prezentacja 1

Sieci komputerowe
Wykład 5
Sieć komputerowa - grupa komputerów lub innych urządzeń
połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia
różnych zasobów, na przykład:
• korzystania ze wspólnych urządzeń, np. drukarek, skanerów,
• korzystania ze wspólnego oprogramowania,
• korzystania z centralnej bazy danych,
• przesyłania informacji między komputerami
(komunikaty, listy, pliki).
Z punktu widzenia złożoności, sieci komputerowe można podzielić na grupy:
LAN (Local Area Network)
Jest to najpowszechniej spotykany rodzaj sieci, który składa się z
kilkudziesięciu do kilkuset komputerów połączonych w miarę możliwości
jednolitym nośnikiem. Sieci te zainstalowane są na niewielkim obszarze
(np. w jednym budynku).
WAN (Wide Area Network)
Większość sieci rozległych to kombinacje sieci lokalnych i dodatkowych
połączeń między nimi. Do określenia zasięgu i rozmiaru sieci rozległych,
stosowane są następujące terminy:
• Sieć miejska (MAN - Metropolitan Area Network)
Jest to sieć WAN obejmująca niewielki obszar geograficzny. Zasadniczo
sieci takie obejmują jedno miasto lub region.
• Sieć uczelniana (CAN - Campus Area Network)
Termin stosowany często do określania sieci WAN łączącej poszczególne
wydziały w ośrodku akademickim.
Sieć LAN
Najczęściej spotykany rodzaj sieci w firmach. Sieci te składają się z kilku do
kilkudziesięciu komputerów spiętych ze sobą w konfigurację magistralową,
opartą na kanale przewodowym w postaci np. kabla koncentrycznego, lub w
gwiazdę (jest to gwiazda logiczna, jednakże fizycznie widziana jest jako szynamagistrala), jeśli "medium" jest światłowód lub skrętka.
Sieć WAN
Przykładem tego typu sieci mogą być sieci ISDN (Integrated Services Digital
Network) - sieć cyfrowa z integracją usług. ISDN wykorzystuje łącza
telefoniczne, istniejące okablowanie sieciowe. Sieć ta daje możliwość transmisji
pięciokrotnie szybszej niż przy użyciu modemu.
Nie można także zapomnieć o sieci NASK (Naukowa i Akademicka Sieć
Komputerowa) i najbardziej chyba znanej sieci WAN, którą jest Internet.
LAN
WAN - INTERNET
Intranet - sieć komputerowa, ograniczająca się do komputerów np. w firmie
lub organizacji. Po zamontowaniu serwera, umożliwiającego korzystanie w
obrębie sieci LAN z usług takich, jak strony WWW, poczta elektroniczna etc.,
czyli usług typowo internetowych, można mówić o intranecie. Do intranetu
dostęp mają zazwyczaj tylko pracownicy danej firmy.
Intranet przypomina Internet, z tym jednak zastrzeżeniem, że jest ograniczony
do wąskiej grupy osób (np. pracowników firmy).
Kiedyś intranety działały tylko w zamkniętych sieciach wewnętrznych firm. W
obecnych czasach intranet wychodzi poza firmę (można się zalogować do
zasobów firmy z Internetu np. poprzez login i hasło lub bardziej zaawansowane
zabezpieczenia).
Ekstranet (ang. extranet) to rozwiązanie sieciowe polegające na połączeniu
dwóch lub większej liczby intranetów za pomocą protokołów sieciowych. Celem
tworzenia ekstranetów jest udostępnienie własnych zasobów wzajemnie
między organizacjami (przedsiębiorstwami) lub między nimi i ich klientami, przy
zabronieniu powszechnego dostępu z sieci Internet. Przeważnie sieć taka
występuje w firmach. W ten sposób klienci mogą się lepiej i szybciej zapoznać
z ofertą danej firmy, a firmy mogą między sobą lepiej współpracować.
Elementy tworzące sieć komputerową
• serwer sieciowy, zazwyczaj powinien to być komputer o dużej mocy
obliczeniowej, zarówno wydajnym jak i pojemnym podsystemie dyskowym
niezbędnym do przechowywania oprogramowania i danych użytkowników. Na
maszynie tej można uruchomić aplikacje realizujące usługi sieciowe, również
nazywane serwerami.
• komputery - stacje robocze, (terminale), na których instalujemy
oprogramowanie sieciowe nazywane klientem.
• media transmisji - kable miedziane, światłowody, fale radiowe.
• osprzęt sieciowy - karty sieciowe, modemy, routery, koncentratory (huby),
przełączniki (switche), access pointy.
• zasoby sieciowe - wspólny sprzęt, programy, bazy danych.
