SOISK 1. Sieć Podstawy

Definicja

    Sieć komputerowa to medium umożliwiające połączenie dwóch lub więcej komputerów w celu wzajemnego komunikowania się.
    Wraz z upowszechnieniem się stosowania komputerów pojawiła się potrzeba bardziej efektywnego i szerszego dostępu do ich zasobów oraz potrzeba automatycznej wymiany danych między komputerami.

    W wyniku tego w latach 60tych XXw. Departament Obrony Stanów Zjednoczonych rozpoczął tworzenie sieci komputerowej (ARPANET), której celem było połączenie uniwersytetów oraz innych jednostek realizujących projekty dla armii w celu umożliwienia im wzajemnego dostępu do mocy obliczeniowej komputerów.

    Gdy w późniejszym okresie opracowano rodzinę protokołów TCP/IP i zaimplementowano je w systemach UNIX’owych okazało się, że niemal natychmiast sieć ARPANET powiększyła się o wszystkie lokalne sieci komputerowe zainstalowane w uniwersytetach stanowych.

    W podobnym okresie, na Uniwersytecie Hawajskim prowadzone były badania umożliwiające komunikację za pomocą nadajników krótkofalarskich. W wyniku tych prac powstał protokół ETHERNET, który z czasem stał się niemal jedynym protokołem komunikacyjnym we wszystkich sieciach lokalnych.

    Ponieważ komputery, a dokładnie minikomputery znalazły zastosowanie w firmach komercyjnych, także i tutaj pojawiła się potrzeba wzajemnego komunikowania się, np. między oddziałami tej samej firmy w celu wymiany i synchronizacji danych.

Początki

    Minusy

      Różnorodność sprzętu sieciowego
      Wysoka cena
      Obawa firm przed podejmowaniem decyzji o inwestowaniu w nowe technologie.
      Niestabilna sytuacja w obszarze komputerów osobistych
      Wymuszenie zbyt częstej wymiany sprzętu

    Plusy

      Szybki rozwój technologii
      Wzrost efektywności

Zmiany

    opracowanie standardów dotyczących sieci lokalnych
    gwarancje kompatybilności sprzętowej i ochrona inwestycji
    konstrukcje oparte na sieciowym systemie operacyjnym z centralnym serwerem:

      plików
      wydruku
      poczty elektronicznej

    zapewniającym weryfikacją użytkowników i autoryzację dostępu do zasobów

Rozwój sieci komputerowych

    Projekty rządowe w uczelniach amerykańskich
    W latach 80tych XXw. opracowywano podstawowe standardy dotyczące lokalnych sieci komputerowych (o standardach jeszcze będzie)
    Organizacja ARPA, której zadaniem było obserwowanie i wspieranie inicjatyw powstających na uczelniach w USA
    Sieć ARPANET – wojskowa sieć komputerowa
    Rozbudowana Stanach Zjednoczonych, ogólnokrajowa struktura łącząca sieci kampusowe, składające się z sieci lokalnych
    Zarówno sieci kampusowe, jak i sieci lokalne budowane były w oparciu o różne technologie
    Pojawiło się pojęcie „internet”, które oznaczało zbiór połączonych sieci komputerowych odłączone od wojskowego projektu ARPA uczelniane sieci komputerowe
    W 1990 roku, gdy sieć ARPANET zaczęła się gwałtownie rozrastać zmieniono jej nazwę na Internet.
    Funkcjonująca obecnie konstrukcja Internetu, zarówno na poziomie globalnym jak i pojedynczej sieci lokalnej oparta jest na tych samych zasadach jakie opracowano i opublikowano na przełomie lat 80tych i 90tych XXw

Zasadnicze zagadnienia, które związane są z budową Internetu dotyczą takich spraw jak:

    łączenie komputerów w lokalną sieć komputerową
    podłączanie do sieci pojedynczych komputerów w sytuacji dużych odległości
    rozbudowa lokalnych sieci komputerowych
    komunikacja między sieciami lokalnymi
    usługi sieciowe
    bezpieczeństwo sieci
    zarządzanie i monitoring sieci.

