zaawansowanych usług
teleinformatycznych dla środowiska akademickiego oraz
umożliwienie dostępu do komputerów dużej mocy
obliczeniowej i oprogramowania naukowo-badawczego
znajdujących się w Centrum Informatycznym TASK
(CI TASK) oraz innych centrach superkomputerowych na
terenie kraju.
Sieci miejskie są większe od lokalnych i obejmują
swoim zasięgiem całe miasto. Tak naprawdę sieci te
zwykle nie są osobnymi sieciami, ale zbiorem
połączonych ze sobą sieci lokalnych. Zwykle
podłączenie do sieci miejskiej ma wiele zalet,
przede wszystkim zwiększenie przepustowości
danych. Jest to ważne dla dużych przedsiębiorstw,
których filie są rozrzucone po całym mieście.
Dzięki sieci miejskiej mogą bardzo szybko wysyłać
i otrzymywać dane.
Sieci rozległe są innym typem sieci.
Niemożliwe jest pociągnięcie tak wielkich
kabli, aby możliwe było połączenie
pomiędzy komputerami znajdującymi się na
przykład na terytorium całego kraju.
Dlatego aby możliwe było takie połączenie,
wykorzystuje się zwykle istniejące sieci
telefoniczne. Impulsy elektryczne
przesyłane przez taką sieć są zamieniane
na impulsy cyfrowe, które reprezentują
dane, tak samo, jak sygnały elektryczne są
zamieniane na głos w telefonach. Dzięki
temu sieci rozległe mogą łączyć ze sobą
sieci miejskie i lokalne.
Sieci rozległe często bazują na światłowodach, które są
bardziej przepustowe niż zwykłe miedziane kable.
Poza tym, aby sygnał nie zanikł i nie został zniekształcony na
dużej odległości, muszą być wykorzystane specjalne
urządzenia wzmacniające i redukujące szumy.
Takimi urządzeniami są na przykład routery, czyli specjalne
komputery bądź maszyny, które potrafią w każdej chwili
oszacować ruch, jaki panuje w sieci komputerowej.
Następnie przesyłają pakiety informacji taką ścieżką, aby
czas oczekiwania po stronie odbiorcy był jak najmniejszy.
Internet
Najważniejszą obecnie siecią globalną jest
Internet.
Sieć globalna łączy ze sobą wiele różnego rodzaju
sieci lokalnych, miejskich i rozległych.
Aby możliwe było stworzenie połączeń w tak
wielkiej sieci komputerowej, potrzebny był zbiór
zasad, które będą używane przez wszystkich
użytkowników.
Standardem stał się protokół internetowy TCP/IP
(Transport Control Protocol / Internet Protocol).
Najważniejszą rzeczą, jaką
trzeba zrozumieć jest fakt,
że topologie to struktury
logiczne, które często nie
wyglądają wcale jak "szyna",
"pierścień" czy "gwiazda".
Możliwe jest na przykład,
że cała taka topologia jest
zorganizowana w jednym
urządzeniu.
topologia gwiazdy
topologia szeregowa
topologia pierścienia
Niezależnie od modelu działania sieci, wyróżnia się też fizyczny model sieci.
Taki model nazywa się topologią.
Bardzo znaną topologią jest topologia gwiazdy, gdzie stacje robocze
podłączone są wszystkie to jednego centralizatora, zaś o sobie nic nie
wiedzą.
Inną znaną topologią jest topologia szeregowa, gdzie komputery podłączone
są do jednej magistrali danych. Informacja, aby przejść
z jednego komputera do drugiego, musi zostać przekazana dalej przez
komputery stojące na drodze z jednego punktu do drugiego.
Na podobnej zasadzie działa topologia pierścienia, z tym, że tam końce
magistrali są połączone i ruch odbywa się zwykle w jedną stronę.
Topologia szynowa
Najprostszą topologią sieciową jest topologia szynowa.
