Cíl kapitoly: Žák popíše počítačovou síť a její prvky, rozdělí sítě dle druhů a způsobu fungování, popíše jednotlivé topologie.

Transkript

1 Základní pojmy POS Cíl kapitoly: Žák popíše počítačovou síť a její prvky, rozdělí sítě dle druhů a způsobu fungování, popíše jednotlivé topologie. Klíčové pojmy: Počítačová síť, uzel, server (poskytovatel), klient (konzument), Peer, služba, proudový a blokový přenos, komunikace, spojovaná a nespojovaná komunikace, stavová a bezstavová komunikace, spolehlivá a nespolehlivá komunikace, přepojování okruhů a paketů, ISDN, ATM, protokol IP, LAN, PAN, WAN, MAN, BAN, páteřní síť, síť střední míle, přístupová síť, internet, intranet, extranet, síť serverového typu, Peer to Peer, privátní počítačové sítě, veřejná datová síť, poloprivátní síť, poloveřejné sítě, VPN, hvězda (star), strom (tree), sběrnice (bus), kruh (ring), mesh, nesystematická topologie, kruhová topologie, metalické sítě, optické sítě, bezdrátové sítě, laserové sítě, satelitní sítě, kolize, deterministický a nedeterministický způsob, token ring, CSMA, CSMA/CD, pasivní a aktivní síťové prvky, kabeláž, konektory, vodiče, hrany, mnohavidové optické vlákno, jednovidové optické vlákno, tenký koaxiální kabel, stíněná a nestíněná kroucená dvojlinka, opakovač (repeater), přepínač (switch), most (bridge), směrovač (router), rozbočovač (hub). 1. kapitola - Počítačová síť Pojem počítačová síť má více významů. Každá z definic tohoto pojmu zdůrazňuje jiné vlastnosti. Síť je několik vzájemně propojených aktivních prvků. Síť je několik vzájemně propojených sítí. Síť je prostředek pro spojení dvou nebo více koncových uzlů (o jehož vnitřní strukturu se nestaráme). Tím se vytváří tzv. distribuovaný výpočetní systém. Síť jako přenosové médium Na síť se díváme jako na vzájemnou komunikaci koncových uzlů. Uzel je aktivní prvek sítě. Uzly jsou navzájem spojeny hranami. Hrany mohou být fyzické (kabely) nebo virtuální (myšlené, nehmotné) např. při spojení pomocí rádiových vln. Koncový uzel Libovolný uzel (zařízení) v síti, se kterým se komunikuje. Tento koncový uzel může mít několik rolí. Může vystupovat jako: Základní pojmy POS 1/14

2 Server (poskytovatel) Poskytuje služby ostatním koncovým uzlům. Čeká, až si službu někdo vyžádá, sám ji nikomu nenabízí. Klient (konzument) Koncový uzel požadující určitou serverovou službu. Peer Uzel, který je zároveň poskytovatelem i konzumentem stejné služby. Uzly jsou rovnocenné z hlediska komunikace. Služba Službou se rozumí ta činnost, kterou si není schopen koncový uzel zařídit sám, a proto žádá o tuto činnost jiný koncový uzel. Může například žádat o vytištění papíru, soubor, webovou stránku, přístup někam, síťové informace, odeslání a příjem faxu, odeslání u, Způsoby fungování sítě Síť může fungovat různými způsoby. Proudový a blokový přenos Proudový přenos (streaming) Data jsou předávána po jednotkách informace jako proud bitů, bytů, nebo znaků. Data nebývají sdružována do větších celků bloků a nemusí být adresována. Blokový přenos Při přenosu dat se tato data rozdělují na menší bloky - balíčky (pakety), rámce (frame), datagramy. Každý blok se přenáší jako celek. Spojovaná a nespojovaná komunikace Komunikace = spojení, přenos informací, dorozumívání Spojovaná komunikace Stavová komunikace koncové uzly přecházejí mezi různými stavy (spojení je navázáno, spojení není navázáno). Strany, které spolu komunikují, nejprve naváží spojení, je navržena trasa přenosu, jsou domluveny parametry komunikace. Následně proběhne komunikace (často proudovým přenosem). Je ukončeno spojení zruší se vytvořená komunikační trasa. Komunikující strany přecházejí mezi stavy navázáno nenavázáno. Tento typ komunikace zachovává pořadí přenášených informací. Data jsou přenášena stejnou cestou, např. telefonní hovor (vytočení čísla, rozhovor, zavěšení telefonu) Základní pojmy POS 2/14

