Počítačové siete. Počítačové siete

Transkript

1 Počítačové siete Počítačové siete Počítačová sieť je systém vzájomne prepojených a spolupracujúcich počítačov. Medzi týmito počítačmi možno prostredníctvom siete pohodlne a rýchlo prenášať údaje. Druhy počítačov v sieti Podľa funkcie rozlišujeme v sieti dva druhy počítačov: pracovné stanice, servery (v podstate je serverom len služba poskytovaná konkrétnym počítačom ostatným účastníkom siete, spustený server ako program, aplikácia) Pracovná stanica slúži na spracovanie údajov používateľom. Je to vlastne samostatný počítač, ktorý je pripojený do siete a tak môže využívať jej služby. Server zabezpečuje chod siete. Realizuje funkcie siete a poskytuje ostatným používateľom svoje prostriedky (pamäťové miesto na svojich diskoch, tlačiarne ). Všeobecne môže byť v sieti ľubovoľný počet serverov a pracovných staníc. Ak je serverov v sieti viac, môžu sa navzájom v poskytovaní služieb a prostriedkov doplňovať. Základné časti siete Sieť pozostáva z nasledujúcich základných častí: hardvér, softvér, organizačné zabezpečenie. Hardvér siete zahrňuje všetky technické prostriedky v sieti (počítače, tlačiarne, atď.). Hardvérom sú prostriedky, ktorými je realizované vlastné prepojenie siete. Sú to hlavne sieťové adaptéry (sieťové karty), ktoré sa nachádzajú v počítačoch a zabezpečujú komunikáciu počítača s okolím a spojovacie vedenie, ktoré fyzicky zabezpečí prepojenie počítačov. Toto vedenie môže byť prakticky ľubovoľne dlhé. Pre krátke spojenia sa používajú káblové spoje, napr. koaxiálny kábel. Pre dlhšie spojenia sa dá použiť napr. telefónna sieť. Pri vlastnej realizácii sa používajú aj prídavné zariadenia ako rozbočovač (HUB), prepínač (Switch), smerovač (Router), zosilňovače signálu, modemy, atď. Sieťový softvér je programové vybavenie, ktoré v spolupráci s hardvérom siete zabezpečuje funkcie siete. U väčšiny nových operačných systémov sú sieťové funkcie už ich súčasťou. U niektorých sietí je programové vybavenie veľmi rozsiahle a je realizované ako samostatný operačný systém, ktorý je uložený a pracuje na serveroch siete, zatiaľ čo na pracovných staniciach sa spúšťa len jeho malá časť v prostredí operačného systému počítača.

2 Organizačné zabezpečenie siete zahŕňa opatrenia na zaistenie správy siete a súbor pravidiel správania sa používateľov pri používaní siete. Patrí sem zabezpečenie funkcie správcu siete, ktorý sa stará o chod a riadenie siete. Dôvody zavádzania počítačových sietí Počítačové siete prinášajú v porovnaní so samostatnými počítačmi niekoľko zásadných výhod. Najvýznamnejšie z nich sú zdieľanie údajov a prostriedkov. Zdieľanie údajov je najvýznamnejší dôvod na používanie počítačových sietí. Ide o to, že potrebné dátové súbory môže spracovávať viac používateľov súčasne. Je to umožnené tým, že dátové súbory sú uložené na serveroch siete a pripojení používatelia majú k nim prístup. Zdieľanie prostriedkov umožňuje pracovným staniciam spoločne používať prostriedky siete, ktoré ponúkajú servery siete. Najčastejšie ide o zdieľanie diskov a zdieľanie tlačiarní. Sieťové technológie zvyšujú aj spoľahlivosť informačného systému. V súvislosti so zdieľaním prostriedkov je možné, napríklad, v prípade poruchy sieťovej tlačiarne nahradiť ju inou a systém môže pracovať ďalej. Ak má používateľ svoje programy a údaje uložené na serveri, je možné v prípade poruchy pracovnej stanice pokračovať v práci na inej pracovnej stanici. Rozdelenie sietí podľa typov pripojených počítačov Podľa druhov počítačov použitých v sieti delíme siete na: homogénne, heterogénne. Homogénne siete sú také, že všetky pripojené počítače sú rovnakého druhu. Druhom počítača sa rozumie napr. sálové počítače IBM, minipočítače VAX, osobné počítače IBM PC, atď. V súčasnosti sú najviac rozšírené siete osobných počítačov IBM PC a kompatibilných. Heterogénne siete môžu obsahovať viacej druhov počítačov. Typickým predstaviteľom týchto sietí sú verejné dátové siete. Rozdelenie sietí podľa rozlohy Lokálne siete LAN (Local Area Network) sú také, pri ktorých sa nepoužívajú prostriedky pre diaľkový prenos údajov. Maximálne vzdialenosti medzi počítačmi sú rádovo stovky metrov. Väčšinou sa používajú v jednej, resp. viacerých blízkych budovách. Ale môže platiť aj výnimka, kde sú LAN siete rozsiahlejšie, ale prístup k nim majú len účastníci konkrétnej komunity. Mestské siete MAN (Metropolitan Area Network) spájajúce niekoľko vzdialených LAN. Zaberajú územie mesta, momentálne sú už prežitkom a stali sa súčasťou WAN sietí. Globálne siete WAN (Wide Area Network) používajú prostriedky pre diaľkový prenos údajov. Ich rozloha je v podstate neobmedzená. Môžu spájať počítače na väčších územiach ako napr. štátu, kontinentu alebo aj na celom svete. Tieto siete sú väčšinou heterogénne.

