Prvky sítí shrnutí a opakování

Transkript

1 Prvky sítí shrnutí a opakování 1

2 Předmět: Téma hodiny: Třída: Počítačové sítě a systémy Shrnutí a opakování prvků sítí 3. a 4. ročník SŠ technické Autor: Ing. Fales Alexandr Software: SMART Notebook

3 Písemné opakování: Popište pojem prvky počítačové sítě. Definujte a konkretizujte pasivní a aktivní prvky počítačové sítě. Přibližte a stručně charakterizujte 6 pasivních prvků počítačových sítí. Osvětlete a stručně popište 5 aktivních prvků počítačových sítí. Konkretizujte a stručně definujte 5 dalších aktivních prvků PC sítí. 3

4 Řešení otázky 1: Hlavními prvky počítačové sítě jsou klientské stanice a server, dále tiskárny, scannery a další HW vč. SW. Počítačová síť vznikne vzájemným propojením těchto prvků, k tomu nám slouží prvky sítí. Prvky sítí se rozlišují dle působení na přenášený signál a to na pasivní a aktivní. Pasivní prvky představují prvky sítí, které pouze přenášený signál předávají dál bez žádné úpravy ani zesílení, používají se pro propojení aktivních prvků. Aktivní prvky představují prvky sítí, které přenášený signál upravují (mění) a hlavně zesilují, zvětšují tak použitelnou vzdálenost přenosového média (kabelu). 4

5 Řešení otázky 2: Hlavními prvky počítačové sítě jsou klientské stanice a server, dále tiskárny, scannery a další HW vč SW. Počítačová síť vznikne vzájemným propojením těchto prvků, k tomu nám slouží prvky sítí. Aktivní prvky představují prvky sítí, které přenášený signál upravují (mění) a hlavně zesilují, zvětšují tak použitelnou vzdálenost přenosového média (kabelu). Mezi aktivní prvky patří síťové karty (NIC), opakovače (repeater), rozbočovače (hub), převodníky (transceiver, converter), mosty (bridge), přepínače (switch), směrovače (router), brány (gateway), modemy, přístupové body (access point), klientské stanice, všechny servery, disková pole, datová úložiště (NAS) a jiné. 5

6 Řešení otázky 3: Kabeláž jde o pasivní prvek sítí, tzv. přenosové médium, sloužící k fyzickému přenosu dat (jednotlivých bitů). Umožňuje fyzické propojení všech zařízení v síti. Přenáší digitální i analogové signály. Do této skupiny patří UTP kabel (nestíněná kroucená dvoulinka), což je nejčastěji používané přenosové médium v sítích LAN a MAN. Další kabeláží jsou STP kabel (stíněná kroucená dvoulinka), ScTP kabel (částečně stíněná kroucená dvoulinka), optické kabely pro sítě MAN a WAN, dnes i páteře LAN, koaxiální kabely, dnes zejména pro přenos internetu v domácnostech po kabelové televizi, a event. sem lze zařadit bezdráty WiFi, BT, WiMAX, laser a infra. 6

7 Řešení otázky 3: Zástrčka, koncovka, konektor jde o pasivní prvek sítí, sloužící k ukončení kabelu. Nejčastější je RJ 45 konektor pro ukončení UTP, STP a ScTP kabeláže, jde o plastový 8pinový kvádr s pérkem pro zacvaknutí do RJ 45 zdířky (zásuvky). Kabel se v zástrčce uchytí pomocí krimplovacích kleští. Optické kabely mají ST, SC, LC, FC, MTRJ, E2000 a CLIP CLOP konektory. Koaxiální kabely mají konektor BNC. 7