3 Nespojovaná komunikace Každý blok dat je přenášen samostatně a nezávisle. Protože se předem nesestavuje cesta, může jít každý blok jinou cestou, a proto nemusí být zachováno jejich pořadí. Strany, které chtějí komunikovat mezi sebou, nenavazují spojení, neověřují existenci druhé strany. Bloky dat přenášené nespojovaným způsobem se nazývají datagramy. Datagram obsahuje hlavičku s adresou příjemce. Zprávy jsou přijímány samostatně. Komunikace se nijak neukončuje. Tato komunikace je bezstavová. Příkladem tohoto typu komunikace je listovní pošta - více dopisů je vhozeno do poštovní schránky a každý z nich je doručován nezávisle na ostatních. Spolehlivá a nespolehlivá komunikace Při přenosu dat může dojít k jejich poškození nebo ztrátě z různých nečekaných důvodů (rozpad cesty, zabloudění datagramu, elektrické rušení ). Spolehlivá komunikace Je nutné veškerá přijímaná data potvrzovat a kontrolovat (detekovat chyby). Nespolehlivá komunikace Pokud dojde ke ztrátě dat, nikdo to nezjistí. Pokud jsou data poškozená, tak je příjemce zahodí. Příkladem nespolehlivé komunikace je telefonování, přenos hlasu a obrazu. Komunikace přepojováním okruhů a paketů Jedná se o způsob přenosu. Síť má danou přenosovou kapacitu (počet dat, která přenese za jednotku času). Přepojování okruhů Z celkové dostupné kapacity se komunikujícím stranám vyhradí taková část, o kterou si řeknou. Ta je jim zaručena (a naúčtována). Ve výsledku to vypadá, jakoby mezi sebou komunikující strany měly přímé spojení. Data není nutné adresovat, lze přenášet proudově i blokově, data nejsou nikde uchovávána a zdržována. Používá se hlavně ve světě telekomunikací (telefonní síť a ISDN). Přepojování paketů K jednotlivým přenosům se využívá vždy celá přenosová kapacita sítě a to pro všechny různé odesílatele a všechny různé příjemce. Protože kanál (propojení) není vytvořen dopředu, tak je nutné, aby data byla opatřena identifikací odesílatele i příjemce (hlavičkou). Není možné provádět přenos po jednotlivých bytech a ty doplňovat touto hlavičkou. Data lze přenášet pouze blokovým přenosem. Proudový přenos je možné pouze napodobovat (emulovat). Při tomto přenosu je nutné v každém uzlu sítě nejprve načíst celý blok a pak se rozhodnout, co s ním dále provést Základní pojmy POS 3/14

