S í t ě. PDF vytvořeno zkušební verzí pdffactory Pro

Transkript

1 S í t ě Pčítačvá síť je suhrnné značení pr technické prstředky, které realizují spjení a výměnu infrmací mezi pčítači. Umžňují tedy uživatelům kmunikaci pdle určitých pravidel, za účelem sdílení využívání splečných zdrjů neb výměny zpráv. Histrie sítí sahá až d 60. let 20. stletí, kdy začaly první pkusy s kmunikací pčítačů. V průběhu vývje byla vyvinuta celá řada síťvých technlgií. V pslední dbě jsu všechny sítě pstupně spjvány d glbální celsvětvé sítě Internet, která pužívá sadu prtklů TCP/IP. Síťvá architektura: Síťvá architektura představuje strukturu řízení kmunikace v systémech, tj. suhrn řídících činnstí umžňujících výměnu dat mezi kmunikujícími systémy. Kmunikace a její řízení je slžitý prblém, prt se pužívá rzdělení tht prblému d něklika skupin, tzv. vrstev. Členění d vrstev dpvídá hierarchii činnstí, které se při řízení kmunikace vyknávají. Každá vrstva sítě je definvána službu, která je pskytvána susední vrstvě vyšší; a funkcemi, které vyknává v rámci prtklu. Řízení kmunikace služí ke splupráci kmunikujících prvků, tat splupráce musí být krdinvána pmcí řídících údajů. Krdinaci zajišťují prtkly, které definují frmální stránku kmunikace. Prtkly jsu tedy tvřeny suhrnem pravidel, frmátů a prcedur, které určují výměnu údajů mezi dvěma či více kmunikujícími prvky. Architektura tevřených systémů (Open Systems Architecture, OSA) byla nrmalizvána rganizací ISO, která vytvřila referenční mdel OSI. Prakticku realizací vrstvvé síťvé architektury je sada prtklů TCP/IP, i když nedpvídá přesně referenčnímu mdelu ISO. Typy sítí: Obecný příklad napjení LAN přes chranný Firewall na vnější síť WAN. Sítě můžeme klasifikvat pdle různých hledisek. Např. pdle přepjvání dělíme sítě na kmutační sítě, tj. s přepjváním kruhů (např. telefnní síť, ISDN) a paketvé sítě s přepjváním paketů (např. ATM).

2 Obecný příklad napjení LAN přes chranný Firewall na vnější síť WAN. Pdle druhu přenášených signálů můžeme sítě rzdělit na analgvé a digitální. Nejzajímavější jsu ale typy sítí z hlediska rzlehlsti a účelu. Z hlediska rzsahu můžeme sítě rzdělit na tři základní skupiny: LAN - Lcal Area Netwrk, lkální sítě. Spjují uzly v rámci jedné budvy neb něklika blízkých budv, vzdálensti stvky metrů až km (při pužití ptiky). Nejčastěji je dnes pužívána technlgie Ethernet. MAN - Metrplitan Area Netwrk, Metrplitní sítě. Prpjují lkální sítě v městské zástavbě, služí pr přens dat, hlasu a brazu. Spjuje vzdálensti řádvě jedntek až desítek km. WAN - Wide Area Netwrk - rzsáhlé sítě. Spjují LAN a MAN sítě s půsbnstí p celé zemi neb kntinentu, na libvlné vzdálensti. PAN (Persnal Area Netwrk, sbní síť), který ppisuje velice malu pčítačvu síť (například Bluetth, IrDA neb ZigBee), kteru člvěk pužívá pr prpjení jeh sbních elektrnických zařízení, jakými jsu např. mbilní telefn, PDA, ntebk apd. - LAN Lkální sítě prpjují kncvé uzly typu pčítač, tiskárna, server. LAN jsu vždy v sukrmé správě a půsbí na malém území. Připjená zařízení pracují v režimu bez navazvání spjení, sdílí jeden přensvý prstředek (drát, radivé vlny), ke kterému je umžněn mnhnásbný přístup. Přensvé rychlsti LAN začínají na desítkách Mbit/s, nejnvější technlgie umžňují přens s rychlstí až jedntky Gbit/s.

