Počítačová síť

<small>Z PVwiki</small>

Počítačová síť je souhrnné označení pro technické prostředky, které realizují spojení a výměnu informací mezi počítači. Umožňují tedy uživatelům komunikaci podle určitých pravidel, za účelem sdílení využívání společných zdrojů nebo výměny zpráv..

Historie sítí sahá až do 60. let 20. století, kdy začaly první pokusy s komunikací počítačů. V průběhu vývoje byla vyvinuta celá řada síťových technologií. V poslední době jsou všechny sítě postupně spojovány do globální celosvětové sítě Internet, která používá sadu protokolů TCP/IP.

Obsah

Síťová architektura

Síťová architektura představuje strukturu řízení komunikace v systémech, tj. souhrn řídících činností umožňujících výměnu dat mezi komunikujícími systémy. Komunikace a její řízení je složitý problém, proto se používá rozdělení tohoto problému do několika skupin, tzv. vrstev. Členění do vrstev odpovídá hierarchii činností, které se při řízení komunikace vykonávají.

Každá vrstva sítě je definována službou, která je poskytována sousední vrstvě vyšší; a funkcemi, které vykonává v rámci protokolu. Řízení komunikace slouží ke spolupráci komunikujících prvků, tato spolupráce musí být koordinována pomocí řídících údajů. Koordinaci zajišťují protokoly, které definují formální stránku komunikace. Protokoly jsou tedy tvořeny souhrnem pravidel, formátů a procedur, které určují výměnu údajů mezi dvěma či více komunikujícími prvky.

Architektura otevřených systémů (Open Systems Architecture, OSA) byla normalizovna organizací ISO, která vytvořila referenční model OSI. Praktickou realizací vrstvové síťové architektury je sada protokolů TCP/IP, i když neodpovídá přesně referenčnímu modelu OSI.

Typy sítí

Sítě můžeme klasifikovat podle různých hledisek. Např. podle přepojování dělíme sítě na komutační sítě, tj. s přepojováním okruhů (např. telefonní síť, ISDN) a paketové sítě s přepojováním paketů (např. ATM).

Podle druhu přenášených signálů můžeme sítě rozdělit na analogové a digitální. Nejzajímavější jsou ale typy sítí z hlediska rozlehlosti a účelu.

Z hlediska rozsahu můžeme sítě rozdělit na tři základní skupiny:

  • LAN - Local Area Network, lokální sítě. Spojují uzly v rámci jedné budovy nebo několika blízkých budov, vzdálenosti stovky metrů až km (při použití optiky).
  • MAN - Metropolitan Area Network, Metropolitní sítě. Propojují lokální sítě v městské zástavbě, slouží pro přenos dat, hlasu a obrazu. Spojuje vzdálenosti řádově jednotek až desítek km.
  • WAN - Wide Area Network - rozsáhlé sítě. Spojují LAN a MAN sítě s působností po celé zemi nebo kontinentu, na libovolné vzdálenosti.

V posledních letech se objevuje nový termín PAN (Personal Area Network, osobní síť), který popisuje velice malou počítačovou síť, kterou člověk používá pro propojení jeho osobních elektronických zařízení, jakými jsou např. mobilní telefon, PDA, notebook apod.

LAN

Lokální sítě propojují koncové uzly typu počítač, tiskárna, server. LAN jsou vždy v soukromé správě a působí na malém území. Připojená zařízení pracují v režimu bez navazování spojení, sdílí jeden přenosový prostředek (drát, radiové vlny), ke kterému je umožněn mnohonásobný přístup.

Přenosové rychlosti LAN začínají na desítkách Mbit/s, nejnovější technologie (r. 2004) umožňují přenos s rychlostí až jednotky Gbit.

Mezi lokální sítě patří:

  • Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit ethernet (IEEE 802.3)
  • Arcnet (už mrtvá technologie)
  • Token Bus (IEEE 802.4)
  • Token Ring (IEEE 802.5)
  • IsoEthernet (IEEE 802.9)
  • Bezdrátové sítě (Wi-Fi, IEEE 802.11)
  • 100VG-AnyLAN (IEEE 802.12)
  • Fiber Distributed Data Interface (FDDI) (ISO/IEC 9314, ANSI X3.x)
  • Fibre Channel (ANSI X3.x)

MAN

Metropolitní sítě umožňují rozšíření působnosti lokálních sítí jejich prodloužením, zvýšením počtu připojených stanic a zvýšením rychlosti. Rychlost MAN sítí bývá vysoká a svým charakterem se řadí k sítím LAN. Sítě mohou být jak soukromé, tak veřejné, které provozovatel pronajímá různým uživatelům.

Normalizovaná metropolitní síť existuje jedna:

  • protokol Distributed Queue Dual Bus (DQDB) (IEEE 802.6)

WAN

Rozlehlé sítě umožňují komunikaci na velké vzdálenosti. Bývají obvykle veřejné, ale existují i soukromé WAN sítě. Typicky pracují prostřednictvím komunikace se spojením, které nepoužívají sdílený přenosový prostředek.

Přenosové rychlosti se velmi liší podle typu sítě. Začínají na desítkách Kbit, ale dosahují i rychlostí řádu Gbit.

Mezi rozlehlé sítě patří:

  • Integrated Services Digital Network (ISDN)
  • X25
  • Frame Relay
  • Switched Multimegabit Data Service (SMDS)
  • Asynchronous Transfer Mode (ATM)
  • WiMax (IEEE 802.16d)

PAN

Osobní počítačové sítě si nekladou za cíl co nejvyšší přenosovou rychlost (ta u PAN typicky nepřekračuje jednotky Mbit/s), jako spíše odolnost proti rušení, nízkou spotřebu energie nebo snadnou konfigurovatelnost. Jejich dosah je typicky pouze několik metrů. Nejznámějším zástupcem osobní sítě je

Síťová zařízení

Každá počítačová síť se vyznačuje svojí topologií. Skládá se ze vzájemně komunikujících uzlů, propojených komunikačními kanály.

Uzly jsou např.

  • počítače a servery,
  • tiskárny,
  • datová úložiště,
  • měřicí a zabezpečovací zařízení atd.

Komunikační kanály bývají tvořeny

  • optickými nebo metalickými kabely,
  • rádiovými spoji,
  • vzdušnými optickými spoji (laser),
  • ultrazvukovými spoji,
  • infračervenými spoji v otevřeném prostoru.

Podle vzájemného uspořádání spojů a uzlů rozeznáváme topologie typu

  • hvězda
  • sběrnice
  • kruh
  • bod-bod (point-to-point)

a některé další méně významné nebo kombinované.

Klíčovou úlohu v počítačových a informačních sítích mají takzvané aktivní síťové prvky. Jejich úkolem je sdružovat či rozbočovat komunikační kanály, provádět přeměnu druhu rozhraní a zajišťovat různé řídicí a bezpečnostní funkce v síti.

K síťovým prvkům patří

Viz též

Osobní nástroje