4 Přepojování okruhů Funguje pouze spojovaně Přenos může mít proudový i blokový charakter Rychlost přenosu je zaručena Pro zákazníka drahé Data není potřeba po cestě načítat a analyzovat Přepojování paketů Funguje spojovaně i nespojovaně Přenos může mít pouze blokový charakter Rychlost přenosu není zaručena Efektivní využití kapacity sítě Data se po cestě musí načíst a zanalyzovat Existují dva pohledy na síť z hlediska dostupnosti zdrojů: telekomunikační a datový (počítačový). Hlavní myšlenka telekomunikačního pohledu na síť se vyvinula z předpokladu, že je nutné omezovat spotřebu dostupných zdrojů (přenosové kapacity, ), kterých je málo. Což vedlo k zavedení opatření regulujících poptávku po těchto zdrojích. Příkladem je zpoplatnění podle času, po který jsou zdroje pro zákazníka vyhrazeny. Tato opatření nevedou ke snižování spotřeby, protože pro řadu zákazníků je důležitější možnost rychlého spojení v jakoukoliv dobu než cena. Přepojováním okruhů se totiž vyhrazuje celá linka (požadovaná a schválená kapacita), neplatí se tedy za skutečně přenesená data. Telekomunikační pohled na síť Zásadou je chytrá síť a hloupé uzly. Veškeré funkce jsou soustředěny do vnitřních uzlů sítě. A tak koncová zařízení mohou být velmi jednoduchá a hloupá. Výhodou je snazší správa sítě a levná a jednoduchá koncová zařízení. Srovnání telefon a počítač. Nevýhody: prvky realizující inteligenci jsou jednoúčelové a drahé (telefonní ústředny), nelze přidávat nové vlastnosti pouhým přidáváním koncových uzlů. Datový (počítačový) pohled na síť Zásadou je hloupá síť a chytré uzly. Přenosová síť má hlavně přenášet data co nejrychleji nejefektivněji, nezdržuje se dalšími funkcemi. Veškeré funkce jsou soustředěny do koncových uzlů (běžných počítačů). Jedná se celkově o efektivnější a pružnější řešení, které lze snadněji přizpůsobovat měnícím se potřebám, stačí měnit chování koncových uzlů. Přibližování telekomunikačního a datového pohledu na síť Původně počítače a telekomunikace budovaly oddělené přenosové sítě šité na míru vlastním požadavkům. Budovat dvě přenosové sítě bylo a stále je neefektivní. Postupem času vznikly tři pokusy o přiblížení těchto přenosových sítí. ISDN - Integrated Services Digital Network Jedná se o digitální telekomunikační síť s integrovanými službami. Pochází ze světa spojů, potřeby ze světa počítačů nejsou zohledněny, proto tento první pokus Základní pojmy POS 4/14

5 neuspěl. Umožňuje komunikovat pomocí jedné digitální účastnické přípojky pomocí hlasu, textu a obrazu. Koncepce ISDN předpokládá, že bude svým uživatelům poskytovat šest druhů přenosových kanálů resp. okruhů, z nichž se dva používají pro základní přístup k síti kanál B - digitální kanál s přenosovou rychlostí 64 kb/s pro přenos hlasu (s kódováním PCM) nebo dat kanál D - digitální kanál pro služební účely, s přenosovou rychlostí 16 nebo 64 kb/s Pro připojení koncových uzlů se používá přípojka 2B + D (základní přístup) znamená tedy dva nezávislé B kanály určené pro přenos hlasu, faxu, obrazu, dat atd. a jednoho D kanálu určeného pro přenos signalizace. Sítě ATM - Asynchronous Transfer Mode Tento druhý pokus vznikl ve světě spojů za účasti světa počítačů snaží se vycházet potřebám obou svět, je velmi komplikovaný a neefektivní. ATM uspělo jen na páteřních sítích u telekomunikačních operátorů, je však čím dál víc zatlačováno požadavky sítí na rychlost. Pracuje s přepojováním paketů (pakety pevné délky, zvané buňky, anglicky cell) užitím virtuálních okruhů (okruh je vytvořen před začátkem spojení, po jeho ukončení je rozpojen není vyhrazen neustále). Je to síťový protokol přenosu dat po buňkách, který rozděluje přenos dat na malé kousky (buňky) s pevnou délkou (53 bytů; 48 bytů dat a 5 bytů záhlaví). Je to technologie orientovaná na spojení, ve které spojení je vytvořeno mezi dvěma koncovými body ještě předtím, než začne výměna dat. Tato technologie je široce rozšířená, ale obecně se používá pouze pro přenos dat na protokolu IP. Její záměr integrovat v sobě technologie pro počítačové sítě, veřejné sítě a uživatelské služby selhal. Protokol IP - Internet Protocol Řešení tohoto třetího pokusu vznikla ve světě počítačů, problémy s omezenými zdroji se řeší navýšením zdrojů (přenosové a výpočetní kapacity). Kontrolní otázky Co je to počítačová síť? Jaký je rozdíl mezi koncovým uzlem a vnitřním uzlem sítě? V jakých rolích může vystupovat koncový uzel? Co je to síťová služba? Jaký je rozdíl mezi proudovým a blokovým přenosem? Jaký je rozdíl mezi spojovanou a nespojovanou komunikací? Co znamená spolehlivá a nespolehlivá komunikace? Co je to přepojování okruhů? Co je to přepojování paketů? Jaký je rozdíl mezi přepojováním okruhů a přepojováním paketů? Jaký je rozdíl mezi telekomunikačním a počítačovým pohledem na síť? Základní pojmy POS 5/14

6 2. kapitola - Rozdělení sítí Sítě můžeme rozdělovat podle různých kritérií. Podle velikost sítě Rozhodující je dosah sítě. Hranice jednotlivých typů nejsou definované, volně se prolínají. Přibližné rozdělení Vzdálenost jednotlivých bodů Prostorový dosah Typ sítě Centimetry Centimetry, dotek BAN Metry Metry PAN Desítky metrů až kilometry Místnost, budova, skupina budov LAN Desítky kilometrů Město MAN Stovky až tisíce kilometrů Stát, kontinent WAN Desetitisíce kilometrů Planeta Internet Nejčastěji používané sítě jsou: LAN Local Area Network Lokální síť. Celá síť zaujímá prostor v rozmezí stovek metrů. Je pod kontrolou (logickou i fyzickou) správce sítě. WAN Wide Area Network Rozlehlá síť. Čím je síť rozlehlejší, tím v ní bývá vyšší přenosové zpoždění. Používá prostředky pro dálkový přenos dat a nevyžaduje neustálé spojení. Základ sítě je tvořen hlavím komunikačním kanálem označovaným jako páteř (backbone), pro kterou je typická vysoká přenosová rychlost. Rozdíly mezi LAN a WAN se stále stírají. Sítě LAN se zvětšují a sítě WAN se zrychlují. LAN WAN Přenosová rychlost desítky Mb/s stovky Gb/s stovky kb stovky Mb Vlastnictví přenosové infrastruktury Provozovatel ji vlastní Provozovatel si ji pronajímá Charakter uzlů Pracovní stanice Servery Dostupnost uzlů Podle potřeb uživatelů Trvale Přenosové zpoždění Malé Velké MAN Metropolitan Area Network Jedná se o pokus pojmenovat a vymezit prostor mezi sítěmi LAN a WAN. Většinou se jedná o LAN rozprostřenou na větší rozloze, než jaká přísluší LAN v původním slova smyslu. Na rozdíl od LAN, která bývá využívána především zaměstnanci vlastníka, MAN slouží uživatelům, kteří za umožnění přístupu obvykle platí provozovateli Základní pojmy POS 6/14