Komputery są podłączone do jednej szyny danych, zwykle
jest to długi kabel zakończony po obu stronach elementami
tłumiącymi sygnał, aby zapobiegać zakłóceniom. Rozwiązanie
takie ma swoje wady i zalety. Przede wszystkim ważne jest,
że każdy komputer w sieci pracuje niezależnie, to znaczy od
awarii jednego nie zależy los całej sieci, jak to bywa w innych
topologiach, na przykład w topologii pierścienia. Niestety,
taka sieć może naraz transmitować tylko jeden sygnał,
ponieważ jest on rozgłaszany po całym kablu. Inna transmisja
mogłaby zakłócać przebieg poprzedniej. Dlatego sieci
komputerowe oparte na technologii szynowej są raczej
powolne, mimo użycia bardzo szybkich łączy kablowych czy
światłowodowych.
Topologia szynowa cd.
Kolejną wadą tego rozwiązania jest właściwie brak
ochrony danych, ponieważ wystarczy podłączyć się
do sieci w którymś miejscu aby mieć wgląd we
wszystkie transmisje rozgłaszane przez jeden
wspólny kabel. Oczywiście trzeba też pamiętać,
że każde przerwanie kabla natychmiast prowadzi
do awarii całej sieci. Jest to uciążliwe, zwłaszcza
jeśli kabel ulegnie przerwaniu wewnątrz osłony.
Wychwycenie takiej awarii jest niezwykle trudne
i zwykle wiąże się z wymianą całej magistrali.
Topologia pierścieniowa
Topologia pierścieniowa działa na nieco innej zasadzie.
Jak wskazuje nazwa, struktura ta logicznie przypomina
pierścień. Każda stacja robocza jest jakby koralikiem
w naszyjniku. Okablowanie takiej sieci ma zwykle kształt
pierścieniowy. Kiedy jeden z terminali wysyła wiadomość,
krąży ona w kółko, zawsze w jedną stronę, dzięki czemu
możliwe jest wysyłanie kilku transmisji, które nie będą na
siebie nachodzić. Terminal wysyła informację do konkretnego
komputera. Kiedy informacja dojdzie do następnego
w kolejności komputera, sprawdza on, czy jest to informacja
do niego. Jeśli nie, puszcza ją dalej i może też puścić swoją
transmisję.
Topologia pierścieniowa
Taki sposób wymiany informacji jest stosowany zwłaszcza
w sieciach opartych na technologii
Token Ring, gdzie oprócz transmisji, w koło pierścienia krąży
także "żeton", uprawniający do przekazywania własnych
transmisji. Dlatego w jednym momencie może nadawać tylko
jeden komputer, ale transmisja krąży w sieci wraz z innymi.
W sieci Token Ring awaria jednego komputera powoduje awarię
całej sieci, ponieważ przerwany zostaje obwód. Aby temu
zapobiegać, w sieci montuje się dodatkowy pierścień zapasowy,
który w momencie awarii jednego z terminali jest uruchamiany.
W terminalach sąsiadujących z tym , który uległ awarii,
pierścienie łączą się i tworzy się nowy pojedynczy pierścień,
w którym dalej może płynąć informacja sieciowa. Niestety,
kolejnej awarii taka sieć nie potrafi przetrzymać.
Topologia gwiazdy
Kolejną ważną i często stosowaną topologią jest topologia gwiazdy.
Każdy z terminali sieciowych jest podłączony na niezależnym kablu
do centralnego odbiornika, zwanego hubem lub koncentratorem.
Koncentrator odbiera wszelkie transmisje sieciowe, sprawdza
adres, a następnie wysyła transmisję wprost do adresata. Jest to
bardzo wygodne, ponieważ naraz może się odbywać wiele transmisji.
Kolejną zaletą jest fakt, że awaria pojedynczej stacji roboczej
w żadnym stopniu nie wpływa na pracę całej sieci.
Należy jednak pamiętać, że koncentratory także ulegają awarii wtedy następuje awaria całej sieci. Ze względu na swoją prostotę,
niezawodność działania i wydajność, topologia gwiaździsta jest
chyba najbardziej popularnym schematem tworzenia sieci,
zwłaszcza niewielkich sieci lokalnych, gdzie nie potrzeba dużo kabla
dla poszczególnych komputerów.
Połączenie topologii
gwiazdy i szyny
Ostatnią ważną topologią sieciową jest swego rodzaju
połączeniem topologii gwiazdy i szyny. Może posiadać wiele
odmian. Na przykład, do jednej szyny jest podłączonych kilka
koncentratorów, albo w drugą stronę - do koncentratora
przyłączonych jest wiele szyn danych.