8 Řešení otázky 3: Zdířka, zásuvka jde o pasivní prvek sítí, sloužící k ukončení kabelu vedoucího ve zdi nebo liště, resp. k připojení síťového kabelu z počítače ke kabelu vedoucího od switche (přes patch panel) ve zdi nebo liště. Zdířky jsou nejčastěji 8pinové RJ 45 pro ukončení UTP, STP a ScTP kabeláže a jsou zpravidla po dvou v jedné zásuvce pod či nad omítku nebo jsou přímo v zařízení. Zásuvka na zeď se podobá telefonní zásuvce, redukuje šum a odrazy. Kabel se do ní uchytí narážecím nožem do zářezových kontaktů. Koaxiální kabely mají koaxiální zásuvky a optické kabely optické zásuvky, nejčastěji se však ukončují přímo v rozvaděčích nebo v zařízení s patřičnou zdířkou pro daný typ konektoru (vyměnitelný modul). 8

9 Řešení otázky 3: Přepojovací panel, patch panel jde o pasivní prvek sítí, sloužící k ukončení druhé strany kabelu ze zdi či lišty, resp. se jedná o zařízení s velkou koncentrací zdířek RJ 45. Jsou 12, 24, 48 a více portové. Montují se buď do stojanů ne rackových skříní. V přední části jsou RJ 45 zdířky a v zadní části punch down bloky se zářezovými kontakty pro vytváření (propo jení) a přepojení síťových cest. Pro uchycení kabelu do zářezového bloku se používá narážecí nůž. Hlavní předností patch panelů je snadné propojování síťových celků a zařízení, dále rychlé testování, jednoduchost a přístupnost. Pro propojení přední strany se používají speciální UTP patch kabely s garantovanými přenos. parametry. 9

10 Řešení otázky 3: Rozvaděč, rack, racková skříň jde o pasivní prvek sítí, sloužící k uložení aktivních prvků (switchů, routerů, serverů, diskových polí, aj.) a pasivních prvků (patch panelů, UPS), přičemž zároveň umožňuje přehledné propojení, montáž a koncentraci síťových zařízení na jednom místě. Kabely jsou v něm vhodně vedeny v sloupcových kabelových rozvo dech nad sebou v ocelovém rámu. Na první pohled jde o plechovou uzamykatelnou skříň s prosklenými dveřmi, tím je omezen přístup k síťovým prvkům zejména u switchů místností. Racky jsou standardi zované a ve svislém směru se rozdělují do jednotek "U" (anglicky Unit) o velikosti 1,75 palce, což je 4,445 cm. Jsou 42U, 21U, 15U, 12U, 9U, 6U a 4U. 10

11 Řešení otázky 3: UPS, záložní zdroje napájení jde o pasivní prvek sítě, sloužící k zajištění dodávky el. energie pro aktivní prvky (switche, routery, servery, disková pole, aj.) v případě výpadku el. sítě nebo výrazného kolísání napětí. UPS (anglicky Uninterruptible Power Supply (Source)) je zdroj nepřerušovaného napájení. Zapojuje se mezi el. síť a chráněné síťové prvky. UPS obsahuje akumulátor, přičemž pokud je vše v pořádku, je akumulátor nabíjen přes usměrňovač až do plného nabití, při výpadku el. sítě se z něj napájí přes střídač aktivní prvky až do obnovení dodávky napětí nebo úplného vybití akumulátoru. Doba chodu odpovídá velikosti akumulátoru a odběru chráněných zařízení, pohybuje řádově v minutách až hodinách. 11

12 Řešení otázky 4: Síťová karta, NIC (Network Interface Card, event. Controller) jde o aktivní prvek sítě, sloužící k připojení koncového zařízení přes kabeláž do počítačové sítě a zajišťuje komunikaci mezi jednotlivými zařízeními. Jde o rozhraní pro připojení klientské stanice či serveru k síti. Má unikátní MAC (fyzickou) adresu uloženou v EEPROM paměti od výrobce. Pracuje na druhé (linkové, spojové) vrstvě ref. ISO/ OSI modelu. Buď je integrovaná v zákl. desce nebo má podobu externí karty nejčastěji pro PCI port. Síťové karty jsou hlavně určené pro klientské stanice a mimo to i pro servery. Tyto karty mají větší nároky (propustnost) a více portů. Pro síťové karty je určují typ přenosového média, technologie a rychlost. 12