7 PAN Personal Area Network Sítě vznikající propojením na krátkou vzdálenost a sloužící potřebám jednoho uživatele. Používají se k připojení klávesnic, myší, tiskáren, mobilních telefonů, PDA, handsfree sad, Využívá tyto technologie: USB, FireWire, Wi - Fi, Bluetooth, IrDA, BAN Body Area Network Používá se pro sledování zdravotního stavu člověka a eventuálnímu odeslání těchto dat lékaři. Skládá se z bezdrátové komunikace mezi několika miniaturními senzory, které jsou implantovány do těla a uzlem (body Central Unit) nošeným na těle. Tento uzel data uchovává a případně je jinou sítí odesílá dále, např. lékařům. Pozice ve struktuře WAN Rozlehlé sítě mají třívrstvou strukturu. Páteřní síť - tzv. první míle propojuje jednotlivé pokryté oblasti mezi sebou, patří poskytovateli služby Síť střední míle - tzv. střední míle tvoří přechod mezi přístupovou a páteřní sítí Přístupová síť tzv. poslední míle propojuje místa, kde končí vlastní síť a místa, kde se nachází zákazník Požadavky na přístupové sítě: Musí vést do velkého počtu míst, musí vést ke všem potenciálním zákazníkům, musí se překonávat veřejné prostory, příkladem je přivedení připojení do domu. Jde většinou o vzdálenosti v řádu jednotek kilometrů. Většinou je snaha využít existující rozvody- telefonní rozvody, kabelová televize, napájecí (silové) rozvody, bezdrátové technologie (Wi Fi), telekomunikační technologie (GRPS, EDGE,3G). Internet Jedná se o vzájemné propojení velkého množství jinak samostatných sítí. Uživatel kterékoliv sítě má přístup ke všem zdrojům v ostatních sítích, skutečná topologie sítě je pro uživatele neviditelná. Původně byly propojovány především sítě WAN a MAN, v dnešní době se připojují i menší sítě LAN. Podle využití sítě Intranet Síť sloužící potřebám fungování vlastní organizace (podniku, firmy, instituce). Nejedná se o prezentaci navenek, nejde o zpřístupnění vlastních informací jiným subjektům ani o zpřístupnění informací k obchodování. Extranet Využití sítě, které sleduje vnější cíle. Prezentace firmy, marketing a reklama, dojednávání a uzavírání obchodů, Podle role uzlů Síť serverového typu Zdroje sítě (data, soubory, periferie, paměť, výpočetní výkon) jsou soustředěny na centrálním místě (serveru) a odtud sdíleny Základní pojmy POS 7/14

8 Síť Peer to Peer Zdroje sítě zůstávají u svých vlastníků (na jednotlivých uzlech) a jsou odtud sdíleny. Všechny uzly mají stejné postavení (jsou zároveň klientem i serverem). Podle vlastnictví sítě Zde se rozhoduje podle těchto kriterií: Kdo je vlastníkem sítě Kdo je provozovatelem sítě Kdo je uživatelem sítě Komu smí být služby sítě poskytovány Jaké služby jsou poskytovány Jak jsou služby sítě zpoplatňovány Privátní počítačové sítě Vlastníkem, provozovatelem i uživatelem je tentýž subjekt. Většina sítí LAN je privátních. Jedná se o domácí nebo o podnikové sítě. Veřejná datová síť Vlastníkem i provozovatelem sítě je stejný subjekt, který sám není uživatelem své sítě. Uživateli jsou jiné subjekty. Služby sítě jsou poskytovány na komerčním principu nebo také bez omezení (zdarma). Nabízené služby mají nejčastěji charakter přenosu dat. Poloprivátní síť Přebytečná (nevyužitá) část přenosové kapacity privátní sítě, může být nabízena jiným subjektům. Vlastník sítě je i hlavním uživatelem. Poloveřejné sítě Služby datové sítě nejsou nabízeny komukoliv, ale jen určitému uzavřenému okruhu zájemců. Vlastník sítě není uživatelem. VPN virtuální privátní síť Jedná se o samostatnou síť LAN využívající jiné (veřejné) sítě, ale z pohledu uživatele jde o samostatnou síť. Používá se tehdy, když uživatel potřebuje vlastní síť, ale nevyplatí se mu ji budovat a provozovat (má pobočky po světě). Sítě VPN zajišťují zabezpečení přenášená data jsou šifrovaná a zjišťuje se a ověřuje se identita uživatelů vstupujících do VPN. Používá se pro zabezpečené propojení geograficky dislokovaných poboček či k zajištění vstupu jen pro oprávněné uživatele (např. firemní intranet). Podle topologie Lokální sítě mají systematickou topologii. Hvězda (Star) Nejpoužívanější způsob propojování počítačů do počítačové sítě. Každý počítač je připojený pomocí kabelu k centrálnímu prvku - hubu nebo switchi. Mezi každými Základní pojmy POS 8/14