• oprogramowanie sieciowe - to programy komputerowe, dzięki którym możliwe
jest przesyłanie informacji między urządzeniami sieciowymi. Rozróżnia się trzy
podstawowe rodzaje oprogramowania sieciowego:
klient-serwer, host-terminal, peer-to-peer
Typy sieci lokalnych
• Równorzędny
• Serwerowy
Sieci równorzędne (peer-to-peer, czyli każdy-z-każdym)
Do zalet sieci równorzędnych należą prosta budowa (uruchomienie i
konfiguracja nie wymaga dużej wiedzy) oraz małe koszty (brak wydatków na
serwer z oprogramowaniem). Ponadto realizacja sieci może być wykonana
na bazie popularnych systemów operacyjnych.
klient-serwer (system użytkownik) - system, w którym serwer świadczy usługi
dołączonym stacjom roboczym. W systemie tym programy wykonywane są w
całości lub częściowo na stacjach roboczych.
host-terminal (system baza) - do komputera głównego (hosta) dołączone
zostają terminale lub komputery emulujące terminale. W systemie tym
programy wykonywane są na hoście.
Topologie fizyczne sieci lokalnych
Topologia magistrali
Topologię magistrali wyróżnia to, że
wszystkie węzły sieci połączone są ze
sobą za pomocą pojedynczego,
otwartego kabla (czyli umożliwiającego
przyłączanie kolejnych urządzeń). Kabel
taki obsługuje tylko jeden kanał i nosi
nazwę magistrali. Oba końce magistrali
muszą być zakończone opornikami
ograniczającymi, zwanymi również
często terminatorami. Oporniki te chronią
przed odbiciami sygnału.
Topologia gwiazdy
Połączenia sieci LAN o topologii
gwiazdy z przyłączonymi do niej
urządzeniami rozchodzą się z
jednego, wspólnego punktu, którym
jest koncentrator. Każde urządzenie
przyłączone do sieci w tej topologii
może uzyskiwać bezpośredni i
niezależny od innych urządzeń
dostęp do nośnika, dlatego
uszkodzenie jednego z kabli
powoduje zerwanie połączenia tylko
z jednym komputerem i nie
wywołuje awarii całej sieci.
Topologia pierścienia
W sieci o topologii pierścienia (ring) wszystkie komputery są połączone
logicznie w okrąg. Dane wędrują po tym okręgu i przechodzą przez każdą
z maszyn. W układzie fizycznym sieć pierścieniowa wygląda podobnie jak
sieć o topologii gwiazdy. Kluczową różnicą jest urządzenie połączeniowe,
nazywane wielostanowiskową jednostką połączeniową (ang. MAU MultiStation Access Unii). Wewnątrz MAU dane są przekazywane
okrężnie od jednej stacji do drugiej.
Topologia podwójnego pierścienia
W tej topologii (dual-ring) są zazwyczaj tworzone sieci FDDI (ang. Fiber Distributed Data
Interface - złącze danych sieci światłowodowych). Sieć FDDI może być wykorzystywana
do przyłączania sieci lokalnych (LAN) do sieci miejskich (MAN). Pozwala tworzyć
pierścienie o całkowitej długości sięgającej 115 km i przepustowości 100 Mb/s.
Na ruch w sieci o topologii podwójnego pierścienia składają się dwa podobne strumienie
danych krążące w przeciwnych kierunkach.
Jeden z pierścieni jest nazywany głównym (primary), drugi - pomocniczym (secondary).
W zwykłych warunkach wszystkie dane krążą po pierścieniu głównym, a pomocniczy
pozostaje niewykorzystany. Krąg ten zostaje użyty wyłącznie wtedy, gdy pierścień
główny ulega przerwaniu. Następuje wówczas automatyczna rekonfiguracja do
korzystania z obwodu pomocniczego i komunikacja nie zostaje przerwana.
Fizyczne i logiczne topologie sieci
• Fizyczna topologia to sposób, w który przewody
rzeczywiście łączą komputery
• Logiczna topologia to przepływ danych po sieci od
komputera do komputera. To rozróżnienie jest istotne,
ponieważ logiczne i fizyczne topologie mogłyby być
zupełnie inne.
Warstwowe modele sieci
• Architekturę sieci opisuje model warstwowy
• Model sieci TCP/IP (stworzonej w latach 60-tych dla Departamentu Obrony USA):
• Poziom aplikacji np. telnet, ftp NFS
• Poziom transportowy TCP UDP
• Poziom bramki IP
• Poziom sieciowy np. Ethernet, PPP
• Poziom sieciowy: kable i karty sieciowe Ethernet (lub innych sieci np. IBM Token Ring, Local Talk
itp. choć Ethernet jest obecnie najpopularniejszy) lub modemy połączone linią telefoniczną,
korzystające z protokołu PPP (Point to Point Protocol)
• Poziom bramki: protokół IP (Internet Protocol), potrafi przesyłać dane w pakietach o zmiennej
długości (nie większej niż z 65 kB), nie posiada mechanizmów kontroli błędów
• Poziom transportowy: protokół TCP (Transmission Control Protocol), w praktyce występuje razem
z protokołem IP, uzupełniając go o korekcją błędów, wysyłanie potwierdzeń dotarcia pakietów,
porządkowaniem kolejności dochodzących pakietów itp. Protokół UDP (User Datagram Protocol),
umożliwia proste przesyłanie pakietów bez potwierdzenia odbioru
• Poziom aplikacji: różne usługi, dostępne poprzez sieć - telnet, ftp, smtp (poczta elektroniczna),
nntp (grupy newsowe), http (World Wide Web) i in.
