Siete

Pod pojmom počítačová sieť rozumieme skupinu počítačov vzájomne prepojených prostredníctvom aktívnych a pasívnych prvkov na základe určitých štandardov, ktoré sú definované v IEEE.Delenie sietí podľa rozlohy Existuje viacero typov sietí a kritérií, podľa ktorých sa siete delia. Podľa rozlohy sa siete delia do troch skupín. Lokálne siete LAN (Local Area Network) sa rozprestierajú v rámci jednej budovy alebo skupiny budov. Je to takpovediac rozlohovo najmenší typ siete. Práve do tejto skupiny patrí aj naša malá sieť, ktorú pravdepodobne plánujete vybudovať.

O niečo väčšie ako LAN sú metropolitné siete MAN (Metropolitan Area Network). Tieto siete svojou rozlohou zasahujú mestské aglomerácie a rozľahlejšie územia. Najrozľahlejším typom sietí sú siete typu WAN (Wide Area Network). Zahrňujú zariadenia rozložené v niekoľkých obciach, mestách ba až štátoch. No a akosi nakoniec je tu sieť sietí - Internet. Lokálne siete LAN – prepojené pomocou kovového káblaLokálne siete LAN sú dátové siete prepojujúce koncové uzly, ktorými môžu byť pracovné stanice, servery, terminály a periférne zariadenie a umožňujúce ich vzájomnú komunikáciu. Lokálne siete pracujú v režime bez spojenia, čo znamená, že zdrojová stanica nepotrebuje pred vysielaním nadviazať spojenie s koncovou stanicou. Tieto siete efektívne využívajú zdieľanie jedného prenosového prostriedku, ku ktorému umožňujú mnohonásobný prístup všetkých pripojených staníc. Prenosové rýchlosti sa pohybujú v rozmedzí 1 Mb/s až 1 Gb/s.Medzi základné prvky lokálnych sietí patria: prenosové prostriedky - pri malých sieťach sa požívajú obyčajne symetrický alebo koaxiálny kábel sieťová karta - niekedy s označením LAN adaptér.

Sieťová karta tvorí rozhranie stanice či iného sieťového zariadenia (uzla siete) na pripojenie k sieti. Je fyzickým rozhraním na pripojenie káblovým rozvodom siete. Prostredníctvom sieťového rozhrania je stanica schopná prijímať a vysielať elektronické signály do káblového rozvodu. Sieťová karta zabezpečuje posun dát do pamäte karty, alebo priamo do operačnej pamäti RAM. Na strane káblového rozvodu plní 4 hlavné funkcie: uskutočňuje fyzické spojenie s dátovými káblami, zabezpečuje dodržiavanie pravidiel prístupu do siete, na ktorých základe získava právo vysielať či prijímať, vysiela elektrické signály do káblového rozvodu a prijíma elektrické signály, z ktorých vyberá tie, ktoré jej prislúchajú a ďalej ich spracováva.

V oblasti PC je najčastejšie používaným štandardom sieť Ethernet. Štandard Ethernet má jednoduchý protokol, inštaláciu a nízke náklady. Pre potreby malých sietí sa využíva Ethernet s prenosovou rýchlosťou 10 Mb/s. Čoraz častejšie sa hovorí o pojme FastEthernet. Ide o sieť Ethernet s prenosovou rýchlosťou 100 Mb/s. Pre potreby školskej siete či malej firemnej siete budú zaujímavé dve špecifikácie siete Ethernet. Prvý typ je nazývaný 10Base-2, inak nazývaný aj tenký Ethernet, Coax, BNC alebo jednoducho koaxiálna sieť. Ako vyplýva z názvu, táto špecifikácia používa na prepojenie počítačov tenký koaxiálny kábel. Druhým typom je 10Base-T alebo Twisted Pair (krútená dvojlinka). Tento typ používa symetrický kábel UTP. Typy symetrického kábla Tienený krútený kábel STP (shaded twisted pair) sa skladá z medených vodičov, ktoré sú obklopené izolačným nevodivým materiálom. Ich drôty sú vzájomne skrútené tak, aby tvorili dvojice. V pároch sú združené vždy dva drôty pre vysielanie alebo dva na príjem. Každý pár je potom obklopený kovovou fóliou po celej dĺžke kábla.

Celý kábel je zabalený do izolačného puzdra, ktoré okrem izolácie plní aj tú úlohu, že súčasne drží drôty pohromade.Netienený krútený kábel UTP (unshaded twisted pair) sa skladá z dvoch, štyroch alebo viacerých medených drôtov. Páry drôtov sú vzájomne obtočené. Najčastejšie sa používa štvorpárový kábel UTP. Káble sa vyrábajú vo viacerých kategóriách podľa maximálnej prenosovej frekvencie. V malých sieťach je to zväčša tzv. kategória 4. Práve tento kábel sa v špecializovaných úpravách používa na zostavovanie malých sietí. Tento typ symetrického kábla bude ďalej označovaný ako TP kábel alebo iba symetrický.Koaxiálny kábel Koaxiálny kábel je tvorený dvoma vodičmi, pričom vonkajší vodič (oplet) obaľuje vnútorný, po ktorom sa prenášajú signály. Vodiče sú od seba oddelené izolačným materiálom a celý kábel je zaizolovaný a zabalený v plaste. Koaxiálny kábel má vyššiu odolnosť elektromagnetickému rušeniu a vplyvu indukovaných napätí, aj keď nechráni dobre proti magnetickému rušeniu. Výhodou tohto kábla je hlavne jeho jednoduché prepojovanie pomocou konektorov.

V sieti Ethernet sa používajú dva typy koaxiálneho kábla tohto kábla: hrubý a tenký.Hrubý koaxiálny kábel sa skladá z vodiča, ktorý je obklopený štyrmi vrstvami izolačného a tieniaceho materiálu. Používa sa pre tzv. chrbticovú sieť, pretože je kvalitnejší, ale drahší a náročnejší na inštaláciu a pri malých sieťach sa využíva iba zriedka.Tenký koaxiálny kábel sa skladá z vodiča, ktorý je obklopený iba jednou vrstvou tienenia, oddelenou izolačným materiálom. Kábel je pružnejší, lacnejší a ľahšie sa inštaluje, je však menej kvalitný. Podobá sa televíznemu koaxiálnemu káblu a používa (aj keď čím ďalej, tým menej) pri stavbe sietí LAN. V nasledujúcom texte je tenký koaxiálny kábel označovaný iba ako koaxiálny.Topológia sietí Ďalším dôležitým pojmom je topológia sietí. Topológia sietí označuje vzájomné usporiadanie zariadení v sieti. Spomenieme dva základné typy topológie malej siete.Zbernicová topológiaV zbernicovej topológii tvorí kostru siete spojovacie vedenie (najčastejšie koaxiálny kábel), ku ktorému sú pripojené jednotlivé uzly siete pomocou príslušných prvkov.

V zbernicovej topológii sa nevyskytuje centrálna alebo riadiaca stanica. Dátové správy sa šíria vedením všetkými smermi a všetky stanice k nim majú prístup. Počítače sú usporiadané za sebou akoby zo reťaze. Sieť zbernicovej topológie je najjednoduchšia a veľmi ľahko sa inštaluje. Zbernica má samozrejme jeden začiatok a jeden koniec.Hviezdicová topológiaV sieti hviezdicovej topológie pôsobí v centre siete centrálny uzol, ku ktorému sa pripojujú všetky ostatné uzly siete, najčastejšie pomocou symetrického kábla. Centrálny uzol je buď pasívny koncentrátor, ktorý iba distribuuje signál vysielaný stanicami, alebo aktívny opakovač či rozbočovač (hub).Kruhová topológia – token ringExistujú ešte siete kruhovej topológie, ale tie sú veľmi zriedkavé. Pri takejto sieti sú stanice prepojené vedením do kruhu. Dátové správy sa odovzdávajú postupne jedným smerom medzi stanicami. Zložitejšia topológia sietí môže obsahovať kombináciu uvedených typov. Najčastejšia je kombinácia niekoľkých hviezd do stromovej štruktúry.Stromová topológiaV tejto sieti sa ako sieťové médium používa koaxiálny alebo optický kábel. Počítače sa prepájajú pomocou rozvetvovačov (rozbočovačov alebo hubov).V prevedení koaxiálny kábel sa používajú 4-, 8- alebo 16-cestné rozvetvovače, ktoré môžu byť aktívne alebo pasívne. Aktívny rozvetvovač signály prijíma a po zosilnení vysiela ďalej.

K nemu môžu byť pripojené koncové zariadenia alebo ďalší aktívny hub. Vzdialenosť dvoch aktívnych rozvetvovačov môže byť až 600m. Pasívny rozvetvovač signály len prijíma a bez zosilnenia vysiela ďalej. Môže pripájať len koncové zariadenia a to do vzdialenosti až 30m. V prevedení optický kábel sa používajú ako aktívne mnohobodové rozvetvovače (maximálne 64-cestné) a umožňujú pripojiť ďalší rozvetvovač až do vzdialenosti 2400m.Služby počítačových sietiKonštruktéri počítačových sieti si povodne mysleli, že hlavnou úlohou počítačových sieti bude zdieľanie drahých zariadení a komplikovaného programového vybavenia a zabezpečenie vzdialeného prístupu na veľké počítače. Ovšem tieto služby dnes nie sú až tak rozšírené, ako rýchla výmena informácií medzi jednotlivými účastníkmi siete. Napr. sprava odoslaná elektronickou poštou obehne cely svet za niekoľko minút.

Preto služby tohto typu sa stali obľúbenými medzi vedeckými a vyzkumnými pracovníkmi na celom svete. Tieto služby im umožňujú rýchlu výmenu nových poznatkov, konzultácie riešených problémov apod.Všetky služby počítačových sieti je možné rozdeliť do troch základných skupín:1.Práca na vzdialenom počítači 2.Interaktívna komunikácia medzi užívateľmi 3.Prenos súborov medzi počítačmi Každú konkrétnu službu je možné do jednej z týchto skupín zaradiť.Práca na vzdialenom počítači umožňuje užívateľovi využívať technické prostriedky iného počítača, ako toho, na ktorom pracuje. Vzdialený počítač sa obvykle vola host (nadriadený). Z lokálneho počítača sa cez sieťové médium stáva vzdialený terminál nadriadeného počítača. Príkazy napísané na lokálnom počítači sa interpretujú (vykonávajú sa) na prostriedkoch vzdialeného počítača. Cez sieť sa prenášajú len stláčania klávesnice a zmeny obrazovky. Siete, ktoré umožňujú tento režim práce, sú oveľa menej zaťažené, ako siete s filé severom. Na lokálnom počítači beží proces, ktorý sa volá emulácia terminálu.

Programy najčastejšie emulujú VideoTerminály typu VT100 a VT102, ktoré sú 7-bitove, a VT200 a VT220, ktoré sú 8-bitove. 8-bitove umožňujú zobrazovať národné abecedy. Dnes ako emulátor terminálu sa najčastejsie používa program putty, ktorý môže so serverom otvárať zašifrované spojenie. V minulosti sa používal program telnet, ktorý posielal všetky znaky (aj heslo) ako bežný (otvorený, nechránený) text. Interaktívna komunikácia medzi počítačmi umožňuje okamžitú výmenu správ medzi účastníkmi siete, ich rozhovor alebo hľadanie dát v databázach. Príkladom takejto služby môže byt v systéme UNIX program talk, ktorý umožňuje rozhovor medzi dvomi účastníkmi siete, alebo internetová služba IRC, ktorá umožňuje rozhovor medzi viacerými účastníkmi siete. Služba talk je analógia telefonického rozhovoru a služba IRC je analógia amatérskeho rádiového vysielania, kedy jeden vysiela a viacej účastníkov počúva (prijíma). Príkladom interaktívnej služby v databázach môže byt hľadanie užívateľov Internetu - služba whois alebo služba úplne opačná, t.j. zber údajov do databáz v lokálnej sieti.

Prenos súborov je jedna z najzákladnejších sieťových služieb. Dnes je v niekoľkých modifikáciách používaná v sieti Internet nielen ako známe anonymous FTP (File Transport Process), resp. SCP (Secure Copy) alebo SFTP (Secure FTP), ale aj ako elektronická pošta (e-mail), WWW, news a iné ďalšie. V týchto prípadoch sa prenášajú dátové súbory, ale existujú aj siete, napr. založené na rozšírení operačného systému MS DOS, kde sa prenášajú celé vykonávateľné moduly na pracovnú stanicu a tam sa vykonávajú. Tieto siete sú potom oveľa viacej zaťažené, ako siete umožňujúce prácu na vzdialenom termináli. Súbory sú uložené na počítači, ktorý sa vola file server. Ten ich poskytuje clientom na ich vlastnú žiadosť. File server slúži ako "sklad súborov" a klient je ich príjemca. File server umožňuje zdieľanie diskov alebo ich častí, ako sú adresáre alebo jednotlivé súbory. Pri práci s databázovými súbormi umožňuje uzamkýnanie až na úrovni záznamu.Služba FTP používa otvorenú (nechránenú) komunikáciu so serverom, služby SCPa SFTP používajú šifrovanú komunikáciu. Pri nej nehrozí odchytenie hesla v priebehu jeho prenosu po sieti. Okrem vyššie spomínaného file servera (súborový server), sa o počítačoch poskytujúcich sieťové služby hovorí aj o print serveri (sieťová tlač) a o databázovom serveri.Sieťová tlač je spoločné využívanie tlačiarní, ploterov a iných záznamových zariadení.

Sú ovládané počítačom, ktorý sa vola print server (tlačový server). Na ňom beží príslušné programové vybavenie, ktoré riadi tieto práce podľa priority, ďalej umožňuje zmenu formátu papiera a iné služby. Dnes už existujú samostatne na sieť pripojiteľné tlačiarne, ktoré majú v sebe zabudovaný printserver. Databázový server slúži k uloženiu rozsiahlych bází dát ako sú knižnice, bankové ústavy, nemocnice a iné inštitúcie. Baze dát uložené na týchto počítačoch môže podľa pridelených prístupových práv využívať každý účastník siete, ale meniť dáta môžu len niektorí. Aj pre nich platí princíp prideľovania prístupových práv. Tato služba je typická služba typu klient-server. Alternatívne pripojenie do siete internetPrenos informácii pomocou xDSL DSL je moderná technológia, ktorá umožňuje rýchly prístup do internetu cez existujúcu infraštruktúru medených vodičov. Technológia DSL zabezpečuje prenos hlasu a dát na tej istej telefónnej linke. To znamená, že môžete zároveň telefonovať a využívať služby internetu. Jednotlivé signály sa šíria v rôznych frekvenčných pásmach a tak sa navzájom neovplyvňujú. Hlasová komunikácia sa prenáša v pásme do 4 kHz, pričom dáta sa prenášajú v pásme 20 kHz až 1,1 MHz.

Na to, aby DSL vôbec fungovalo, je potrebná zložitá infraštruktúra, pomocou ktorej sa zabezpečuje prenos a modulácia dát. Na strane užívateľa technológie je potrebné inštalovať DSL modem (viď.Obr.:1 a Ob.:2) a splitter. DSL modem zabezpečuje spojenie jedného PC a DSL prístupu. Na pripojenie viac počítačov z DSL prístupom sa používa router. (viď Obr.:6) Splitter zabezpečuje rozdelenie frekvenčných pásiem na hlasové a dátové. Signál z DSL modemu sa koncentruje na strane telekomunikačného operátora na DSLAMy, odkiaľ sa potom ďalej smeruje na sieť ATM do B-RASu, kde zákazníkov jednotlivých ISP nasmerujú cez L2TP tunel k danému internetovému poskytovateľovi. Toto smerovanie sa robí cez B-RAS na základe domény v prihlasovacom mene zákazníka. Autentifikáciu – overenie zákazníka (prihlasovacie meno a heslo) a autorizáciu - pridelenie profilu služby ( napríklad prístup do internetu ) zabezpečuje Autentifikačný , Autorizačný a Accountingový server ISP. DSL (Digital Subcriber Line):Číslicová účastnícka linka je v podstate základný prístup ISDN (ITU –T I.431), prenosové prostredie tvorí 1 metalický pár (2 medené vodiče) o priemere jadier 0,4 – 0,8 mm, spôsob prenosu informácie je plneduplexný symetrický, celková rýchlosť je 160kbit/s, preklenuteľná vzdialenosť je 5,5 km pri priemere jadra 0,5 mm, neumožňuje súčasne prevádzkovať POTS, účastnícke vedenie je ukončené na digitálnej ústredni(šírka pásma 0 až 160 kHz, tlmenie skracuje výrazne dosah).

WiFiWiFi alebo aj Wireless Fidelity je bezdrôtová technológia prenosu dát. WiFi používa pri prenose dát mikrovlny a vysiela v určenom pásme, ktoré je vyčlenené regulačným orgánom. V tomto pásme môžu vysielať hromadné oznamovacie prostriedky ako televízie a rádia. Zároveň v ňom fungujú aj mikrovlnné rúry a iné spotrebiče a preto sa medzinárodnou dohodou vyčlenilo takzvané pásmo ISM (Industrial Scientific and Medical), čo v preklade znamená pásmo vyhradené pre priemyselné, vedecké a lekárske účely. Pásmo 2,4 GHz vyhradil pre tieto účely americký regulátor FCC, ako aj európsky ETSI. Toto rádiové pásmo okupovali predovšetkým práve mikrovlnné rúry a bezdrôtové telefóny, ale s rastúcim záujmom užívateľov o mobilitu výpočtovej techniky sa o neho začali zaujímať aj výrobcovia bezdrôtových sieti.WiFi svojim užívateľom ponúka hneď niekoľko plusov: vytvoriť si sieť ľahko a rýchlo, bez nutnosti ťahať káble. Pôvodným zámerom 802.11 bolo vystavať sieť aj tam, kde je nemožné alebo ekonomicky nevýhodné stavať klasické káblové siete, napríklad z bytu do bytu, z domu do domu, v historických budovách alebo rozsiahlych objektoch.