9 dvěma stanicemi existuje vždy jen jedna cesta. To znamená, že selhání jedné stanice neomezí provoz sítě, ovšem kolaps centrálního prvku znamená kolaps i pro celou síť. Hvězda Strom (Tree) Často využívaná v rozsáhlejších počítačových sítích. Vychází z hvězdicové topologie spojením aktivních síťových prvků, které jsou v centrech jednotlivých hvězd. V případě, že selže jeden síťový prvek, výpadek ovlivní pouze část sítě pod něj spadající. Ostatní části sítě ale mohou dále pracovat. Strom Sběrnice (Bus) Spojení zprostředkovává jediné přenosové médium (sběrnice), ke kterému jsou připojeny všechny uzly sítě. Má nízké pořizovací náklady, ale omezenou rychlost přenosu a také v ní může docházet ke kolizím. Sběrnice Kruh (Ring) Označuje jednosměrné zapojení, při němž je každý uzel (počítač) spojen se dvěma dalšími tak, aby společně vytvořily kruh. Přenos dat je relativně jednoduchý, nevznikají kolize a náklady jsou nižší než např. u hvězdicové topologie. Data ovšem musí projít přes každý uzel mezi odesílatelem a příjemcem, což přenos prodlužuje. Výpadek jednoho uzlu ochromí celou síť. Kruh Základní pojmy POS 9/14

10 Mesh Takové uspořádání komunikujících uzlů sítě, kde je každý z uzlů přímo propojen se všemi ostatními uzly v síti. V případě vynechání některých spojů, ale bez pevně dané struktury, se tato topologie označuje jako částečný mesh (na rozdíl od něj se předchozí případ někdy označuje jako úplný mesh, full mesh). Pojem topologie mesh se do češtiny někdy překládá smyčková topologie, mřížová topologie nebo volná topologie. Ani jeden z těchto termínů se však zatím nevžil. Využívá se především u bezdrátových sítí. Mesh Rozlehlé sítě mají: Nesystematickou topologii kabely nemají žádné logické zapojení. Když je zapotřebí, tak se nějaký přidá, právě tam, kde je třeba síť posílit. Používá se kvůli optimalizaci nákladů na propojení. Kruhovou topologii - používá se kvůli zálohování trasy, aby každý uzel byl dosažitelný i při výpadku jednoho spoje. Podle použitého přenosového média Metalické sítě Základem sítě jsou kovové vodiče zpravidla s nějakým druhem stínění (koaxiální kabel, kroucená dvojlinka). Optické sítě Základem sítě jsou optické kabely. Bezdrátové sítě Používají se vyhrazené frekvence rádiového vysílání. Není nutná přímá viditelnost mezi uzly, poskytuje plošné pokrytí. Využívá technologií: Bluetooth, IrDA, Wi Fi, GSM, GPRS, EDGE. Laserové sítě Pro přenos se používá infračervené světlo o přesně stanovené vlnové délce. Pro spolehlivou funkci je nutná neustálá přímá viditelnost mezi uzly. Satelitní sítě Používají se při nemožnosti přímého propojení mezi uzly a tam, kde není k dispozici jiný způsob připojení. Výhodou je pokrytí a kvalita signálu, nevýhodou je vysoká cena obousměrného spojení. Často se využívá jednosměrné satelitní spojení (jen pro příchozí data), které se kombinuje s jiným typem připojení Základní pojmy POS 10/14