• Poziom aplikacji: NFS (Network File System) protokół udostępniania dysków sieciowych, działa w
oparciu o UDP czyli bez potwierdzenia odbioru
OSI (ang. Open System Interconnection) lub Model OSI to standard
zdefiniowany przez ISO oraz ITU-T, opisujący strukturę komunikacji
sieciowej.
Warstwy górne - aplikacji, prezentacji i sesji
Warstwy dolne
Najniższe warstwy zajmują się odnajdywaniem odpowiedniej drogi do celu,
gdzie ma być przekazana konkretna informacja. Dzielą również dane na
odpowiednie dla urządzeń sieciowych pakiety określane często skrótem
PDU (ang. Protocol Data Unit). Dodatkowo zapewniają weryfikację
bezbłędności przesyłanych danych. Ważną cechą warstw dolnych jest
całkowite ignorowanie sensu przesyłanych danych. Dla warstw dolnych nie
istnieją aplikacje, tylko pakiety (ramki) danych. Warstwy dolne to warstwa
transportowa, sieciowa, łącza danych oraz fizyczna.
Adres IP (Internet Protocol address) to unikatowy numer
przyporządkowany urządzeniom sieci komputerowych, protokół IP.
Adresy IP są wykorzystywane w Internecie oraz sieciach lokalnych.
Adres IP zapisywany jest w postaci czterech oktetów w postaci
dziesiętnej oddzielonych od siebie kropkami, np. adres IP:
207.142.131.236 lub 85.147.58.245
MAC (ang. Media Access Control)
• sprzętowy adres karty sieciowej Ethernet i Token Ring, unikalny w skali
światowej, nadawany przez producenta danej karty podczas produkcji.
• Podwarstwa warstwy Łącza Danych modelu OSI pełni następujące
funkcje:
• kontrola dostępu do medium transmisyjnego
• ochrona przed błędami
• adresowanie celu
• kontrola przepływu pomiędzy stacją końcową a urządzeniami sieciowymi
• filtrowanie ramek w celu redukcji propagacji w sieciach LAN i MAN.
HARDWARE
Karta sieciowa, wejścia BNC (koncentryk) i RJ-45 (skrętka)
PCMCIA (ang. Personal Computer Memory Card International Association) to
międzynarodowe stowarzyszenie producentów kart pamięci dla komputerów
osobistych. Celem organizacji jest wprowadzenie i rozwijanie
międzynarodowego standardu kart rozszerzeń dla komputerów przenośnych.
Sieć bezprzewodowa WLAN (ang. Wireless LAN) – sieć lokalna
zrealizowana bez użycia przewodów.
Bezprzewodowa karta sieciowa PCI TP-Link TL-WN551G 54 Mbps jest zgodna
ze standardem 802.11g oraz 802.11b. Umożliwia bezprzewodowe podłączenie
komputera do sieci lokalnej LAN. Wykorzystuje bezprzewodową technologię
RF (Radio Frequency) do wysyłania i odbioru danych.
Miniaturowa bezprzewodowa karta sieciowa:
oprócz bezprzewodowych standardów 802.11g (54
Mbit/s) i 802.11b (11 Mbit/s), FRITZ!WLAN USB Stick
obsługuje także wersję turbo 802.11g++ oferującą
przepustowość 125Mbit/s.
HP iPAQ Pocket PC h4150 - komputer przenośny
• jest wyposażony w kartę WLAN i moduł Bluetooth to
może oznaczać tylko, że e-maile można wysyłać,
chodząc nawet ulicami.
• Porty komunikacyjne: WLAN 802.11b, Bluetooth, IrDA
• Procesor: Intel Xscale 400 MHz
• Pamięć operacyjna: 64 MB SDRAM, 32 MB FlashROM
• System operacyjny: Windows Mobile 2003 Premium do
Pocket PC
Zalety kabla koncentrycznego
Potrafi obsługiwać komunikację w pasmach o dużej szerokości bez
potrzeby instalowania wzmacniaków. Kabel koncentryczny był
pierwotnym nośnikiem sieci Ethernet.
Wady kabla koncentrycznego
Kabel koncentryczny jest dość wrażliwą strukturą. Nie znosi ostrych
zakrętów
ani nawetczęsto
łagodnie
przykładanej
siły gniotącej.
Jego struktura
Kabel
koncentryczny,
nazywany
"koncentrykiem",
składa
ulega
uszkodzeniu, co(czyli
powoduje
bezpośrednie
pogorszenie
sięłatwo
z dwóch
koncentrycznych
współosiowych)
przewodów.
transmisji
Kabel
ten jestsygnału.
dosłownie współosiowy, gdyż przewody dzielą
wspólną
oś. Najczęściej
spotykany
rodzaj kabla
Dodatkowymi
czynnikami
zniechęcającymi
dokoncentrycznego
stosowania kabli
składa
się z pojedynczego
przewodu
miedzianego,
znajdującego
koncentrycznych
są ich koszt
i rozmiar.
Okablowanie
koncentryczne jest
siędroższe
w materiale
izolacyjnym.
Izolator (lub
inaczej dielektryk)
jest złożoną
aniżeli
skrętka dwużyłowa
ze względu
na jego bardziej
okolony
innym
cylindrycznie
którymz tym,
budowę.
Gruby
koncentrykbiegnącym
ma 12 mmprzewodnikiem,
średnicy. W związku
może
być przewód
lity lub
pleciony,
otoczony
z kolei
następną kablowych,
zużywa
on olbrzymią
ilość
miejsca
w kanałach
i torowiskach
warstwą
którymiizolacyjną.
prowadzone są przewody. Niewielka nawet koncentracja
urządzeń przyłączonych za pomocą kabli koncentrycznych zużywa całe
miejsce, którym przewody mogą być prowadzone.
Zalety skrętki
Skrętka
(od
ang. twisted-pair
wire) jest
Do zalet
można
zaliczyć przede
towszystkim
rodzaj kabla
sygnałowego
(służącego
dużą
prędkość transmisji
do
przesyłania
informacji),
który
(do
1000 Mb/s),
łatwe diagnozowanie
zbudowany
jednej lub więcej
par
uszkodzeńjest
orazz odporność
sieci na
skręconych
z sobą(przerwanie
przewodówkabla
poważne awarie
miedzianych,
przy
czym każda
par
unieruchamia
najczęściej
tylkoz jeden
posiada
inną długość skręcenia w celu
komputer).
obniżenia zakłóceń wzajemnych,
Wady skrętki
zwanych
przesłuchami. Niestety
skręcenie
przewodów
powoduje
Wada skrętki
to mniejsza
długość
równocześnie
zawężenie
pasma
kabla łączącego
najodleglejsze
transmisyjnego.
maszyny pracujące w sieci, niż jest to
możliwe w innych mediach
stosowanych w Ethernecie.
Nieekranowanej skrętki nie należy
ponadto stosować w miejscach
występowania dużych zakłóceń
elektromagnetycznych. Kabel ten ma
także bardzo niską odporność na
uszkodzenia mechaniczne.
Zalety kabla światłowodu
• Nie powodują interferencji elektrycznej w innych kablach, ani też nie są na nią podatne
• Impulsy świetlne mogą docierać znacznie dalej niż w przypadku sygnału w kablu
miedzianym
• Światłowody mogą przenosić więcej informacji niż za pomocą sygnałów
Do
łączenia sieci komputerowych używa
elektrycznych
się również giętkich włókien szklanych,
• Inaczej niż w przypadku prądu elektrycznego, gdzie zawsze musi być para przewodów
przez
które
są przesyłane
z
połączona
w dane
pełen obwód,
światło przemieszcza
się z jednego komputera do drugiego
wykorzystaniem
światła.
poprzez pojedyncze
włóknoCienkie włókna
szklane zamykane są w plastikowe
Wady
światłowodu
osłony,kabla
co umożliwia
ich zginanie nie
powodując
łamania.
Nadajnik na
jednymjest specjalny sprzęt do ich łączenia, który
• Przy instalowaniu
światłowodów
konieczny
końcu
światłowodu
wyposażony
jest w przechodzenia przez nie światła
wygładza
końce włókien
w celu umożliwienia
diodę świecącą lub laser, które służą do
• Gdy włókno zostanie złamane wewnątrz plastikowej osłony, znalezienie miejsca
generowania impulsów świetlnych
zaistniałego problemu jest trudne
przesyłanych włóknem szklanym.
•Odbiornik
Naprawa złamanego
trudna ze względu na konieczność użycia
na drugim włókna
końcu jest
używa
specjalnego
sprzętu
do łączenia
światłoczułego
tranzystora
dodwu włókien tak, aby światło mogło przechodzić przez
miejsce łączenia
wykrywania tych impulsów.
Koncentrator (ang. hub) - urządzenie łączące wiele komputerów w
sieci o topologii gwiazdy. Koncentrator najczęściej podłączany jest do
komputera głównego (serwera, często podłączonego do Internetu),
zaś do koncentratora podłączane są komputery będące stacjami
roboczymi. Do połączenia najczęściej wykorzystuje się kabel UTP
skrętka kategorii 5.
Przełącznik (przełącznica, komutator, także z ang. switch) – urządzenie
łączące segmenty sieci komputerowej, jego zadaniem jest przekazywanie
ramek między nimi.
Mosty i koncentratory a switch
Przełącznik określa się też mianem wieloportowych mostów lub inteligentnych
koncentratorów:
• przekazuje ramki wyłącznie do docelowego segmentu sieci (podobnie do
mostu, w przeciwieństwie do koncentratora),
• umożliwia połączenie wielu segmentów sieci w gwiazdę (podobnie do huba, w
przeciwieństwie do mostu ograniczonego do dwóch segmentów),
• działa w trybie dupleks (w przeciwieństwie do koncentratora).
Router (poloniz. ruter, trasownik) – urządzenie sieciowe pracujące w trzeciej
warstwie modelu OSI, pełniące rolę węzła komunikacyjnego. Proces kierowania
ruchem nosi nazwę routingu, routowania, rutowania lub trasowania.
