Sieci komputerowe

Przeznaczenie: Współdzielenie informacji (danych), zasobów (np. urządzeń takich jak drukarki, ), wykonywanie usług (np. obliczeń, wyświetlenie grafiki, przetworzenie danych, wysłanie listu, itp.). Pierwsze sieci funkcjonowały już w latach pięćdziesiatych – oparte były na tzw. modelu przetwarzania scentralizowanego. Centralny komputer przetwarzał i przechowywał dane i oprogramowanie. Dostęp do niego był możliwy przez terminale (dalekopisy, później terminale ekranowe). Było to typowe rozwiązanie spotykane w firmach komercyjnych (banki, firmy ubezpieczeniowe). Zasięg (odległość terminal – komputer) wynosił maks. około 1,6 km, alternatywą były łącza telefoniczne (połączenia modemowe – dość powolne na początku lat 80-tych typowa szybkość to maks. 960 B/s). Następny etap to budowanie mechanizmów umożliwiających połączenia między komputerami. Nowy model przetwarzania: przetwarzanie rozproszone – wszystkie komputery mogą przetwarzać dane. Zadania dzielone są na tzw. zadania cząstkowe, przekazywane do poszczególnych komputerów. Wyniki są przez sieć przekazywane do innych Maszyn. Wariant - przetwarzanie wspólne – komputery mogą wzajemnie korzystać ze swoich Zasobów. Wiele maszyn może przetwarzać jedno zadanie cząstkowe

Model klient – serwer: Serwer – komputer wykonujący usługi Klient – komputer zlecający wykonanie usługi Wielu klientów podłączonych do jednego lub wielu serwerów. Oprogramowanie umożliwiające korzystanie z usług serwera może być uruchamiane albo na maszynie klienta albo na serwerze Model klient – sieć: Klient korzysta z usług dostępnych w sieci, nie łączy się z konkretnym serwerem Model „peer-to-peer” Każdy komputer zarówno wykonuje usługi jak i zleca ich wykonanie – sieć maszyn równorzędnych. Każda sieć wymaga: Tzw. „medium transmisyjnego” – mechanizm sprzętowy umożliwiający przekaz danych pomiędzy komputerami Protokołów czyli zasad komunikacji Usług sieciowych

Protokoły – reguły lub zbiory reguł umożliwiających „porozumiewanie się” urządzeń połączonych siecią bez znajomości szczegółów sprzętu. W większości przypadków do pracy w sieci niezbędne jest korzystanie nie z pojedynczego protokołu a z całego zespołu współpracujących protokołow.

Model warstwowy OSI/ISO TCP/IP Ap Lika cji internetu Dostępu do sieci Warstwa aplikacji – programy usług sieciowych (transfer plików, pocztowe…) prezentacji – opis reprezentacji danych, konwersja tekstu czy grafiki do strumienia bitów transmitowanych przez sieć sesji - nadzoruje połączenie, np. wznawia po przerwaniu, zap. bezpieczeństwo sieciowa – zna topologie sieci, wyznacza drogi przesyłu informacji (trasowanie)

łącza danych - jest czasami nazywana warstwą liniową lub kanałową. Ma ona nadzorować jakość przekazywanych informacji. Nadzór ten dotyczy wyłącznie warstwy niższej. Warstwa łącza danych ma możliwość zmiany parametrów pracy warstwy fizycznej, tak aby obniżyć liczbę pojawiających się podczas przekazu błędów. Zajmuje się pakowaniem danych w ramki i wysyłaniem do warstwy fizycznej. Rozpoznaje błędy związane z niedotarciem pakietu oraz uszkodzeniem ramek i zajmuje się ich naprawą. Podczas ruchu w dół w warstwie łącza danych zachodzi enkapsulacja pakietów z warstwy sieciowej tak, aby uzyskać ramki zgodne ze standardem Ramka danych przeważnie składa się z: ID odbiorcy – najczęściej adres MAC stacji docelowej lub bramy domyślnej, ID nadawcy – najczęściej adres MAC stacji źródłowej, informacja sterująca – zawiera dane o typie ramki, trasowaniu, segmentacji, itp., CRC (ang. Cyclic Redundancy Check) – kod kontroli cyklicznej – odpowiada za korekcję błędów i weryfikację poprawności danych otrzymywanych przez stację docelową. (urządzenia pracujące w tej warstwie to mostek (bridge) lub przełącznik (switch)