11 Podle přístupu k médiu Současné vysílání více uzlů v síti je možné v tom smyslu, že nezpůsobí žádné fyzické poškození sítě ani připojených uzlů. Samozřejmě ale není žádoucí, protože neumožňuje korektní přenosy a vzájemnou komunikaci uzlů dochází k narušení přenášeného signálu vzniká tzv. kolize. Vypořádání se s kolizemi je možné řešit dvěma způsoby: Deterministický způsob - jsou jednoznačně definovaná pravidla, výsledek není ovlivněn náhodou a je plně předpověditelný. Tato varianta, označovaná obvykle jako řízená, vyžaduje, aby existoval nějaký mechanismus, který by umožňoval všem aktuálním zájemcům o vysílání dohodnout se, a ze svého středu vybrat jednoho, který pak dostane právo skutečně vysílat po společně sdíleném přenosovém médiu. Takto je tomu například v sítích Token Ring. Nedeterministický způsob - pravidla obsahují náhodný prvek, nejčastěji typu počkej náhodně zvolenou dobu. Tento způsob se nesnaží dopředu předcházet kolizím, ale snaží se je řešit až teprve tehdy, když skutečně nastanou. Příkladem je CSMA a její varianta CSMA/CD. Protokoly pro přístup k přenosovému médiu: Token ring Principem sítě Token ring je předávání vysílacího práva pomocí speciálního rámce (tzv. tokenu) mezi adaptéry, zapojenými do logického kruhu. Fyzicky je síť zapojena do jakékoliv topologie. Kruh udává pouze pořadí, v jakém si uzly předávají právo vysílat. CSMA - Carrier Sense Multiple Access V CSMA je pro zabránění kolizím použito jen naslouchání na médiu, zda nikdo nevysílá. Pokud nikdo nevysílá, je možné začít přenos. Pokud se dva uzly pokusí vysílat v téměř totožném čase, žádný nedetekuje právě probíhající přenos, takže oba začnou vysílat. Vysílající nezjišťují kolize, takže přenesou celý rámec (a plýtvají šířkou pásma). CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Stanice při svém vysílání současně kontroluje přenosové médium, zda nezachytí jiné vysílání, které koliduje s jejím. Z této vlastnosti je odvozena přípona s detekcí kolizí (with Collision Detection) v názvu metody. Pokud stanice zjistí kolizi, zastaví vysílání, počká náhodnou dobu a opakuje svůj pokus znovu. Kontrolní otázky Jaký je rozdíl mezi lokální a rozlehlou počítačovou sítí? Co je to VPN? Jaké jsou systematické topologie? Jaká se používají přenosová média? Jaké jsou metody přístupu k médiu? Základní pojmy POS 11/14

12 3. kapitola - Síťové prvky Části počítačové sítě Počítačová síť se skládá z hardwaru, softwaru a organizačního zabezpečení. Organizační zabezpečení sítě zahrnuje opatření na zajištění správy sítě a soubor pravidel chování uživatelů při jejím používání. Síťový software je programové vybavení, které ve spolupráci s hardwarem zabezpečuje jednotlivé síťové funkce. Hardware zahrnuje všechny technické prostředky síťové prvky, dělí se na pasivní a aktivní síťové prvky. Pasivní Pasivními síťovými prvky jsou kabeláž (vodiče) a konektory (závisí na typu kabelu). Pasívní síťové prvky tvoří hrany sítě. Optický kabel Jedná se o svazek optických vláken, zpravidla s ochranným pláštěm. Optické vlákno je skleněné nebo plastové vlákno, které prostřednictvím světla přenáší signály ve směru své podélné osy. Vlákna se používají místo kovových vodičů, protože signály jsou přenášeny s menší ztrátou a zároveň jsou vlákna imunní vůči elektromagnetickému rušení. Typy optických vláken: Mnohavidové (vícevidové) optické vlákno (MM MultiMode) Druh optického vlákna, který je nejčastěji používán pro komunikaci na krátké vzdálenosti, jako například uvnitř budovy nebo areálu. Rychlost přenosu u vícevidových linek se pohybuje okolo 10 Mb/s až 10 Gb/s na vzdálenosti do 600 metrů, což je více než dostačující pro většinu prostor. Jednobodové optické vlákno (SM SingleMode) Druh optického vlákna, který je používán pro přenos dat na větší vzdálenosti (mezi městy, státy, kontinenty). Koaxiální kabel Asymetrický elektrický kabel s jedním válcovým vnějším vodičem a jedním drátovým nebo trubkovým vodičem vnitřním. Vnější vodič nazýváme často stíněním a vnitřní vodič jádrem. Vnější a vnitřní vodič jsou odděleny nevodivou vrstvou (dielektrikum). Používá se tenký koaxiální kabel tloušťka kabelu je 0,25 palců, dokáže přenášet signál do vzdálenosti necelých 200m. Nevýhodou je nízká odolnost proti mechanickému poškození (zlomení) a nízká přenosová rychlost. Kroucená dvojlinka Je tvořena čtyřmi páry vodičů, které jsou po své délce pravidelně zkrouceny a následně jsou do sebe zakrouceny samy výsledné páry. Důvodem kroucení vodičů je zlepšení elektrických vlastností kabelů. Minimalizují se přeslechy mezi páry (ovlivnění jednoho páru druhým) a interakce mezi dvojlinkou a okolím Základní pojmy POS 12/14