Topologia mieszana, jak sama nazwa wskazuje jest tworzona
przez połączenie
ze sobą sieci o różnych topologiach.
Topologia mesh
O topologii mesh mówimy w sieciach z połączeniami punkt-punkt, jeżeli
każde urządzenie ma bezpośrednie podłączenie z każdym z pozostałych
urządzeń. Z matematycznego punktu widzenia połączenia w tej sieci
tworzą graf pełny.
Sposoby łączenia komputerów
w sieci
Topologia nr 1
Topologia nr 2
Topologia nr 3
Topologia nr 4
Dopasuj typologie sieci do ilustracji
Topologia nr 1
Topologia nr 2
Topologia nr 3
Topologia nr 4
•
•
•
•
Gwiazda - skrętka, koncentryk
Pierścień - skrętka, koncentryk, światłowód
Magistrala - skrętka, koncentryk + CATV
Drzewo - CATV
• Dziś Internet jest największą siecią komputerową na świecie.
Składa się on z milionów mniejszych sieci o charakterze lokalnym,
miejskim i rozległym. Obecnie Internet jest podstawowym
źródłem informacji i potężnym medium transmisyjnym.
• Aby połączyć się z Internetem, wystarczy komputer wyposażony
w kartę sieciową, oraz porozumienie z jednym z wielu tak zwanych
dostawców internetowych.
Łączenie się z Internetem za pomocą modemu i gniazdka
telefonicznego jest już rzadko spotykane i w gruncie rzeczy
bardzo nieopłacalne.
Triumfy święcą stałe łącza internetowe - kablowe oraz radiowe.
Przedsiębiorstwa zajmujące się
dostawą usług internetowych posiadają
wiele własnych serwerów rozrzuconych
po dużym obszarze.
Kiedy zawiążemy umowę, zostajemy
podłączeni do takiego serwera, który
kontroluje nasz dostęp do sieci
globalnej.
Oprócz tego, wiele serwerów
w Internecie udostępnia użytkownikom
różne programy, aplikacje i pliki, które
można ściągać - odpłatnie lub darmowo.
Inne serwery oferują także miejsce na
swoich dyskach, po to, by użytkownik
mógł stworzyć własną stronę
internetową, trzymać niektóre pliki na
zewnętrznym serwerze czy
wykorzystywać miejsce na stworzenie
bazy danych, która powinna być
dostępna z każdego miejsca na świecie.
Najważniejszą usługą internetową jest chyba poczta elektroniczna.
Usługa ta umożliwia przesyłanie wirtualnych, elektronicznych listów
do innych użytkowników Internetu.
Każda skrzynka pocztowa posiada swój własny unikalny adres.
Zwykle składa się on z dwóch części - nazwy użytkownika oraz nazwy
komputera, na którym założona jest skrzynka.
Powiedzmy, że komputer nazywa się mojkomputer.pl, zaś nazwą
użytkownika jest „imienazwisko”. Wówczas adres pocztowy będzie
wyglądał następująco: [email protected].
Znak "@" jest nazywany „małpą”, a z angielskiego czyta się go jako
"at".
Inną ważną usługą internetową związaną z pocztą
elektroniczną są tak zwane listy dyskusyjne.
Dzięki poczcie elektronicznej możliwe jest
zapisanie się do takiej grupy i otrzymywanie
wiadomości od wszystkich jej członków.
Kiedy jeden z członków napisze coś na dany temat,
informacja ta jest rozsyłana do wszystkich
użytkowników listy.
Jest to zatem swego rodzaju forum dyskusyjne.
• IRC jest bardzo ciekawą usługą internetową. Z angielskiego
skrót ten oznacza Internet Relay Chat. Dzięki tej usłudze
możliwe jest prowadzenie internetowych pogawędek
tekstowych z różnymi ludźmi. Wielu ludzi bardzo często
używa takiej formy komunikacji.