Zo začiatku bola cena príliš vysoká, pohybujúca sa v reláciách 10000 – 20000 Sk, ale nástup masovej produkcie zrazil cenu v roku 2000 hlboko dole a v roku 2003 sme mohli hovoriť o cenách dvoj max. trojnásobných proti káblovej sieti. V dnešnej dobe sa cena WiFi sieťovej karty pohybuje na cene 800 Sk za kus.Postupom času si výhody WiFi začali uvedomovať aj výrobcovia spotrebnej elektroniky a začleňujú ju do svojich výrobkov. Ako prvá prišla firma SONY, ktorá túto technológiu zabudovala do svojej HiFi veže. Táto sa dá vďaka tejto technológii využiť, aj ako externé reproduktory a dokáže prehrávať hudobné súbory priamo z pevného disku počítača bez nutnosti byť v rovnakej izbe, byte, či dokonca byť spojený káblom. Ďalej prišli druhé firmy, ktoré vyrábajú DVD prehrávače, ktoré sú schopné prehrávať z pevného disku video a audio súbory. Zároveň umožňujú aj pozeranie filmu, na ňom spusteného, sledovať na viacerých TV, či počítačoch a to tak isto bez nutnosti byť v jednom byte či byť prepojený káblom. Alebo si môžete vytlačiť čokoľvek na tlačiarni bez toho, aby musela byť pripojená k zapnutému počítaču, čo šetrí čas a elektrinu. Momentálne u nás WiFi používajú hlavne poskytovatelia alternatívneho pripojenia na internet, ďalej na miestach, kde sa často mení usporiadanie počítačov, napr. konajú sa porady manažmentu firmy.

Každý manažér má notebook vybavený WiFi kartou a na stôl sa položí AP – tzv. Access point v preklade prístupový bod, ktorý pripomína svojimi rozmermi a tvarom malé rádio. Na záver len podotknem, že tieto technológie majú budúcnosť samé, ale najmä v kombinácií so spotrebnou elektronikou. Už o pár rokov sa predpokladá vymiznutie zbytočných káblov, kdekoľvek budeme môcť kontrolovať obsah chladničky, ovládať práčku, nastavovať hodinky, kontrolovať stav motorového vozidla. S pomocou WiFi budeme môcť robiť množstvo ďalších vecí a to všetko bez nutnosti byť pripútaný káblom na jednom mieste.Pripojenie cez káblovú televíziuSpoločnosť UPC ohlásila spustenie programu „chello“ zatiaľ pre obyvateľov bratislavského Starého Mesta. Postupom času plánuje poskytovať internet pre masové použitie do domácností. Na pripojenie takýmto spôsobom stačí mať do domácnosti privedený televízny kábel a nainštalovať si modem. Časovo neobmedzené pripojenie za 1699 korún mesačne s vysokou prenosovou rýchlosťou sa však oplatí iba tým, ktorí trávia na internete veľa času.

Na prijímanie a posielanie e-mailov je to príliš vysoký komfort.Technológia GPRSPripojenie do internetu pomocou GPRS ponúkajú na Slovensku obaja mobilní operátori. Na využívanie GPRS musíte vlastniť predovšetkým mobilný telefón podporujúci túto technológiu a sieťovú kartu v PC. Investície teda nie sú nízke a najväčším problémov masovejšieho zavedenia tejto technológie sú asi drahé mobilné telefóny podporujúce túto technológiu. Pri GPRS sa platí za prenesené dáta, nie za čas strávený na internete. GPRS je tak výhodná najmä na sťahovanie e-mailov a prezeranie web stránok. Nehodí sa na sťahovanie väčších súborov. Všeobecne sa zatiaľ považuje táto technológia využiteľná hlavne pre segment podnikových užívateľov. Satelitné spojenieVhodné je najmä pre firmy - od menších až po korporácie. Satelit nie je vhodný pre domácnosti najmä pre jeho cenu. Veľkou výhodou je ale pokrytie a kvalita pripojenia. Podrobnejšie sa problematike satelitného pripojenia do internetu venujeme.Kde má satelitné pripojenie zmysel - Kde nízka kvalita vedenia neumožňuje DSL spojenie (10 -15% z celkového množstva).- Kde sa poskytovateľovi zariadenia neoplatí DSL alebo káblové spojenie (