13 UTP - Unshield Twisted Pair (nestíněná kroucená dvojlinka) STP Shield Twisted Pair (stíněná kroucená dvojlinka) Dosah kroucené dvojlinky je přibližně 100m. Pro zapojení používá kroucená dvojlinka konektor RJ-45. Aktivní Pod pojem "aktivní síťové prvky" se v dnešní době zařazují všechna zařízení, která slouží potřebám vzájemného propojování v počítačových sítích. Za aktivní prvek se považuje všechno, co nějakým způsobem aktivně působí na přenášené signály - regeneruje je, zesiluje, a různě modifikuje. Opakovač (repeater) Přenášený signál nijak neinterpretuje. Využívá se k zesílení a znovuobnovení (natvarování) signálu na takovou úroveň, aby vlivem útlumu v pasivní části kabeláže nedocházelo ke ztrátě dat a aby bylo možné budování rozsáhlejších sítí, než jaké jsou specifikovány jednotlivými topologiemi. Přepínač (switch), most (bridge) Jsou to zařízení, která pracují na vyšší úrovni, na které jsou schopna interpretovat přenášená data a své chování tomu uzpůsobovat. Rozlišuje se podle výše úrovně. Směrovač (router) Slouží k propojení sítí či k připojení lokální sítě k rozlehlé. Rozbočovač (hub) Rozbočovač se může chovat také jako opakovač či přepínač. Jeho hlavním úkolem je rozeslat přijatý signál z jednoho směru do ostatních směrů. Kontrolní otázky Z jakých částí se obecně skládá počítačová síť? Co vyjadřuje pojem organizační zabezpečení počítačové sítě? Které síťové prvky označujeme jako pasivní? Jaké se používají kabely v počítačových sítích? Jaký dosah mají kabely používané v počítačových sítích? Co jsou to aktivní síťové prvky? Jaký je rozdíl mezi rozbočovačem a opakovačem? K čemu slouží směrovač? Základní pojmy POS 13/14

14 Použitá literatura PETERKA, J. e-archiv Jiřího Peterky: Počítačové sítě, verze 3.0 [online]. [cit ]. Dostupný z < KLIMEŠ, C. - SKALKA, J. LOVÁSZOVÁ, G. ŠVEC, P. Informatika pro maturanty a zájemce o studium na vysokých školách. České vydání. Nitra: ENIGMA, s. ISBN CSMA - Wikipedie [online]. poslední revize [cit ]. Dostupný z < CSMA/CD - Wikipedie [online]. poslední revize [cit ]. Dostupný z < Základní pojmy POS 14/14