• Obecnie IRC stracił nieco zainteresowania na rzecz różnego
rodzaju czatów internetowych oraz komunikatorów,
takich jak gadu-gadu, jednak idea nadal pozostaje ta sama można porozmawiać na różne tematy z każdym człowiekiem
na świecie bez wychodzenia z domu.
• Oczywiście IRC ma swoje ograniczenia, takie jak fakt, że
pogawędka jest tylko i wyłącznie tekstowa.
• Z tego względu komunikatory mają przewagę nad starym
dobrym IRCem, ponieważ mogą obsługiwać nowe standardy
komunikacji - głos i obraz.
Kolejną usługą, jaką chcę tu omówić jest usługa
pozwalająca na przesyłanie różnych plików pomiędzy
komputerami. Głównie używa się do tego tak zwanego
protokołu transferu plików (File Tranfser Protocol FTP). Kiedy na jakimś odległym serwerze udostępnione
są do ściągnięcia jakieś pliki, najwygodniej jest je
pobrać używając właśnie programów FTP. Jest to o wiele
bardziej efektywne niż ściąganie plików ze stron
internetowych, gdzie przepustowość jest najczęściej
żenująco niska.
Najważniejszą, prężnie rozwijającą się usługą
internetową jest WWW. Dzięki tej usłudze
możliwe jest przeglądanie stron internetowych.
Stroną internetową nazywamy zbiór dokumentów
napisanych najczęściej w tak zwanym trybie
hipertekstowym. Strony internetowe mogą być
tworzone wprost w języku hipertekstowym, jakim
jest HTML, jednak obecnie wykorzystuje się
także inne technologie, takie jak języki skryptowe
PHP czy też JavaScript, a także języki
programowania, takie jak Java.
• Ważną usługą internetową jest możliwość pracy na odległym
komputerze. Jest to tak zwana usługa Telnet, dzięki której
można tego dokonać.
• Obecnie rzadko używa się tej usługi i pozostała ona popularna
głównie w kręgach informatyków, specjalistów i administratorów
systemów komputerowych.
TERMINAL
Terminal - to urządzenie elektroniczne
złożone z monitora oraz klawiatury.
Terminale nie posiadają
oprogramowania, nie mogą więc
pracować w sposób samodzielny,
ani łączyć się do innych terminali.
System wielodostępny - to zbiór
terminali podłączonych do
centralnego komputera.
Komputer centralny ma
zainstalowane oprogramowanie
(aplikacje i system operacyjny),
z którego korzystają terminale.
STACJA ROBOCZA
Stacja robocza (ang. workstation) to komputer z oprogramowaniem,
pracujący w sieci komputerowej.
Sieć komputerowa (ang. network) - jest
zbiorem połączonych za pomocą medium
transmisyjnego stacji roboczych
(komputerów), które mogą funkcjonować
samodzielnie, komunikując się z
pozostałymi komputerami. Podstawową
różnicę w porównaniu z systemem
wielodostepnym stanowi możliwość
komunikacji stacji roboczych
(komputerów) pomiędzy sobą w obrębie
sieci.
SERWER
Serwer - komputer oferujący innym
komputerom usługi sieciowe,
m.in.:
• dostęp do plików
• dostęp do urządzeń peryferyjnych
• dostęp do aplikacji,
• dostęp do napędów
Klient - komputer odbierający
(wykorzystujący) różnorodne
usługi sieciowe, jakie oferują
serwery.
Sieciowy system operacyjny - to
system działający na serwerze,
który zarządza i steruje pracą sieci
komputerowej.
Protokół sieciowy - to zestaw
reguł sieciowych, przy pomocy
których komputery komunikują się
pomiędzy sobą.
• IP (ang. Internet Protocol), stanowiący fragment
protokołów TCP/IP
• APPN (ang. Advanced Peer-to-Peer Networking)
stworzony przez firmę IBM
• CONS (ang. OSI Connection-Oriented Network
Service)
• CLNS (ang. OSI Connectionless Network Service)
• IPX stanowiący fragment protokołów z rodziny
SPX/IPX
• Microsoft NetBEUI
• AppleTalk DDP (ang. Datagram Delivery Protocol)
Zastanówmy się jak
komputer połączony
bywa z Internetem?
•
Połączenie bezprzewodowe
wady i zalety....
Dziękuję za uwagę !
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego