Wprowadzenie do sieci komputerowych

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Definicja sieci komputerowej (1) We will use the term ''computer network'' to mean a collection of autonomous computers interconnected by a single technology. Two computers are said to be interconnected if they are able to exchange information. The connection need not be via a copper wire; fiber optics, microwaves, infrared, and communication satellites can also be used. Networks come in many sizes, shapes and forms. [A. Tanenbaum, Computer Networks]

Definicja sieci komputerowej (2) Sieci komputerowe są definiowane zwykle jako zbiory autonomicznych komputerów (oraz innych urządzeń końcowych) połączonych wzajemnie podsiecią komunikacyjną tworzoną przez węzły komunikacyjne tj. specjalizowane komputery i kanały połączeniowe. [A. Nowicki, J. Woźniak, Sieci LAN, MAN i WAN – protokoły komunikacyjne]

Definicja sieci komputerowej (3) A computer network is a group of computers that are connected to each other for the purpose of communication. Networks may be classified according to a wide variety of characteristics. A computer network allows sharing of resources and information among devices connected to the network.[www.wikipedia.org]

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Skąd się wzięły sieci komputerowe? Rozwój technologii (loty kosmiczne, zastosowania wojskowe)

Skąd się wzięły sieci komputerowe? Rozwój techniki cyfrowej i optycznej

Skąd się wzięły sieci komputerowe? Rozwój oprogramowania, nowe usługi

Skąd się wzięły sieci komputerowe? Oszczędności finansowe, usprawnienie pracy

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Krótka historia sieci komputerowych (1) 4 października 1957 zostaje w ZSRR wystrzelony na orbitę Ziemi Sputnik – pierwszy sztuczny satelita Ziemi Udana misja Sputnika powoduje szok w USA i doprowadza do powołania w 1958 roku Advanced Research Projects Agency (ARPA) 1965 - ARPA sponsoruje badania nad sieciami komputerowymi. Pierwsze bezpośrednie połączenie (linią telefoniczną, 1200bps) pomiędzy komputerem TX-2 w Laboratorium Lincolna w MIT a System Development Corporation w Santa Monica

Krótka historia sieci komputerowych (2) W 1972 roku rozpoczęto prace na technologią Ethernet Organizacja ISO akceptuje w 1979 roku standard Open Systems Interconnection Basic Reference Model (OSI RM) W 1983 roku jako podstawowy zestaw protokołów w sieci ARPANET wprowadzono TCP/IP W 1991 roku powstaje WWW W 1997 IEEE przyjął pierwszy standard dotyczący technologii bezprzewodowej WiFi (IEEE 802.11)

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Jak działa sieć komputerowa? Sieć komputerowa służy do przesyłania informacji w postaci elektronicznej na dowolne odległości Inne sposoby przesyłania informacji: Rozmowa Sygnały dźwiękowe Poczta Rozmowa telefoniczna

Jak działa sieć komputerowa? Bogdan Alicja

Jak działa sieć komputerowa? Bogdan Alicja

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Magistrala Stacje są łączone szeregowo Pojedyncza awaria powoduje przerwę w działaniu sieci Końce kabla powinny być zakończone terminatorami – specjalnymi urządzeniami zapobiegającym odbiciom sygnału Nie są wymagane dodatkowe urządzenia Przykłady: Ethernet 10Base2

Pierścień Stacje są łączone w taki sposób, że powstaje pierścień – zamknięta pętla okablowania W przypadku pojedynczej awarii istnieje dodatkowa trasa zapasowo Utrudnione tworzenie sieci – należy zamknąć pętle Nie są wymagane dodatkowe urządzenia Przykłady: Token Ring, FDDI

Gwiazda Stacje są łączone za pomocą dodatkowego urządzenia (np. przełącznika) W przypadku pojedynczej awarii kabla od sieci jest odcięta tylko jedna stacja Przykłady: Ethernet 100BaseT, WiFi

Drzewo Drzewo to hierarchiczna gwiazda Stacje są łączone za pomocą dodatkowych urządzenia (np. przełączników) W przypadku pojedynczej awarii kabla od sieci jest odcięta tylko jedna stacja lub fragment sieci Przykłady: Ethernet 100BaseT, WiFi (tryb infrastrukturalny), ATM

Siatka Topologia siatki (ang. Mesh) stosowana jest głównie w sieciach rozległych Stacje są łączone za pomocą dodatkowych urządzenia (np. przełączników) Przykłady: MPLS, 10Gigabit Ethernet, Frame Relay, ATM

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Klasyfikacja sieci komputerowych Rozległe sieci komputerowe (ang. Wide Area Network - WAN): 100km-1000km, Kb/s - Tb/s Lokalne sieci komputerowe (ang. Local Area Network LAN): 0km-10km, Mb/s - Gb/s Miejskie (campusowe, korporacyjne) sieci komputerowe (ang. Metropolitan Area Network MAN): 10km-100km, Mb/s - Gb/s Osobiste (ang. Personal Area Network PAN): do kilku metrów, Kb/s – Mb/s Radiowe, bezprzewodowe (ang. wireless) sieci komputerowe Satelitarne sieci komputerowe (VSAT)

WAN Rozmiar sieci ponad kilkadziesiąt km Przepustowość do Tb/s Media tranmisyjne: głównie światłowód, kable miedziane, w niewielkim stopniu łącza radiowe Technologia MPLS, Frame Relay, WDM, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, Sonet, SDH, ATM, X.25 Właściciel może być wielu Regulacje prawne trudne Topologia siatki (ang. mesh), skomplikowana Koszt korzystania wysoki

LAN Rozmiar sieci do kilku km Przepustowość do 10Gb/s Media tranmisyjne: głównie kable miedziane i łącza radiowe, w mniejszym stopniu światłowód Technologia Fast Ethernet, Giga Ethernet, 10 Giga Ethernet, Wi-Fi Właściciel zazwyczaj jeden Regulacje prawne prostsze Topologia gwiazda, hierarchiczna gwiazda, drzewo Koszt korzystania niski

MAN Rozmiar sieci do kilkunastu, kilkudziesięciu km Przepustowość do 10Gb/s Media tranmisyjne: głównie światłowód, w niewielkim stopniu łącza radiowe Technologia Giga Ethernet, 10 Giga Ethernet, WiMAX Właściciel zazwyczaj jeden (konsorcjum firm i organizacji) Regulacje prawne stosunkowo proste Topologia hierarchicznej gwiazda, pierścień Koszt korzystania średni

PAN Rozmiar sieci do kilku metrów Przepustowość do 1Mb/s Media tranmisyjne: głównie łącza radiowe Technologia Bluetooth, UWB, ZigBee Właściciel jeden Regulacje prawne bardzo proste Topologia punkt-punkt, gwiazda Koszt korzystania bardzo niski

Jaka to sieć? Pytanie: Jak nazwać sieć składającą się z 100 komputerów umieszczonych w jednym budynku firmy finansowej? Odpowiedź: LAN.

Jaka to sieć? Pytanie: Jak nazwać sieć składającą się z 100 komputerów umieszczonych w trzech budynkach firmy finansowej w trzech różnych miastach oddalonych od siebie o 50 km? Odpowiedź: WAN.

Jaka to sieć? Pytanie: Jak nazwać sieć składającą się z 100 komputerów umieszczonych w trzech budynkach firmy finansowej w trzech różnych dzielnicach tego samego miasta? Odpowiedź: MAN.

Jaka to sieć? Pytanie: Czy telefon komórkowy połączony z komputerem łączem Bluetooth to sieć LAN? Odpowiedź: Raczej jest to sieć PAN (ang. Personal Area Network).

Jaka to sieć? Pytanie: Czy dwa oddziały firmy znajdujące się 1 km od siebie połączone za pomocą Internetu (np. VPN) to sieć LAN? Odpowiedź: Raczej jest to sieć WAN.

Jaka to sieć? Pytanie: Czy dziewięć budynków urzędu znajdujące się na obszarze o powierzchni 5 km2 to sieć LAN? Odpowiedź: Tak. Inaczej taką sieć można nazwać siecią kampusową.