3 Mezi lkální sítě patří: Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet (IEEE 802.3) Arcnet (už mrtvá technlgie) Tken Bus (IEEE 802.4) Tken Ring (IEEE 802.5) IsEthernet (IEEE 802.9) Bezdrátvé sítě (Wi-Fi, IEEE ) 100VG-AnyLAN (IEEE ) Fiber Distributed Data Interface (FDDI) (ISO/IEC 9314, ANSI X3.x) Fibre Channel (ANSI X3.x) Metrplitní sítě umžňují rzšíření půsbnsti lkálních sítí jejich prdlužením, zvýšením pčtu připjených stanic a zvýšením rychlsti. Rychlst MAN sítí bývá vyská a svým charakterem se řadí k sítím LAN. Sítě mhu být jak sukrmé, tak veřejné, které prvzvatel prnajímá různým uživatelům. Nrmalizvaná metrplitní síť existuje jedna a t prtkl Distributed Queue Dual Bus (DQDB) (IEEE 802.6) DQDB je zalžen na kncepci ATM - pužívá 53 ktetvé buňky mezi kmunikujícími stranami musí být vytvřen virtuální spjení. DQDB pužívá sběrnicvu tplgii: dvě prtisměrné nezávisle pracující sběrnice, každá pdpruje přens v jednm směru. Přerušení média může být izlván bez přerušení sítě. -WAN Rzlehlé sítě umžňují kmunikaci na velké vzdálensti. Bývají bvykle veřejné, ale existují i sukrmé WAN sítě. Typicky pracují prstřednictvím kmunikace se spjením, které nepužívají sdílený přensvý prstředek. Přensvé rychlsti se velmi liší pdle typu sítě. Začínají na desítkách kbit/s, ale dsahují i rychlstí řádu Gbit/s. Příkladem takvé sítě může být Internet.

4 Mezi rzlehlé sítě patří: Integrated Services Digital Netwrk (ISDN) X25 Frame Relay Switched Multimegabit Data Service (SMDS) Asynchrnus Transfer Mde (ATM) WiMax (IEEE d) -PAN Osbní pčítačvé sítě si nekladu za cíl c nejvyšší přensvu rychlst (ta u PAN typicky nepřekračuje jedntky Mbit/s), jak spíše dlnst prti rušení, nízku sptřebu energie neb snadnu knfigurvatelnst. Jejich dsah je typicky puze něklik metrů. Nejznámějším zástupcem sbní sítě jsu Bluetth ZigBee IrDA Síťvá zařízení: Každá pčítačvá síť se vyznačuje svjí tplgií. Skládá se ze vzájemně kmunikujících uzlů, prpjených kmunikačními kanály. Technické prstředky pr pčítačvé sítě: Uzly jsu např. pčítače a servery, tiskárny, datvá úlžiště, měřicí a zabezpečvací zařízení atd.

5 Přensvá média Metalické kabely krucená dvjlinka např. telefnní a neb UTP kaxiální kabely Optické kabely jednvidvé mnhvidvé gradienní Rádivé bezdrátvé spje Bd-Mh bdů např. - bezdrátvé sítě Wi-Fi Bd-Bd - mikrvlnná pjítka Vzdušné ptické spje (laser, infračervené spje v tevřeném prstru) Ultrazvukvé spje Tplgie Klíčvu úlhu v pčítačvých a infrmačních sítích mají takzvané aktivní síťvé prvky. Jejich úklem je sdružvat či rzbčvat kmunikační kanály, prvádět přeměnu druhu rzhraní a zajišťvat různé řídicí a bezpečnstní funkce v síti. Sběrnicvá tplgie (bus, ethernet) kabel prchází kl všech pčítačů, nerzvětvuje se Hvězda (ARCNet) všechny pčítače připjeny k aktivnímu prvku Aktivní prvek (hub) psílá signál d všech větví Switch (přepínač, chytřejší) psílá signál jen d jedné větve (kam patří) Kruh spjení je uzavřen (vznikne prpjením bu knců sběrnice) Strm kmbinuje sběrnici s hvězdu Samstatný pčítač (virtuální síť) Nemezená (např. Internet)

6 Síťvé prvky Směrvače (ruter) Přepínače (switch) Kncentrátry a rzbčvače (hub) Síťvé msty (bridge) Měniče rzhraní (mediaknvertry) Bezpečnstní zábrany (firewall) Opakvače (repeater) Mdulátry/demdulátry (mdem) Vysílače/přijímače (transceiver) Sftwarvé prstředky Síťvý perační systém (Linux, *BSD, Nvell Netware, ) Aplikace schpné využívat prstředky systému, určené k síťvé kmunikaci Firewall: Firewall je síťvé zařízení, které služí k řízení a zabezpečvání síťvéh prvzu mezi sítěmi s různu úrvní důvěryhdnsti a/neb zabezpečení. Zjedndušeně se dá říct, že služí jak kntrlní bd, který definuje pravidla pr kmunikaci mezi sítěmi, které d sebe dděluje. Tat pravidla histricky vždy zahrnvala identifikaci zdrje a cíle dat (zdrjvu a cílvu IP adresu) a zdrjvý a cílvý prt, cž je však pr dnešní firewally už pměrně nedstatečné mdernější firewally se pírají přinejmenším infrmace stavu spjení, znalst kntrlvaných prtklů a případně prvky IDS.

7 Hub: Ethernetvý hub neb puze hub, česky rzbčvač, je aktivní prvek pčítačvé sítě, který umžňuje její větvení a je základem sítí s hvězdicvu tplgií. Chvá se jak pakvač. T znamená, že veškerá data, která přijdu na jeden z prtů (zásuvek) zkpíruje na všechny statní prty, bez hledu na t kterému prtu (pčítači a IP adrese) data náleží. T má za následek, že všechny pčítače v síti vidí všechna síťvá data a u větších sítí t znamená zbytečné přetěžvání těch segmentů, kterým data ve skutečnsti nejsu určena. Nástupcem síťvých rzbčvačů jsu switche (přepínače), které síťvý prvz inteligentně směrují (mají přehled tm, který pčítač je připjený ke kterému prtu a data pak dešlu puze na daný prt). V sučasné dbě jsu huby spíše levnější, avšak méně efektivní a bezpečnu, alternativu ke switchům. Pužívají se většinu v menších dmácích neb pdnikvých sítích. S tím, jak klesají ceny switchů (rk 2007) se huby pmalu přestávají vyrábět a prdávat. Čtyřprtvý ethernetvý hub Ruter: Ruter nebli směrvač je síťvé zařízení, které prcesem zvaným rutvání přepsílá datagramy směrem k jejich cíli. Rutvání prbíhá na třetí (síťvé) vrstvě sedmivrstvéh mdelu ISO/OSI. Netechnicky řečen, ruter spjuje dvě sítě a přenáší mezi nimi data. Ruter se pdstatně liší d switche, který spjuje pčítače v místní síti. Rzdílné funkce ruterů a switchů si lze představit jak switche cby silnice spjující všechna města ve státě a rutery cby hraniční přechdy spjující různé země.