Pierwsze routery z lat sześćdziesiątych były komputerami ogólnego
przeznaczenia. Choć w roli routerów można używać zwykłych komputerów, to
nowoczesne modele są wysoce wyspecjalizowanymi urządzeniami, w których
interfejsy sieciowe połączone są bardzo szybką magistralą wewnętrzną.
Nowoczesne routery zaczynają więc przypominać centrale telefoniczne, obie te
technologie coraz bardziej się upodabniają, dlatego prawdopodobnie wkrótce
się połączą.
Transceiver – urządzenie służące do zamiany sygnału przesyłanego
przez np. światłowód na kabel miedziany lub odwrotnie. Przykładem może być
zamiana Ethernetu 100FX (światłowód) na Ethernetu 100TX (skrętka-miedź).
Zwykle stosuje się je tam, gdzie trzeba przesłać sygnał na znaczne odległości,
bez użycia droższego sprzętu, który dokonywałby zamiany protokołu, np.
połączenie dwóch sieci bazujących na technologii miedzianej Ethernet.
Transceiver dla Ethernetu (lub ATM czy SONET/SDH) działa zwykle na dwóch
włóknach (nadawanie i odbiór osobno) lub też na jednym włóknie – wtedy do
nadawania wybierana jest inna długość fali (np. nadawanie 1330 nm, odbiór
1510 nm).
Standardy
Różne organizacje latami opracowują standardy dotyczące tego, w
jaki sposób urządzenia elektroniczne wysyłają dane, wymieniają się
z nimi i jak radzą sobie w przypadku wystąpieniu problemów.
Oto kilka standardów.
• Token ring
• Ethernet
• FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
• WLAN (WiFi)
Sieć Token Ring
Pierścienie zostały wyparte przez sieci
Token Ring firmy IBM, które z czasem znormalizowała specyfikacja IEEE 802.5.
Sieci Token Ring odeszły od połączeń międzysieciowych każdy-z-każdym na
rzecz koncentratorów wzmacniających. Wyeliminowało to podatność sieci
pierścieniowych na zawieszanie się dzięki wyeliminowaniu konstrukcji każdy-zkażdym. Sieci Token Ring, mimo pierwotnego kształtu pierścienia (ang. ring pierścień), tworzone są przy zastosowaniu topologii gwiazdy i metody dostępu
cyklicznego.
Token w takiej sieci przesyłany jest do kolejnych punktów końcowych, mimo że
wszystkie one są przyłączone do wspólnego koncentratora. Dlatego pojawiają
się określenia sieci Token Ring jako mających "logiczną" topologię pierścienia,
pomimo tego, że fizycznie ujęte są one w kształcie gwiazdy.
Ethernet
to standard wykorzystywany w budowie głównie lokalnych sieci
komputerowych. Obejmuje on specyfikację kabli oraz przesyłanych nimi
sygnałów. Ethernet opisuje również format ramek i protokoły z dwóch
najniższych warstw Modelu OSI. Jego specyfikacja została podana w
standardzie 802.3 IEEE. Ethernet jest najpopularniejszym standardem w
sieciach lokalnych. Inne wykorzystywane specyfikacje to Token Ring, FDDI czy
Arcnet. Ethernet został opracowany w Xerox PARC czyli ośrodku badawczym
firmy Xerox i opublikowany w roku 1976. Ethernet bazuje na idei węzłów
podłączonych do wspólnego medium i wysyłających i odbierających za jego
pomocą specjalne komunikaty (ramki). Ta metoda komunikacji nosi nazwę
CSMA/CD (ang. Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
Wczesne wersje Ethernetu – przykłady:
• 10BASE5 zwana też ang.Thicknet albo "gruby koncentryk" - standard z 1980 roku
IEEE 802.3 używający grubego (12 mm) kabla koncentrycznego o impedancji falowej 50
Ohm. Umożliwiał budowę segmentów o długości do 500 m. Obecnie już nie stosowany,
ale czasami można spotkać jeszcze pracujące instalacje. Pracował z szybkością 10
Mb/s.
• 10BROAD36 – przestarzały, pracował na 75 Ohm kablu TV.
Wersje 10 Mbit/s – przykłady:
• StarLAN 10 - pierwsza implementacja kabla typu 'skrętka' przy szybkości 10 Mbit/s.
• FOIRL - (ang. Fiber-optic inter-repeater link) –
pierwotny standard Ethernetu za pomocą światłowodu.
Fast Ethernet – przykłady:
• 100Base-TX - podobny do 10BASE-T, ale z szybkością 100Mb/s. Wymaga 2 par
skrętki kategorii 5. Obecnie jeden z najpopularniejszych standardów sieci opartych na
'skrętce'.
• 100Base-FX - Ethernet 100Mb/s za pomocą włókien światłowodowych
wielomodowych. Zasięg rozwiązania wynosi do 2km.
Gigabit Ethernet – przykłady:
• 1000BASE-T - 1 Gb/s na kablu miedzianym -popularnej skrętce kat. 5 lub wyższej.
Ponieważ kabel kategorii 6 może bez strat przenosić do 125 Mbit na sekundę,
osiągniecie 1000 Mb/s wymaga użycia czterech par przewodów oraz modyfikacji
układów transmisyjnych dającej możliwość transmisji ok. 250Mb/s na jedną parę
przewodów w skrętce.
• 1000BASE-SX - 1 Gb/s na światłowodzie (do 550 m).
10 Gigabit Ethernet – przykłady:
• 10GBASE-SR - 10 Gb/s przeznaczony dla światłowodów wielomodowych o
maksymalnym zasięgu od 26 do 82 m (przy 850nm). Umożliwia także zasięg 300 m na
nowych światłowodach wielomodowych 2000MHz/km.
• 10GBASE-T – najnowszy standard w tej kategorii. Umożliwia transmisję o prędkości 10
Gb/s na odległość 100 m kablem nieekranowanym UTP kategorii 6a/7. Możliwe jest
również wykorzystanie kabla kategorii 6 – wtedy maksymalna długość kabla nie powinna
przekraczać 55m.
100 Gigabit Ethernet
23 XI 2006 r. naukowcy z IEEE rozpoczęli prace nad opracowaniem technologii, która
umożliwiałaby wprowadzenie nowego standardu sieci Ethernet o prędkości do 100 Gb/s.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) jest popularnym rodzajem
sieci lokalnej, która ma większą przepływność niż Ethernet.
FDDI jest standardem dla kabli światłowodowych. Zapewnia transmisję z
szybkością 100 Mbit/s, wykorzystując topologię podwójnego pierścienia.
Pozwala na przyłączenie do 500 węzłów przy maksymalnej długości 100
km. Posiada podwójny przeciwbieżny obieg danych , a co za tym idzie odporność na awarie. W razie uszkodzenia lub zerwania przewodu pierścień
rekonfiguruje się automatycznie. Niektóre ze stacji (DAS - Dual Attached
Station) przyłączone są do pierścienia dwukrotnie, inne (SAS - Single
Attached Station) jeden raz - przez koncentrator.
Parametry:
• Przepływność: 100 Mb/s
• Metoda dostępu: Token Passing
• Medium transmisyjne: kabel światłowodowy (jedno- i wielomodowy)
• Topologia: podwójny pierścień (ang. Dual Ring)
Sieci radiowe Wireless LAN
Po sukcesie telefonów komórkowych kwestią czasu było wprowadzenie sieci
bezprzewodowych, opierających się na podobnych zasadach. I tak w 1997 roku
organizacja IEEE ustanowiła normę 802.11 definiującą "radiowy ethernet"
znany pod nazwą Wireless LAN (WLAN).
Na mocy rozporządzenia Ministerstwa Infrastruktury z dnia 6 sierpnia 2002
częstotliwość 2,4GHz została zwolniona z wszelkich opłat, można więc
korzystać z sieci WLAN bez żadnych ograniczeń.
Zalety sieci WLAN
• Jest prosta w montażu.
• Łatwa diagnoza usterki.
• Daje duże możliwości rozbudowy (modularność).
• Nieograniczona swoboda poruszania się.
• Nie wymaga okablowania.
• Można ją (przynajmniej teoretycznie) połączyć z kablową
siecią LAN.
• Anteny kierunkowe pozwalają osiągnąć znaczny zasięg
sieci.
• Brak konieczności podłączania jakichkolwiek kabli
podczas przyłączania stacji roboczej do sieci.
Wady sieci WLAN
• Jest bardzo droga.
• Jest bardzo wolna.
• Na drodze sygnału nie
powinno być żadnych
przeszkód.
• Rozwiązania różnych
producentów rzadko kiedy
są ze sobą kompatybilne.
standardy sieci WLAN:
• Pierwszy z nich zgodny z normą IEEE 802.11 pozwala na osiągnięcie
maksymalnej przepustowości 2Mb/s.
Ogólnie przyjmuje się wartość zasięgu 30-60 m w pomieszczeniach
zamkniętych i do kilku set metrów na otwartej przestrzeni. Dzisiaj rzadko już
stosowana, nadaje się wyłącznie do udostępniania Internetu.
• Popularna obecnie modyfikacja IEEE 802.11b zezwala na transmisję z
prędkością 11Mb/s w promieniu 25m w pomieszczeniach zamkniętych.
• Nowością jest specyfikacja 802.11g zezwalająca na pracę do 54Mbit/s
nadal w częstotliwości 2,4Ghz.
Struktura sieci WLAN
Cóż to jest WLAN? Najprościej mówiąc jest to zespół urządzeń komunikujących
się ze sobą drogą radiową za pomocą specjalnych adapterów nadawczo
odbiorczych. Zasadniczo wyróżniamy trzy struktury sieci radiowych ze względu
na ich organizację, oto one:
IBSS (Independet Basic Service Set) - sieć niezależna; w tym elementarnym
przypadku do stworzenia sieci potrzebne są dwie rzeczy: komputer i radiowa
karta sieciowa. Każda stacja nadawczo odbiorcza posiada ten sam priorytet i
komunikuje się z innymi komputerami bezpośrednio, bez żadnych dodatkowych
urządzeń aktywnych kierujących ruchem w LAN-ie.