13 Řešení otázky 4: Opakovač, zesilovač, repeater jde o aktivní prvek sítě, sloužící k zesílení, opravě, časové synchronizaci, opakování procházejícího signálu a mimo to k prodloužení dosahu kabeláže a zvětšení maximální použitelné délky kabelů. Pracuje na první (fyzické) vrstvě ref. ISO/OSI modelu. Vytváří kolizní domény, segmenty sítě. Obvykle se jedná o 2portové zařízení, kdy jedním portem signál přijme a druhým ho po zesílení popř. jiné úpravě odešle dál. 13

14 Řešení otázky 4: Rozbočovač, koncentrátor, hub jde o aktivní prvek sítě, sloužící k rozbočování signálu, větvení sítě. Jde o základní prvek hvězdicové topologie. Chová se jako multiportový opakovač, tzn. zesílí, opraví, časově synchronizuje a zopakuje signál, přičemž ho následně odešle na všechny porty, resp. všem, k němu připojeným počítačům. Jednoduše řečeno vstupní signál obnoví a vyšle ostatními porty, přičemž se nijak nepodílí na řízení provozu skrz něj. Zvětšuje max. použitelné délky kabelů. Pracuje na první (fyzické) vrstvě ref. ISO/OSI modelu. Vytváří kolizní domény, segmety sítě. V dnešní době je plně nahrazován vyšším zařízením přepínačem (switch). Half duplex. 14

15 Řešení otázky 4: Převodník, t ransceiver, c onverter jde o aktivní prvek sítě, sloužící k převodu signálu z jednoho typu na jiný typ přenosového média (např. z UTP na optický kabel nebo z bezdrátu na UTP), resp. překládá tok bitů z jednoho typu na jiný typ sítě. Transceiver je složenina dvou slov TRANSmitter a receiver (vysílač a přijímač), takže v sobě tento prvek sjednocuje funkci vysílače a přijímače přenášených signálů dle typu kabelu. Signál ještě navíc zesiluje. V současné době se zpravidla už nejedná o samostatný hardwarový prvek, nýbrž je integrován do vyšších zařízení (např. roter nebo Access Point). 15

16 Řešení otázky 4: Most, bridge jde o aktivní prvek sítě, sloužící k oddělení síťových segmentů, dále provádí filtraci paketů na základě cílové MAC adresy paketu, čímž snižuje zatížení sítě a navíc dokáže propojit 2 sítě s různými standardy. Pracuje na druhé (linkové, spojové) vrstvě ref. ISO/OSI modelu. Jde o zařízení s určitou inteligencí, zpravidla 2portové. Z počátku se chová jako opakovač, za určitou dobu se naučí rozmístění sítě ze síťového provozu. Ke svým portům si přiřadí MAC adresy počítačů v dané části sítě, čímž si vytváří tabulku portů a odpovídajících MAC adres ve své RAM paměti. Následně propouští data pouze do segmentu sítě, jemuž jsou určena. Dnes je součástí jiných aktivních prvků. Half duplex. 16

17 Řešení otázky 5: Přepínač, switch jde o aktivní prvek sítě, sloužící k propojení segmentů sítě, čímž vytváří síť, provádí filtraci a přepínání paketů na základě cílové MAC adresy paketu, čímž snižuje zatížení sítě, díky bufferování dokáže propojit části sítě s jinými přenosovými rychlostmi, odděluje komunikaci stanic od zbytku sítě a je zákl. prvkem pro vytváření virtuálních sítí. Rozmístění sítě se naučí z provozu a ke svým portům si přiřadí MAC adresy počítačů v dané části sítě, čímž si vytváří tabulku MAC adres. Pracuje na druhé (linkové, spojové) vrstvě ref. ISO/OSI modelu. Jedná se o vyšší zařízení s určitou inteligencí. Jde o vysokorychlostní multiportový most, umožňující současnou komunikaci mezi 2 porty. Full duplex. 17