Z punktu widzenia złożoności, sieci komputerowe można podzielić na grupy:

    LAN (Local Area Network)

      Jest to najpowszechniej spotykany rodzaj sieci, który składa się z kilkudziesięciu do kilkuset komputerów połączonych w miarę możliwości jednolitym nośnikiem. Sieci te zainstalowane są na niewielkim obszarze (np. w jednym budynku).

    WAN (Wide Area Network)

      Większość sieci rozległych to kombinacje sieci lokalnych i dodatkowych połączeń między nimi. Do określenia zasięgu i rozmiaru sieci rozległych, stosowane są następujące terminy:

          Sieć miejska (MAN – Metropolitan Area Network)
          Jest to sieć WAN obejmująca niewielki obszar geograficzny.
          Zasadniczo sieci takie obejmują jedno miasto lub region.
          Sieć uczelniana (CAN – Campus Area Network)
          Termin stosowany często do określania sieci WAN łączącej poszczególne wydziały w ośrodku akademickim.

PAN

    Ostatnio powstał jeszcze jeden termin definiujący prywatne sieci komputerowe (PAN). Określenie to dotyczy sieci instalowanych w domach lub w obrębie jednego lub kilku stanowisk pracy znajdujących się w niewielkiej odległości od siebie (do ok. 10m).

WAN – Sieci rozległe

    długie połączenia
    zlokalizowane na stosunkowo dużym obszarze
    takim jak województwo, kraj, kontynent czy cały glob
    niska przepustowość łączy
    stosowanie interfejsów szeregowych
    zapewnienie łączności w pełnym lub ograniczonym wymiarze czasowym

LAN – Sieci lokalne

    instalacje zlokalizowane na niewielkim obszarze
    Teoretyczna średnica sieci lokalnej może wynosić nawet kilkaset metrów
    po uwzględnieniu geometrii pomieszczeń obszar instalacji ogranicza się do jednego budynku lub jego części, np. piętra.
    krótkie łącza (do ok. 100m)
    o wysokiej przepustowości
    rozwiązania oparte na technice radiowej
    wysoka niezawodność działania

Sieci campusowe

    W przypadku uniwersytetów
    Łączenie poszczególnych, wewnętrznych sieci lokalnych
    Łącza charakterystyczne dla lokalnych, sieci komputerowych.
    MAN

MAN – Sieci metropolitalne

    Budowa – jak sieci kampusowe i sieci rozległe
    Ich zadaniem jest łączenie wielu sieci lokalnych w obrębie aglomeracji miejskiej
    Względy formalne oraz względy bezpieczeństwa sprawiają, że połączenia te mają charakter typowy dla sieci rozległych
    Do zadań sieci metropolitalnych należy łączenie indywidualnych komputerów, głównie osób prywatnych do Internetu

Sieci prywatne (PAN)

    konstrukcje stosowane głównie w domach i niewielkich biurach
    niewielki zasięg geograficzny (do ok. 10m)
    duża różnorodność mediów, jak: skrętka UTP komunikacja bezprzewodowa WLAN BlueTooth Podczerwień itp.
    główny cel istnienia takiej sieci, to:
    komunikacja pojedynczego komputera z Internetem,
    łączenie do komputera urządzeń peryferyjnych, urządzeń typu laptop, palmtop, telefon komórkowy, telefony VoIP.

Topologie – budowa fizyczna sieci komputerowych (schemat budowy sieci)

    gwiazda
    komputery są podłączone do jednego punktu centralnego, koncentratora (koncentrator tworzy fizyczną topologię gwiazdy, ale logiczną magistralę) lub przełącznika (jedna z częstszych topologii fizycznych Ethernetu)
    gwiazda rozszerzona
    posiada punkt centralny (podobnie jak w topologii gwiazdy) i punkty poboczne (jedna z częstszych topologii fizycznych Ethernetu)
    hierarchiczna (drzewo)
    budowa podobna do drzewa binarnego
    szyna (magistrala)
    komputery współdzielą jedno medium kablowe
    pierścień
    komputery są połączone pomiędzy sobą odcinkami kabla tworząc zamknięty pierścień (np. topologia logiczna Token Ring)
    pierścień podwójny
    komputery są połączone dwoma odcinkami kabla (np. FDDI)
    sieć (ang. mesh)
    oprócz koniecznych połączeń sieć zawiera połączenia nadmiarowe; rozwiązanie często stosowane w sieciach, w których jest wymagana wysoka bezawaryjność.

Topologia magistrali

    wszystkie urządzenia podłączone są do jednego, współdzielonego medium fizycznego, którym zazwyczaj jest kabel koncentryczny zakończony z obu stron terminatorami (oporniki o parametrach dostosowanych do typu kabla).
    stosuje się do budowy lokalnych sieci komputerowych

    zaletą jest

      niska cena wynikająca z małego zużycia kabli i braku urządzeń pośredniczących w dostępie do medium.
      także łatwość instalacji

    wadą są

      ograniczenia związane z rozbudową sieci i wrażliwość na awarię
      przerwanie magistrali w jednym miejscu oznacza awarię całej sieci.

Topologia pierścienia

    polega na bezpośrednim łączeniu urządzeń (każde urządzenie połączone jest z dwoma sąsiednimi), tak że całość tworzy krąg
    stosowana jest głównie do budowy lokalnych sieci komputerowych
    transmisja w sieci zbudowanej w oparciu o tę topologię polega na przekazywaniu żetonu dostępu
    każde urządzenie pełni rolę regeneratora sygnału

    zalety:

      niska cena wynikająca z małego zużycia kabli i braku aktywnych urządzeń pośredniczących w komunikacji między komputerami
      do budowy sieci w tej topologii można użyć różnych mediów transmisyjnych (kabel koncentryczny, skrętkę, kable światłowodowe)

    wady:

      ograniczenia i utrudnienia związane z rozbudową i konserwacją sieci
      uszkodzenie jednego z urządzeń lub łączy oznacza przerwę w pracy całej sieci

Topologia podwójnego pierścienia

    Dotyczą jej te same zasady budowy jak dla topologii pierścienia,
    z tą różnicą, że urządzenia połączone są podwójnymi łączami, co pozwala na zachowanie transmisji w obszarach ograniczonych punktami awarii
    w przypadku jednego punktu uszkodzenia sieć zachowuje możliwość działania w pełnym zakresie
    Tego typu topologie stosowane są w budowie sieci szkieletowych lub w sieciach kampusowych i metropolitalnych

W topologii gwiazdy

    wszystkie urządzenia połączone są w jednym wspólnym punkcie, w którym znajduje się aktywne urządzenie pośredniczące (koncentrator) pełniące rolę regeneratora sygnału
    łączenie urządzeń może odbywać się przy pomocy różnych mediów transmisyjnych

    zaletą tej topologii jest:

      przejrzystość konstrukcji
      odporność całej sieci na awarię zarówno urządzeń jak i łączy

    wadą:

      wysoki koszt okablowania? oraz dodatkowy koszt związany z obecnością koncentratora
      topologia gwiazdy stała się podstawową najczęściej stosowaną topologią lokalnych sieci komputerowych

    jej zalety są silniejsze od wad
    rosnąca popularność spowodowała obniżenie kosztów związanych z instalacją

Topologia rozszerzonej gwiazdy

    Podstawą konstrukcji topologii rozszerzonej gwiazdy jest topologia gwiazdy ze wszystkimi zaletami i wadami.
    Topologia ta stosowana jest głównie w przypadku rozbudowanych sieci lokalnych oraz sieci kampusowych.

Topologia hierarchiczna

    Topologia hierarchiczna (drzewo) jest łudząco podobna do topologii rozszerzonej gwiazdy jednak różni się co do sposobu działania.
    W topologii hierarchicznej urządzenia aktywne oprócz regeneracji sygnału pełnią rolę urządzeń sterujących dostępem do sieci.

Topologia siatki

    Topologia siatki jest typowa dla sieci metropolitalnych i sieci rozległych.
    Konstrukcja tej topologii oparta jest na takim łączeniu urządzeń, że każde z nich połączone jest z więcej niż jednym urządzeniem.
    Tego typu rozwiązania stosowane są w celu zapewnienia redundantnych (nadmiarowych, dodatkowych) połączeń między wszystkimi urządzeniami.
Ten wpis został opublikowany w kategorii SOiSK, Teoria, Uncategorized. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.