BSS (Basic Service Set) - sieć zależna; konfiguracja (IBSS) jest wystarczająca
w przypadku małych, tymczasowych i niezorganizowanych sieci. Co jednak się
stanie jeśli zapragniemy połączyć ją z kablową instalacją np. 10Base-T lub też
zwiększyć zasięg poruszania się stacji roboczych? Tutaj konstruktorzy
proponują urządzenie zwane HUB-em AP (Access Point, punkt dostępu,
koncentrator radiowy różnie to zwą ale chodzi o to samo).
ESS (Extended Service Set) - sieć złożona; powstaje podczas połączenia ze
sobą co najmniej dwóch podsieci BSS.
K
Radiowy most między 2 blokami
|
|
{
Serwer
} -
K--HUB----{
|
}
{Kabel
--
{
- -- -
{
Radio} -
- -
Serwer
}
}----K---K--K
{Radio
Kabel}
|
K
Fale
BLOK 1
radiowe
BLOK 2
--------------------------------------------------------------------------
Łącze punkt-wielopunkt
-------okrąg-------
K
/
|
o R=100m
\
/
antena
/
kierunkowa
podłączenie Internetu na osiedlu
\
\
/
K
K
\
|
K
|
|
|
antena
kierunkowa
{
K
|
\
Serwer
}
{ karta LAN
}
{
}
{
|
K
AP-Antena dookolna }
\
/
/
\
K
\
|
|
|
antena
| kierunkowa
Legenda
|
K
komputer
---
standardowe okablowanie
Radio
adapter WLAN
Kabel
kablowa karta sieciowa
/
/
--------------------
K
Wi-Fi (lub Wi-fi, WiFi, Wifi, wifi) (ang. "Wireless Fidelity" –
bezprzewodowa dokładność) to zestaw standardów stworzonych
do budowy bezprzewodowych sieci komputerowych.
Szczególnym zastosowaniem WiFi jest budowanie sieci lokalnych
opartych na komunikacji radiowej, czyli WLAN
(ang. wireless local area network).
Hotspot (ang. hot spot - "gorący punkt") to otwarty i dostępny
publicznie punkt dostępu umożliwiający dostęp do Internetu za
pomocą sieci bezprzewodowej (WiFi).
Bluetooth (ang. "niebieski ząb", przybliżona wymowa: blu-tuf), darmowy
standard opisany w specyfikacji IEEE 802.15.1. Jest to technologia
bezprzewodowej komunikacji krótkiego zasięgu pomiędzy różnymi
urządzeniami elektronicznymi, takimi jak klawiatura, komputer, laptop,
palmtop, telefon komórkowy i wieloma innymi. Specyfikacja informuje o
zasięgu około 10 m, choć w praktyce, w otwartym terenie, może on wynieść
nawet do 200 m. Używa fal radiowych w paśmie ISM 2,4 GHz.
Bluetooth, został zaprojektowany, aby "zjednoczyć" różne technologie jak:
komputery, telefonię komórkową, drukarki, aparaty cyfrowe.
Połączenia w podczerwieni IrDA ( ang. Infrared Data Association)
IrLAN – protokół dostępu do sieci LAN, który umożliwia: dołączenie komputera
do sieci LAN poprzez urządzenie dostępowe – popularne np. w Japonii;
połączenie do sieci LAN poprzez inny komputer już połączony – w tym
przypadku oba komputery współdzielą adres MAC; komputer połączony za
pomocą IrLAN jest widziany wtedy jako zasób na komputerze stacjonarnym;
utworzenie sieci LAN z dwóch komputerów łączących się ze sobą. Są jeszcze
protokoły: IrOBEX – do wymiany plików, TinyTP – zapewniający niezawodność
transmisji. Wymienione protokoły, istotne z punktu widzenia użytkownika, są
nieobowiązkowe implementuje się je zależnie od potrzeb, co pozwala
zmniejszyć koszty rozwiązań.
PROTOKOŁY
Protokoły komunikacyjne to zbiór ścisłych reguł i kroków postępowania,
które są automatycznie wykonywane przez urządzenia komunikacyjne w celu
nawiązania łączności i wymiany danych. Dzięki temu, że połączenia z
użyciem protokołów odbywają się całkowicie automatycznie typowy
użytkownik zwykle nie zdaje sobie sprawy z ich istnienia i nie musi o nich nic
wiedzieć.
• procedury powitalnej (tzw. "handshake"),
• właściwego przekazu danych
• procedury analizy poprawności przekazu
TCP - Transmission Control Protocol
Aplikacje, dla których istotne jest, żeby dane niezawodnie dotarły do celu,
wykorzystują protokół TCP. Zapewnia on prawidłowe przesyłanie danych we
właściwej kolejności. Nie zastępuje on protokołu IP, lecz wykorzystuje jego
właściwości do nadawania i odbioru.