3 Rozdelenie sietí podľa spôsobu ukladania informácií na sieti: PEER TO PEER - uloženie údajov na všetkých počítačoch žiaden nie je dôležitejší. CLIENT TO SERVER - uloženie údajov na jednom počítači - na serveri spracovávanie informácií na jednotlivých pracovných staniciach. Architektúra file-server Na file-serveri sú umiestnené zdieľané súbory (vrátane databázových súborov). Spracovanie prebieha na používateľských staniciach. Architektúra klient/server Na file-serveri beží databázový server, ktorý zabezpečuje operácie medzi dátami. Na klientskych staniciach bežia procesy klientov, ktoré vyžadujú služby od databázového serveru.

4 Architektúra host/terminál Celé spracovanie prebieha na hostiteľskom počítači, terminály slúžia iba na komunikáciu s používateľom. Fyzická topológia Je spôsob prepojenia počítačov medzi sebou. Zariadenia používané pri budovaní sietí Sieťová karta (Network interface cards) Sieťová karta sprostredkováva komunikáciu medzi PC a sieťou. Karta musí vyhovovať požiadavkám sieťového protokolu, prístupové metódy a kabeláže. V súčasnosti je sieťová karta integrovaná na základnej doske. Parametre sieťových kariet 1.) z hľadiska počítača : typ zbernice základnej dosky PC ovládače karty funkcia WAKE-ON(vzdialené " budenie " PC po sieti)

5 2.) z hľadiska siete : štandard sieťového hardwaru typ kabeláže (konektory) typ prevádzky (fullduplexný-plný;halfduplexný-polovičný) vzdialené bootovanie systému Repeater Repeater je sieťové zariadenie, ktoré prijme signál na jednom porte, zregeneruje ho a pošle von druhým portom. Hub Hub je označovaný ako multiportový repeater. Repeater má väčšinou len dva porty, hub väčšinou 4 až 24 portov konektorov na pripojenie sieťového kábla. Hub nerobí žiadne rozhodnutia o tom, kam údaje poslať. Pošle ich ďalej všetkými portami s výnimkou toho, odkiaľ datagram prišiel. Bridge Bridge je sieťové zariadenie, ktoré robí rozhodnutie, kam poslať rámec, podľa cieľovej MAC adresy. (MAC adresa je adresa sieťového zariadenia sieťovej karty, väčšinou býva pevne určená výrobcom, podľa toho vieme identifikovať zariadenie v sieti) Bridge sa používa na rozdelenie siete na segmenty. Rozdeľuje sieť na rôzne kolízne domény. Switch Switch je sieťové zariadenie, ktoré robí rozhodnutia, kam poslať datagram, podľa cieľovej MAC adresy.

6 Po spustení je switch po určitú dobu v stave, keď nevie, na akom porte má pripojený aký počítač, resp. nemá vytvorenú väzbu medzi portom a MAC adresou pripojeného zariadenia. Ak v tejto chvíli príde datagram a switch nevie presne, kam ho poslať, pošle ho všetkými portmi s výnimkou toho, odkiaľ datagram prišiel. Z prebiehajúcej prevádzky sa switch učí, na ktorom porte je pripojené aké zariadenie. Priraďuje si porty k zdrojovým MAC adresám, ktoré sú uvedené v datagramoch, ktoré cez neho prebiehajú. Zistené informácie si ukladá do CAM (Content Adressable Memory) tabuľky. Ak vo chvíli, kedy má switch informácie o väzbách port - MAC adresa, príde datagram pre určitú cieľovú MAC adresu, pozrie sa switch do svojej CAM tabuľky a pošle datagram len tým portom, s ktorým je zviazaná cieľová MAC adresa. Switche môžu podporovať virtuálne siete - VLAN. Niektoré porty môžu patriť do jednej VLAN, iné porty do inej VLAN atd. Ak chcú počítače v rôznych VLAN spolu komunikovať, musia k tomu použiť router, ktorý prevádzku medzi rôznymi VLAN presmeruje. To môže prispievať k zvýšeniu bezpečnosti na sieti a zvýšeniu prenosovej kapacity na jednotlivých segmentoch siete. Router Router pre svoje rozhodnutia, kam poslať paket, používajú informáciu o cieľovej IP adrese obsiahnuté v datagrame.

7 Router oddeľuje siete, na dvoch portoch routra nemôže byť rovnaká sieť, pretože potom by router nevedel, na ktorý port smerovať prichádzajúci paket. Router si vedie smerovaciu tabuľku, v ktorej má informácie, akým portom sa do cieľových sietí dostane. Tieto informácie sa do smerovacej tabuľky konfigurujú buď staticky (administrátorom) alebo sa ich router učí dynamicky od ostatných routerov pomocou určitých smerovacích protokolov.