18 Řešení otázky 5: Směrovač, router jde o aktivní prvek sítě, sloužící k propojení homogenních sítí (stejného protokolu). Propojuje mezi sebou sítě. Provádí filtraci, fragmentaci a směrování paketů. Vytváří si routovací (směrovací) tabulku s cestami s nejlepší "cenou" do jemu známých sítí, Blokuje broadcast. Snižuje TTL (dobu života paketu) o 1. Zahazuje pakety a generuje ICMP. Pracuje na třetí (síťové) vrstvě ref. ISO/OSI modelu. Jedná se o vyšší zařízení s určitou inteligencí. Jde o most s možností volby směru toku dat k cíli, přičemž se rozhoduje na základě IP adres. Používá se při připojování sítí k Internetu. Klasický malý router je dnes součástí kombinovaného zařízení v domácnostech. 18

19 Řešení otázky 5: Brána, gateway jde o aktivní prvek sítě, sloužící k propojení nehomogenních sítí (různého protokolu) a to na úrovni všech vrstev včetně aplikační, resp. pracuje na sedmé (aplikační) vrstvě ref. ISO/OSI modelu. Meziarchitekturová konverze je dokonalá. Rozhodování provádí na základě obsahu přenášených dat. Jedná se o vyšší zařízení s určitou inteligencí. Princip obdobný směrovači přímo připojeného k sítím jiných architektur jako např. VoIP brány, TCP/IP, SNA, sálové počítače IBM, určité formy zabezpečení nebo specifické případy. Zařízení je velmi složité a drahé, proto se s ním běžně nesetkáte. V současné době je zpravidla součástí jiných kombinovaných zařízení. 19

20 Řešení otázky 5: Modem jde o aktivní prvek sítě, sloužící k připojení účastníka k zákaznické lince, resp. k internetu, zajišťuje převod mezi digitálním a analogovým signálem, odtud je patrné jeho využití pro přenos digitálních dat z počítače skrz analogovou přenosovou trasu telefonní linky, event. koaxiální kabel kabelové televize či radiový přenos mobilní sítě GSM (UTMS), neboť moduluje digitální signál, aby šel poslat analogovou sítí, a naopak demoduluje signál z analogové sítě zpět na digitální. Slovo modem vzniklo ze dvou slov MOdulátor a DEModulátor. V současné době jde o externí zařízení a často se používají DSL routery, což jsou DLS modemy umožňující připojení více uživatelů (počítačů). 20

21 Řešení otázky 5: Přístupový bod, Access point jde o aktivní prvek sítě, sloužící k připojení klientských stanic k bezdrátové (wi fi) síti prostřednictvím elmg. vlnění, zprostředkovává komunikaci mezi jednotli vými stanicemi, přičemž se jedná o centralizovaný způsob komunikace. Buď se jedná o samostatné externí zařízení, nebo jde o počítač se síťovou kartou podporující wi fi a vhodným softwarem. Pracuje ve frekvenčních pásmech 2,4 a 5 GHz. Může mít roli bridge, kdy je bezdrátová síť součástí LAN sítě nebo routeru, kdy se jedná o samostatnou bezdrátovou síť. S použitím vhodného šifrování (např. WEP, WPA, WPA2) zajišťuje i určitou formu bezpečnosti. 21

22 Dotazy Děkuji za pozornost. Ing. Fales Alexandr 22

23 Zdroje informací Literární publikace: PUŽMANOVÁ, R. Moderní počítačové sítě oa A do Z. 2. akt. vyd. Brno: Compouter Press, ISBN: s. 430 HORÁK, J. KERŠLÁGER, M. Počítačové sítě pro začínající správce. 3. akt. vyd. Brno: Computer Press, ISBN: s. 212 TRULOVE, J. ZNAMEŇÁČEK, T. Sítě LAN. 1. vyd. Praha: Grada, ISBN: s. 384 Fotografie a obrázky: Autorem fotografií a obrázků, není li uvedeno jinak, je Ing. Fales Alexandr 23