TCP jest niezawodnym protokołem transmisyjnym, zorientowanym
połączeniowo. Komputer po upływie określonego czasu wysyła dane
ponownie aż do chwili, gdy otrzyma od odbiorcy potwierdzenie, że zostały
poprawnie odebrane.
IP (ang. Internet Protocol) to protokół komunikacyjny używany
powszechnie w Internecie i sieciach lokalnych.
Dane w sieciach IP są wysyłane w formie bloków określanych
mianem pakietów. W przypadku protokołu IP, przed rozpoczęciem
transmisji nie jest zestawiana wirtualna sesja komunikacyjna
pomiędzy dwoma hostami, które nie komunikowały się ze sobą
wcześniej.
Protokół IP jest protokołem zawodnym - nie gwarantuje, że pakiety
dotrą do adresata, nie zostaną pofragmentowane, czy też
zdublowane, a ponadto mogą dotrzeć do odbiorcy w innej kolejności
niż zostały nadane. Niezawodność transmisji danych jest
zapewniana przez protokoły warstw wyższych (np. TCP),
znajdujących się w hierarchii powyżej warstwy sieciowej.
Działanie DHCP
Sieci podlegają stałym przemianom - przybywa nowych komputerów, mobilni
użytkownicy logują się i wylogowują. Ręczna konfiguracja sieci wymagałaby
nieprawdopodobnego nakładu pracy. Protokół DHCP (Dynamic Host
Configuration Protocol) rozwiązuje ten problem poprzez dynamiczne
przydzielanie adresów IP.
W sieci opartej na protokole TCP/IP każdy komputer ma co najmniej jeden
adres IP i jedną maskę podsieci; dzięki temu może się komunikować z innymi
urządzeniami w sieci. Centralne przydzielanie adresów za pomocą
wydzielonego komputera opłaca się już w małej sieci. Administrator uzyskuje
w ten sposób kilka korzyści od razu. Konserwacja sieci wymaga mniej czasu,
ponieważ odpadają manipulacje przy poszczególnych klientach. Konflikty
adresów należą do przeszłości, ponieważ serwer DHCP steruje centralnie
przydzielaniem adresów IP.
PPP (ang. Point to Point Protocol) jest protokołem używanym najczęściej przy
połączeniach modemowych (połączenia dodzwaniane, ang. dial-up). PPP może
być również skonfigurowany na interfejsie szeregowym asynchronicznym i
synchronicznym. Służy również do prostego zestawiania tuneli. PPP jest
stosowany w technologii WAN.
UDP - User Datagram Protocol
Protokół UDP zapewnia protokołom wyższego rzędu zdefiniowaną usługę
transmisji pakietów danych, zorientowanej transakcyjnie. Dysponuje
minimalnymi mechanizmami transmisji danych i opiera się bezpośrednio na
protokole IP. W przeciwieństwie do TCP nie gwarantuje kompleksowej
kontroli skuteczności transmisji, a zatem nie ma pewności dostarczenia
pakietu danych do odbiorcy, nie da się rozpoznać duplikatów, ani nie można
zapewnić przekazu pakietów we właściwej kolejności.
Transmisja danych w sieciach komórkowych
• WLAN
• General Packet Radio Service (GPRS) - technologia, która stosowana jest w sieciach
GSM do pakietowego przesyłania danych. Oferowana w praktyce prędkość transmisji
rzędu 30-80 kb/s umożliwia korzystanie z Internetu lub z transmisji strumieniowej
audio/video. Inną zaletą tej technologii jest fakt, że użytkownik płaci za faktycznie
wysłaną lub odebraną ilość bajtów, a nie za czas, w którym połączenie było aktywne.
GPRS nazywane jest często technologią 2.5 G, ponieważ stanowi element ewolucji
GSM (jako telefonii komórkowej drugiej generacji) do sieci w standardzie 3G.
• EDGE (skrót od ang. Enhanced Data rates for GSM Evolution) to technologia
używana w sieciach GSM do przesyłania danych. Jest ona rozszerzeniem dla
technologii GPRS (oprócz nazwy EDGE używa się też terminu EGPRS - Enhanced
GPRS), poprawiony został w niej interfejs radiowy, dzięki czemu uzyskano około
trzykrotne polepszenie przepływności (w większości obecnych systemów teoretycznie
do 236.8 kbit/s) oraz możliwość dynamicznej zmiany szybkości nadawania pakietów w
zależności od warunków transmisji.
• High-Speed Downlink Packet Access lub HSDPA jest protokołem telefonii mobilnej.
Określany czasem terminem 3.5G (lub "3½G"). Jest usługą bazującą na dostępie
pakietowym na łączu w dół w oparciu o technologię WCDMA z maksymalną
przepustowością do 8-10 Mbit/s w paśmie o szerokości 5 MHz.
Źródła
Komar, B. (2002). TCP/IP dla każdego. Gliwice: Helion
Sportac, M. (1999). Sieci komputerowe, księga eksperta. Gliwice: Helion
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl/index.html
http://pl.wikipedia.org/
http://klub.chip.pl/atom/radio/wlan_teoria.html
http://www.free.of.pl/p/plochu/sieciLan.htm