Jaka to sieć? Pytanie: Czy dwa oddziały firmy znajdujące się 1000 km od siebie połączone za pomocą usługi VPLS (ang. Virtual Private LAN Services) to sieć LAN? Odpowiedź: Raczej tak.

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Potrzeba standaryzacji Wiele zagadnień wymaga standaryzacji, na przykład: Bezpieczeństwo samochodów Zarządzanie przedsiębiorstwem Strony WWW

Organizacje standaryzacyjne IEEE (ang. Institute of Electrical and Electronic Engineers). Grupa IEEE 802 zajmuje się standardami dotyczącymi sieci komputerowych IETF (ang. Internet Engineering Task Force) zajmuje się opracowywaniem dokumentów RFC (ang. Request for Comments) Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna: ITU (ang. International Telecommunication Union) Międzynarodowa Organizacja Standaryzacyjna: ISO (ang. International Organization for Standarization) ATM Forum opracowuje standardy dotyczące ATM

Standardy IEEE 802 (1) 802.1 architektury sieci LAN 802.2 podwarstwa kanału logicznego 802.3 Ethernet 802.4 Token Bus 802.5 Token Ring 802.6 Dual queue dual bus (DQDB) 802.9 izochroniczne sieci LAN 802.10 sieci wirtualne i bezpieczeństwo

Standardy IEEE 802 (2) 802.11 sieci bezprzewodowe 802.12 100VG-AnyLAN 802.13 Unlucky number. Nobody wanted it. 802.14 kable modemowe 802.15 sieci PAN (ang. Personal Area Network) 802.16 szerokopasmowe sieci bezprzewodowe 802.17 niezawodne sieci pierścieniowe

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Istotne problemy (1) Opóźnienie w transmisji spowodowane duża odległość przesyłania danych Jak zapewnić komfort użytkownikowi bez względu na rodzaj przesyłanych danych? Adresacja (kto i do kogo wysyła informacje) Jak zapewnić jednoznaczność adresów? Jak sobie radzić z dużą liczbą adresów? Jak zapewnić, aby adresy były łatwo zrozumiałe dla komputerów i innych urządzeń? Nieograniczona ilość przesyłanych danych Jak te dane magazynować w punktach pośrednich?

Istotne problemy (2) Niezawodność Jak zapewnić, aby wszystkie przesyłane informacje dotarły do adresatów? Bezpieczeństwo Jak zapewnić poufności przesyłanym danym? Jak sprawdzić od kogo (do kogo) wysyłane są informacje? Skalowalność Jak zapewnić, żeby sieć działała poprawnie niezależnie od liczby użytkowników? Jak zapewnić, żeby sieć działała poprawnie niezależnie od wzrostu ilości przesyłanych informacji?

Istotne problemy (3) Aspekty ekonomiczne W jaki sposób pobierać opłaty za korzystanie z sieci? Aspekty prawne Czy koncesjonować tworzenie sieci komputerowych? Kto ponosi odpowiedzialność za podsłuch danych? Jak przesyłać dane chronione prawem autorskim? Walka o klienta Jak zapewnić wysoką jakość usług sieciowych? W jaki sposób różnicować jakość usług sieciowych?

Plan wykładu Definicja sieci komputerowej Skąd się wzięły sieci komputerowe? Krótka historia sieci komputerowych Jak działa sieć komputerowa Topologie sieci komputerowych Klasyfikacja sieci komputerowych Standaryzacja sieci komputerowych Problemy sieci komputerowych Podsumowanie

Podsumowanie Sieci komputerowe są obecnie podstawowym medium służącym do przekazywania różnorakich informacji Odgrywają istotną rolę w gospodarce i życiu indywidualnych osób Sieci komputerowe obejmują swoim zakresem zarówno pojedyncze pomieszczenia jak i kontynenty Główne czynniki mające wpływ na rozwój sieci to aspekty ekonomiczne Rozwiązania stosowane w sieciach komputerowych są standaryzowane przez międzynarodowe organizacje

Techniki komutacji oraz model ISO/OSI Kolejny wykład Techniki komutacji oraz model ISO/OSI