Rozdelenie počítačových sietí – Podľa komunikácie medzi počítačmi

S prepojovaním okruhov (circuit switching)

• komunikácia spočíva vo vytvorení fyzického dátového spoja medzi účastníckymi počítačmi alebo používateľmi terminálu
• vytvára sa cesta medzi koncovými uzlami na celú dobu spojenia
• dáta medzi dvoma počítačmi sa prenášajú v celku
• v okamihu prenosu dát nemôže k sieti pristúpiť nikto tretí
• vhodné pre telefónne linky
• príklad: protokol UUCP

S prepínaním packetov (packet switching)

• dáta sa prenášajú v malých blokoch – packetoch
• je možné, aby niekoľko packetov cestovalo k svojmu cieľu súbežne
• vyslané packety nemusia používať rovnakú dátovú cestu a nemusia doraziť k cieľu v
poradí, v ktorom boli vyslané
• počas prenosu medzi dvoma počítačmi môžu k sieti pristupovať aj iní používatelia

Topológie počítačových sietí...

• Fyzická
• je daná spôsobom fyzického prepojenia všetkých komponentov siete (pracovných staníc, serverov a špeciálnych komunikačných zariadení),
• definuje káblové rozložení siete
• Logická
• definuje logické rozložení siete
• špecifikuje, akým spôsobom medzi sebou komunikujú prvky v sieti a ako sa prenášajú informácie,
• nemusí byť zhodná s fyzickou topológiou

Fyzické topológie

Topológia KRUH ( RING )

• každý počítač je prepojený priamo s predchádzajúcim a nasledujúcim počítačom
• každý počítač je pripojený k sieti aktívne – prijaté dáta, určené inému uzlu, prevezme a pošle ďalej. Pritom taktiež dochádza k elektrickej a logickej regenerácii signálu.
• káblovo sú linky väčšinou usporiadané tak, že po jednej linke počítač signál posiela a po druhej prijíma
• dáta sa pohybujú v kruhu od odosielateľa (prechádzajú postupne k najbližšiemu susedovi) postupne cez všetky následné uzly až k príjemcovi (adresovanej stanici ) – smer pohybu je daný spôsobom prepojenia siete
• výpadok ľubovoľnej stanice spôsobí (u klasickej kruhovej sieti) haváriu celej siete
• správy je nutné zo siete odstraňovať, aby donekonečna kruhom neobiehali (má na starosti prijímač, vysielač alebo monitorovacia stanica)
• riadenie prístupu k médiu býva realizované postupným predávaním špeciálnej správy - token (pešek), ktorého príjemca získa právo vysielať - riadený jednosmerný tok dát
• klasická forma tejto siete sa príliš často v praxi nepoužíva, ale používajú sa špeciálne techniky káblového prepojenia, ktoré zabránia výpadku siete pri poruche (alebo odpojení) ktorejkoľvek zo sieťových staníc alebo pri prerušení káblu (Star-Wired Ring)

Topológia STAR – WIRED RING

• používa kruh ako logickú topológiu, avšak ako fyzická topológia je použitá hviezda
• jednotlivé zariadenia sú fyzicky pripojené k centrálnemu aktívnemu rozbočovaču do hviezdy,
• avšak vo vnútri každého rozbočovača sú stanice fyzicky prepojené do kruhu
• používajú sa špeciálne rozbočovače, ktoré majú dva špeciálne koncové porty
• každý koncový port je pripojený k otvorenému koncovému portu niektorého iného rozbočovača (každý port k inému rozbočovaču) tak, aby bolo možné všetky stanice prepojiť do jedného fyzického kruhu.

Topológia HVIEZDA ( STAR )

• ide najstaršiu topológiu počítačových sietí – používala sa pre pripojovanie terminálov k centrálnemu počítaču
• všetka komunikácia prebieha cez centrálny uzol (riadiaca stanica, hub), ostatné stanice sú k nej paralelne pripojené
• vysoké náklady vzhľadom k drahému riadiacemu počítaču, ktorý je nutné koncipovať s veľkou technickou rezervou
• výpadok stanice ani kábla neohrozí funkciu siete,
• ak vypadne centrálna stanica, havaruje celá sieť!
• neumožňuje efektívne zapojiť viac rovnoprávnych serverov
• v súčasných LAN sa v úlohe centrálneho uzla najčastejšie používa niektorý druh prepojovacieho zariadenia (napr. rozbočovač - hub) a koncové uzly sú tvorené pracovnými stanicami a serverami.
• ak je centrálnym prvkom rozbočovač, je signál (vysielaný ktorýmkoľvek počítačom) šírený po celej sieti (podobne ako u zbernice)

Topológia STROM ( TREE )

• vylepšenie princípov zbernicovej topológie (distribuovaná zbernica)
• jej stredom je riadiaci počítač označovaný ako koreň
• pre prenos správ sa využívajú väčšinou u každej stanice dva kanály:
• pre prenos od koreňa k danej stanici
• pre prenos od stanice ku koreňu
• komunikácia je vedená vždy cez koreň, ak dôjde k havárii koreňa, znamená to výpadok celej siete
• výpadok uzla spôsobí výpadok celého podstromu siete
• ľahko rozšíriteľná (pridanie ďalšej vetvy)
• použitie napr. služby káblovej TV Terminátor, Head, End

Topológia ÚPLNÁ ( MESH )

• špeciálna prípad topológie MESH (viaccestná topológia)
• každá stanica je prepojená zo všetkými ostatnými stanicami
• vyžaduje veľký počet káblov (redundantné spoje)
• veľmi spoľahlivá
• veľmi zle rozšíriteľná
• málo používaná
• V prípade, že nejaké spojenie zlyhá, dáta môžu putovať k cieľu ďalej po iných dostupných linkách (majú viac možností)

Topológia ÚPLNÁ ( MESH ) a NEPRAVIDELNÁ (IRREGULAR)

• z jednotlivých uzlov vedie premenlivé množstvo liniek
• môže ísť o skorý návrh siete, alebo zle a neefektívne naplánovanú sieť

Topológia DUAL RING

• je rovnaká ako kruhová topológia,
• každá stanica je súčasťou dvoch nezávislých kruhov, z ktorých v danom čase využíva iba jeden,
• vysoká spoľahlivosť a flexibilita v sieti,

Topológia CHRBTICOVÁ - MOST (BACKBONE BRIDGE)

• prepája jednotlivé LAN s ľubovoľnou topológiou
• spojuje každou dvojici sietí LAN priamo pomocou mostu
• pokiaľ prebieha komunikácia vo vnútri niektorej LAN, dáta neprebiehajú cez Backbone

Topológia CASCADED BRIDGE

• pre prenos dát z jednej siete do druhej je nutné využiť tzv. medziľahlú sieť

Topológia BUNKOVÁ (CELLULAR)

• spočíva v rozdelení geografického dosahu siete do oblastí (buniek)
• jednotlivé bunky sú prepojené bezdrôtovo iba elektromagnetické vlny (wireless technology)
• jednotlivé bunky sa môžu pohybovať (napríklad mobilný telefón, satelitné družice)
• zvyčajne integrované do iných topológií

Výhody

• nepoužíva žiadne fyzické prenosové médiá
• ako prenosové médium používa
• zemskú atmosféra
• vákuum v mimo planetárnom priestore (satelit).

Nevýhody

• komunikačný signál je všade prítomný
• náchylný na rušenie
• náchylný k narušeniu zabezpečenia (elektronické monitorovanie a krádež služieb)
• bunka môže komunikovať iba s bezprostredne susednými bunkami (neefektívne)
• nie na veľké vzdialenosti (nedostatky a rušenie)

Programové prostriedky a poskytované služby lokálnych sietí

SLUŽBY SIETE

Funkciou každej vrstvy modelu OSI je poskytovanie služieb vyššej vrstve Vrstvy môžu ponúkať vyšším vrstvám dva typy služieb:

Modelom spojovanej služby je telefónny systém - vysielač informácie vysiela a prijímač prijíma
Modelom nespojovanej služby je pošta - každá správa nesie so sebou úplnú adresu svojho určenia - a je systémom dopravovaná nezávisle na ostatných správach.

Každá služba je charakterizovaná svojou kvalitou

• niektoré sú spoľahlivé tým, že sa nestratia dáta
• spoľahlivá služba je obvykle implementovaná tak, že príjemca prijatie každej správy
potvrdzuje, takže vysielač si je istý, že správa dorazila na určené miesto.

Služby lokálnych počítačových sietí...

•potvrdzované
•nepotvrdzované
•spojované
•nespojované

TYPY SLUŽIEB

Spojované

• spoľahlivý prúd správ (postupnosti stránok)
• spoľahlivý prúd slabík (vzdialené prihlasovanie)
• nespoľahlivé spojenie (číslicový prenos hlasu)

Nespojované

• nespoľahlivé dátagramy (elektronická informačná služba)
• potvrdzované dátagramy (doporučený dopis s návratkou)
• otázka - odpoveď (databázové dotazy)

SLUŽBY, KTORÉ MÔŽU LOKÁLNE SIETE POSKYTOVAŤ:

1. zdieľanie diskového priestoru
2. zdieľanie databázových aplikácií
3. zdieľanie programového vybavenia
4. zdieľanie tlačiarní a iných periférnych zariadení
5. zdieľanie modemov
6. predávanie správ medzi užívateľmi (elektronická pošta E-mail)
7. konverzácia medzi užívateľmi
8. vzdialené zavádzanie operačného systému
9. ochrana dát a zvýšenie bezpečnosti prevádzky
10. sledovanie a riadenie prevádzky v sieti

1. Zdieľanie diskového priestoru

Pre zdieľanie diskového priestoru môžu nastať tri dôvody:

• ako takého
• kvôli databázovým aplikáciám
• kvôli drahému programovému vybaveniu

2. Zdieľanie databázovej aplikácie

• práca nad databázovou aplikáciou aj viacerých užívateľov súčasne
• jednoduchšie riadenie prístupu do databáze

3. Zdieľanie programového vybavenia

• umiestnenie najčastejšie využívaného programového vybavenia na zdieľane disky

4. Zdieľanie tlačiarní a iných periférnych zariadení

• využívanie donedávna veľmi drahých špeciálnych a veľmi kvalitných tlačiarní
• CD disky, scanery,

5. Zdieľanie modemov

• úspora telefónnych liniek
• možnosť zakúpenia drahých ale výkonnejších modemov

6. Predávanie správ medzi užívateľmi (tzv. elektronická pošta E-mail):

• význam tejto služby stále vzrastá, ale je náročná na diskový priestor

7. Konverzácia medzi užívateľmi

• Chat

8. Vzdialené zavádzanie operačného systému

• možnosť pracovať v sieti s tzv. diskless stanicami (počítače bez HW i FDD)
• službu zaisťuje tzv. zavádzací server

9. Ochrana dát a zvýšenie bezpečnosti prevádzky:

LAN zaisťuje na troch úrovniach

• vyžaduje sa heslo pri prihlásení užívateľa k sieti
• každý používateľ má svoj zoznam prístupových práv
• na každom serveri existuje zoznam používateľov a ich práv k prístupu k tým prostriedkom, ktorý daný server poskytuje ostatným v sieti pracujúcim počítačom (tzv.
preverovacie záznamy) pomocou týchto záznamov môže správca siete získať informácie o všetkých činnostiach, ktoré sledovaný užívatelia v sieti prevádzali.

10. Sledovanie a riadenie prevádzky v sieti:

Ak si dokúpime k základnému sieťovému programovému vybaveniu ďalšie dodatočné programy, budeme schopní sledovať od svojho počítača prevádzku na monitoroch až tridsiatich šiestich počítačov ostatných v sieti zapojených počítačoch, a naviac budeme schopní počítače na diaľku ovládať. Správca systému môže na diaľku meniť konfiguračné súbory

Sieťové programové vybavenie je to, čím sa líši počítač pracujúci ako pracovná staníc od počítača, ktorý pracuje ako server. Sieťové programové prostriedky tvoria:

• sieťový operačný systém,
• sieťové aplikačné programové vybavenie,
• sieťové utility.

SIEŤOVÝ OPERAČNÝ SYSTÉM (NOS - NETWORK OPERATING SYSTEM)

• ide o programové vybavenie, ktoré má za úlohu zabezpečiť, aby sa nám vzdialené technické prostriedky javili ako lokálne
• je to špeciálne rezidentné programové vybavenie, obsluhujúce inštalovaný sieťový adaptér a umožňujúce nášmu počítaču komunikovať prostredníctvom tohto adaptéru s ostatnými v sieti zapojenými počítačmi.

APLIKAČNÉ PROGRAMOVÉ VYBAVENIE

• to, aký z bežne predávaných programov bude na sieti pracovať, možno najjednoduchšie zistiť u autorizovaného distribútora príslušného sieťového systému, a to pomocou zoznamu kompatibilných programov (compatibility list).
• všeobecne platí, že len nepatrné percento programov nie je možné nakonfigurovať tak, aby nemohli na súčasných sieťach pracovať.

SIEŤOVÉ UTILITY A NADSTAVBY

• sieťové utility a nadstavby majú v sieťovom prostredí podobnú funkciu ako bežné utility v nesieťovom prostredí, t.j. majú za úlohu zvýšiť efektivitu práce na sieti.
• môžu pomáhať pri zariaďovaní záložných kópií obsahu zdieľaných diskových jednotiek,
• môžu zaznamenávať aktivitu jednotlivých užívateľov a sledovať prevádzku na sieti.

Všetky stolné počítačové systémy vyžadujú ku svojej práci OS. Operačný systém (OS) je softvér, ktorý poskytuje nízko-úrovňové služby zdieľané rôznymi aplikáciami. Aplikácia (napr. databáza) neustále volá bežné úlohy podporované OS (posielanie dát monitoru, aktualizácia súborov a disku, prijatie hodnôt z klávesnice atď.)

SIEŤOVÝ OS

• vykonáva okrem funkcií bežného OS aj niektoré špeciálne funkcie, podľa zložitosti prostredia,
• niektoré sieťové OS pracujú nad základným OS (napr. LANtastic na DOS, ale napr. NetWare je nezávislý sieťový OS).
• okrem vykonávania bežných nízko úrovňových úloh je sieťový OS zodpovedný za nasledujúce:
• smerovanie dátového behu siete
• riadenie prístupu k dátam podľa bezpečnostných požiadaviek
• zabránenie prístupu k dátovým súborom v dobe ich spracovania
• vládanie toku dát medzi rôznymi (niekedy i nekompatibilnými) pracovnými stanicami
• správa žiadostí o tlačové služby
• správa komunikácie a správ medzi sieťou a vzdialenými miestami

SLUŽBY SIEŤOVÉHO OS

- musia byť z hľadiska užívateľa úplne priehľadné. Sieť by mala mat čo možno najintuitívnejšie rozhranie. Komplexné úlohy by mali byť reprezentované jednoduchými
slovnými inštrukciami a obrázkami, ktoré sú zrozumiteľné pre človeka i s netechnickými znalosťami.

LANtastic

• klasický OS peer–to–peer (Arisoft Corp.)
• ľahké nastavovanie
• relatívne nízke pamäťové nároky
• dobrá bezpečnosť pre systém peer-to-peer
• nízka cena
• PC 640kB RAM, DOS 3.1 a viac
• podporuje NetBIOS kompatibilné siete (Ethernet) - čo znamená, že pracuje nad DOSom alebo vlastnú sieť Arisoft
• inštalácia buď KLIENT alebo SERVER (oba vysielajú alebo prijímajú dáta, server iba na žiadosť klienta a klient na žiadosť serveru – pokiaľ ide o vlastné dáta a nie o riadenie siete)
• Ak je k PC pripojená zdieľaná tlačiareň – tlačový server, inak je PC klientom nejakého súborového serveru.
• bezpečnosť pomocou prístupových práv (Search only, read only, create only, delete only, change atributes only, execute program files, full access)
• je nenákladným riešením pre prac. skupiny na zdieľanie dát s určitou mierou bezpečnosti
• je ju možné bez dodatočných nástrojov pripojiť na väčšie siete
• dnešná verzia 8.01 podporuje Windows, MacOS, DOS a OS/2

Microsoft Windows forWorkgroups

• sieť typu peer-to-peer
• rozšírenie Win 3.1
• grafické intuitívne prostredie
• množstvo nových nástrojov (Net watcher, MS Mail ...)
• k zdieľaným sieťovým diskom sa pristupuje ako k iným lokálnym diskom
• ochrana prístupov pomocou hesiel (read, write, full)

Microsoft Windows 9x/ME

• rozširuje vlastnosti Windows for Workgroups
• podpora jednoduchej siete peer-to-peer
• podpora plug&play
• jednoduchá inštalácia siete a sieťového softvéru (Outlook Express, NetWatcher)
• ľahké zdieľanie zdrojov (disky, tlačiarne) pripojených k inému PC
• ochrana prístupov pomocou hesiel (read, write, full)
• pre využitie ďalších sieť. služieb je potrebné PC pripojiť ako klientov k väčším sieťam
• ľahká údržba siete
• pomerne nízka bezpečnosť

IBM OS/2, Warp a Warp Connect

• podpora siete peer-to-peer
• odpoveď spoločnosti IBM na Windows
• robustný a spoľahlivý OS
• nemá sieťovú podporu iba s dodatočným softvérom
• LANtastic for OS/2 - peer-to-peer, graf. prostredie
• IBM OS/2 LAN Server – výkon ako WIN NT
• podpora zdieľania zdrojov a aplikácií za pomoci štandardných sieťových kariet a káblov
• WarpConnect podporuje spojenie peer-to-peer aj pomocou paralelného kábla

Apple Macintosh NOS

•Apple computer integrovala sieťové služby priamo do svojho OS
• po zapnutí PC je sieť okamžite k dispozícii
• systém vyžaduje Apple Macintosh
• spoľahlivá integrácia sieť. služieb, zdieľania zdrojov (prístup k nim ako k lokálnym zdrojom)
• kvalitné zabezpečenie, prístupové úrovne sú podobné na LANtastic
• podpora dynamického prístupu k údajom medzi aplikáciami (IAC – InterApplication Communication).
• napríklad text. editor môže vziať údaje z databázy a vložiť ich do textu (podpora i cez sieť)

Microsoft Windows XP

• kombinuje vlastnosti WIN NT/2000 (sila, bezpečnosť, ovládateľnosť a spoľahlivosť) s vlastnosťami WIN 98/ME (Plug and Play, jednoduchosť použitia) s novou podporou a servisom.
• 32/64 bitový OS, má prepracovanejšiu grafiku prostredia a podporuje nové druhy hardware,
• aplikácie môžu biť spúšťané v „módoch“ predchádzajúcich verzií OS.
• obsahuje systém automatickej obnovy dokumentov (pri problémoch), obnovy systému, automatický update, atď.
• má vylepšenú bezpečnostnú politiku. WinXP je viac užívateľský OS (možnosť rýchleho striedania užívateľov).
• obsahuje služby RemoteAsistance (umožní povoliť priateľovi alebo pracovníkovi podpory, ktorý tiež pracuje v systéme Windows XP, vzdialené riadenie vášho počítača za účelom ukážky nejakého procesu alebo odstránenia problému),
• SystemRestore (monitorovanie zmeny systémových súborov a v prípade problému obnovenie stavu bez straty údajov),
• NetworkSetupWizard (správa a nastavenia domácej siete).
• verzia Professional ponúka naviac vyššiu úroveň bezpečností, podporu vysokovýkonných viacprocesorových systémov atď.
• 64 bitová verzia WinXP ponúka najvyššiu úroveň výkonu s podporou procesorov Intel Itanium, AMD Opteron atď.

NetWare

• Novell Corporation
• veľký systém typu klient/server, textový režim
• dobre navrhnutý, rýchlosť, výkon, spoľahlivosť
• pripojenie k serveru pomocou LOGINu (meno, heslo)
• každý užívateľ môže mať rôzne práva
• modulová architektúra (voľba služieb, ktoré budú zahrnuté do OS)
• logická stromová štruktúra siete (volám stanicu menom a nie sieťovou adresou)
• rôzne druhy bezpečnosti podľa úrovne (systémový správca, užívateľ ...)
• odolnosť systému voči chybám (zabráneniu možnej strate dát pri zlyhaní disku - verifing)
• aktuálna verzia 6.5 Support Pack 5

Microsoft Windows NT/2000/2003

• typ klient/server
• rovnaké úrovne bezpečnosti ako NetWare
• integrované grafické prostredie
• široká podpora sieťového hardvéru a rôznych sieťových protokolov (TCP/IP, NetWare Link, NetBEUI – sieť kde sú všetky uzly pripojené k serveru, DataControl – komunikácia s Mainframe)
• ľahká inštalácia
• centralizované klientské dáta, každý klient má užívateľský účet pre prístup do siete
• správca má možnosť nastaviť používateľovi jeho práva a prístupy k službám a zdrojom
• prihlásenie sa pomocou mena a hesla z rôznych PC (na NT je uložený jeho používateľský profil)
• bezpečnosť pomocou prístupových hesiel s sieti a užívateľským službám
• práva sú určované pre celé oblasti (domény)
• užívateľské kategórie (Administrators, Server Operators, Account Operators, Print Operators, Backup Operators, Power Users, Users)

Unix

• 1965 v Bell Telephone Laboratories ako zjednodušenie OS Multics
• veľký systém typu klient/server, textový režim
• dobre navrhnutý, rýchlosť, výkon, spoľahlivosť
• pripojenie k serveru pomocou LOGINu (meno, heslo)
• každý užívateľ môže mať rôzne práva
• modulová architektúra (voľba služieb, ktoré budú zahrnuté do OS)
• Filozofia os Unix spočíva v tom, aby sa všetky funkcie mali rozdeliť do malých častí, teda relatívne jednoduchých programov. Nové funkčné vlastnosti je možné získať vhodnou kombináciou týchto jednoduchých programov.
• zložitejšia inštalácia a obsluha
• prihlásenie sa pomocou mena a hesla z rôznych PC (prostredníctvom telnetu)
• bezpečnosť pomocou prístupových hesiel s sieti a prístupových práv
• odolnosť systému voči chybám
• napr. SCO UnixWare 7.1.4, SUN Solaris 10, NetBSD 3.0.1

Linux

• 1988 Linus Tovalds
• verzia OS Unix pre PC s procesorom od firmy Intel
• na jeho vývoji sa podieľali ľudia z celého sveta
• je to free OS
• pripojenie k serveru pomocou LOGINu (meno, heslo)
• obdobné vlastnosti ako OSs Unix
• Linux vznikol pôvodne ako náhrada drahých operačných systémov UNIX pre platformu Intel • Je to veľmi rýchly a stabilný 32/64-bitový sieťový OS, podporujúci preemptívny multitasking, multiuser, grafické rozhranie X-Windows (na serveri) a multiprocessoring (max 4 CPU).
• Linux podporuje väčšinu software napísaného pre UNIX.
• Prakticky ale prichádza s každou distribúciou Linuxu také množstvo aplikácií, že nemáte potrebu hľadať ďalšie softwarové vybavenie. Pokiaľ ale vaša distribúcia neobsahuje potrebný software, je veľká pravdepodobnosť, že ho nájdete v inej distribúcii UNIXu a že bude software vo vašom Linuxe fungovať,
• http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Linux_distributions