8 Rutvání je většinu spjván s prtklem IP, ačkliv se stále pužívají i jiné, méně ppulární prtkly. Obecně jak ruter může služit jakýkliv pčítač s pdpru síťvání a pr rutvání v menších sítích se čast ddnes pužívají běžné sbní pčítače, d vyskrychlstních sítí jsu však jak rutery pužívány vysce účelvé pčítače bvykle se speciálním hardwarem, ptimalizvaným jak pr běžné přepsílání (frwarding) datagramů, tak pr specializvané funkce jak šifrvání u IPsec tunelů. Switch: NAT ruter značky Linksys, pužívaný pr dmácí a malé kancelářské sítě Switch (česky přepínač) je aktivní síťvý prvek, prpjující jedntlivé segmenty sítě. Switch bsahuje větší či menší mnžství prtů (až něklik stvek), na něž se připjují síťvá zařízení neb části sítě. Pjem switch se pužívá pr různá zařízení v celé řadě síťvých technlgií. Switch s třemi síťvými mduly a zdrjem.

9 Repeater: Opakvač (anglicky repeater) je elektrnický aktivní síťvý prvek, který přijímá zkreslený, zašuměný neb jinak pškzený signál a pravený, zesílený a správně časvaný h vysílá dále. Tak je mžné snadn zvýšit dsah média bez ztráty kvality a bsahu signálu. Opakvače patří d první (fyzické) vrstvy referenčníh mdelu OSI, prtže pracují přím s elektrickým signálem. Síťvá karta: Síťvá karta (Netwrk Interface Cntrller) služí ke vzájemné kmunikaci pčítačů v pčítačvé síti. Ve stlních pčítačích má pdbu karty, která se zasune d sltu (ISA, PCI, PCI-e) základní desky neb (cž je dnes dalek častější varianta) je na základní desce integrvaná. U ntebků je situace pdbná, integrace převládá a pr externí připjení se pužívá rzhraní PCMCIA. Síťvé karty dále rzlišujeme pdle jejich pužití a t na servervé síťvé karty a na karty, které jsu určené d pracvních stanic. Na servervé karty jsu pchpitelně kladeny dalek větší nárky. Jsu většinu víceprtvé a musí pskytvat více funkcí - např.: zvýšenu datvu prpustnst, větší splehlivst, rzšířené mžnsti kmunikace a snížené zatížení prcesru. Každá síťvá karta má v paměti EEPROM ulžen jedinečný 48-bitvý identifikátr, který se nazývá MAC adresa (též známá jak fyzická neb hardwarvá adresa). V paměti je ulžen také firmware, který prvádí funkce řízení lgickéh spje a řízení přístupu na média ve spjvé vrstvě mdelu OSI

10 Bridge: Bridge dděluje prvz dvu segmentů sítě, tak že si ve své paměti RAM sám sestaví tabulku MAC (fyzických) adres a prtů, za kterými se dané adresy nacházejí. Leží-li příjemce ve stejném segmentu jak desílatel, mst rámce d jiných částí sítě nedešle. V pačném případě je dešle d příslušnéh segmentu v nezměněném stavu (týká se puze tzv. Unicast rámců, které jsu určeny jedinému příjemci). Všesměrvé rámce (Multicast, Bradcast) jsu napak prpuštěny bez mezení. Bridge pužívají dvě základní metdy prpjvání sítí: Transparent bridging (transparentní, průhledné, přemsťvání) je pužíván především pr ethernetvé sítě (případně i pr FDDI sítě). Msty jsu neviditelné (průhledné) pr kncvé stanice, kterým se prpjené sítě jeví jak jedna lkální síť. Na začátku mst vůbec neví jak jsu jedntlivé stanice v síti rzlženy a musí paket přijatý na jedné síti pslat d všech statních připjených sítí, prtže ještě neví, kde se cílvá stanice nachází. Pstupně se ale umí naučit jak jsu stanice v síti rzlženy. Surce rute bridging (zdrjvé směrvání) je pužíván ve spjení s tken-ring sítěmi. Oprti první metdě, kde se kladly větší nárky na mst, je zde tmu napak a cílem je, aby byl mst c nejjedndušší. Každý paket musí krmě adresy desílatele a příjemce bsahvat také pslupnst adres všech mstů, kterými musí paket prjít. Vysílající stanice si tedy dříve než pšle první paket, musí zjistit celu cestu k cílvé stanici.