Warstwa fizyczna przesyła i odbiera sygnały zaadresowane dla wszystkich protokołów jej stosu oraz aplikacji, które je wykorzystują. Musi ona więc wykonywać kilka istotnych funkcji – w szczególności: Aby móc nadawać dane, musi ona: - zamieniać dane znajdujące się w ramkach na strumienie binarne, - wykonywać taką metodę dostępu do nośnika, jakiej żąda warstwa łącza danych, - przesyłać ramki danych szeregowo (czyli bit po bicie) w postaci strumieni binarnych. Do odbierania danych konieczne jest natomiast: oczekiwanie na transmisje przychodzące do urządzenia hosta i do niego zaadresowane, - odbiór odpowiednio zaadresowanych strumieni, - przesyłanie binarnych strumieni do warstwy danych w celu złożenia ich z powrotem w ramki. Warstwa fizyczna nie posiada sposobów weryfikowania integralności danych. Nie zawiera żadnego mechanizmu służącego rozpoznawaniu znaczenia wysyłanych jak też otrzymywanych danych. Służy wyłącznie przesyłaniu logicznych jedynek i zer.

Łącza fizyczne: Kabel koncentryczny – ang. Coaxial cable, coax Skrętka telefoniczna – „twisted pair”, STP – ekranowana, UTP - nieekranowana Światłowody – fiber optic cables, jednomodowe - SM (do ok. 40 km) wielomodowe – MM (do ok.. 2 km) Mikrofale – zasięg od 15 m (Blutooth), WiFi (do ok.. 15 km) Promieniowanie podczerwone – IRDA (kilka m) Łącza satelitarne – tysiące km

Urządzenia sieciowe identyfikuje się za pomocą tzw adresów fizycznych (MAC address [ MAC – Media Access Control] Np. w sieci Ethernet każde urządzenie powinno posiadać unikalny numer MAC – kodowany w 6 bajtach – 48 bitów. Standard przewidywał, że będzie on zawierał unikalny kod producenta i kolejny numer produktu Urządzenia w sieci lokalnej porozumiewają się przy użyciu adresów MAC Przy łaczeniu się maszyn z róznych sieci potrzebny inny sposób adresowania: TCP/IP operuje adresami kodowanymi przy użyciu 4 bajtów abc.def.ghi.jkl gdzie litery oznaczają cyfry dziesiętne, pojedyncza liczba trzycyfrowa powinna się mieścić w zakresie 1-254 jeżeli ma służyć do identyfikacji Maszyny (urządzenia). 0 oznacza całą sieć, 255 to adres „rozgłoszeniowy” tzn przeznaczony dla wszystkich maszyn w danej sieci. Ostatni bajt zawiera nr IP maszyny w sieci lokalnej. Np.. 149.156.71.21 to maszyna o numerze 21 w sieci nr 71 stanowiącej element grupy sieci 156, wchodzącej w skład zespołu sieci 149

Topologia fizyczna sieci: t. szyny (bus) t. gwiazdy (star) t. pierścienia (ring) – pojedyncze i podwójne pierścienie t. siatki (mesh) T. drzewa (tree) – połaczenie 1 i 2 Topologie logiczne: Rozgłoszeniowa (broadcast) Z przekazywaniem żetonu (znacznika) – (token passing)

Ethernet: Pierwsze prace w latach 70-tych Oficjalny standard 1980, pierwszy nośnik – „gruby Ethernet” 10base5

Tańsze rozwiązanie: cienki Ethernet 10Base2 - Cheapernet

Skrętka telefoniczna: