Počítačové siete

Počítačové siete

Počítačová sieť je systém vzájomne prepojených a spolupracujúcich počítačov. Medzi týmito počítačmi možno prostredníctvom siete pohodlne a rýchlo prenášať informácie. Informácie možno, samozrejme, prenášať aj medzi počítačmi nepripojenými do siete a to prostredníctvom médii (disketa, magnetická páska, optický disk, atď). Tento spôsob je však príliš nepohodlný, zdĺhavý a neumožňuje interaktívne spracovanie informácii.

Druhy počítačov v sieti

Podľa funkcie rozlišujeme v sieti dva druhy počítačov:
• pracovné stanice,
• servery.

Pracovná stanica slúži na spracovanie údajov používateľom. Je to vlastne samostatný počítač, ktorý je pripojený do siete a tak môže využívať jej služby.

Server zabezpečuje chod siete. Realizuje funkcie siete a poskytuje ostatným používateľom svoje prostriedky (pamäťové miesto na svojich diskoch, tlačiarne, plotre…).
Všeobecne môže byť v sieti ľubovoľný počet serverov a pracovných staníc. Ak je serverov v sieti viac, môžu sa navzájom v poskytovaní služieb a prostriedkov doplňovať.

Základné časti siete

Sieť pozostáva z nasledujúcich základných častí:
• hardvér,
• softvér,
• organizačné zabezpečenie.

Hardvér siete zahrňuje všetky technické prostriedky v sieti (počítače, tlačiarne, plotre, atď). Pod hardvér sa zaraďujú aj prostriedky, ktorými je realizované vlastné prepojenie siete. Sú to hlavne sieťové adaptéry (sieťové karty), ktoré sa vkladajú do počítačov a zabezpečujú prenos údajov medzi počítačmi a spojovacie vedenie, ktoré zabezpečí prepojenie počítačov. Toto vedenie môže byť prakticky ľubovoľne dlhé. Pre krátke spojenia sa používajú káblové spoje, napr. koaxiálny kábel. Pre dlhšie spojenia sa dá použiť napr. telefónna sieť. Pri vlastnej realizácii sa používajú aj prídavné zariadenia ako rozbočovače, zosilňovače signálu, modemy, atď.

Sieťový softvér je programové vybavenie, ktoré v spolupráci s hardvérom siete zabezpečuje funkcie siete. U niektorých operačných systémov sú sieťové funkcie už jeho súčasťou. U iných musíme zabezpečiť dodatočné programové vybavenie a spustiť ho na jednotlivých počítačoch siete. Väčšinou je realizované pomocou rezidentných programov. U niektorých sietí je programové vybavenie veľmi rozsiahle a je realizované ako samostatný operačný systém, ktorý je uložený a pracuje na serveroch siete, zatiaľ čo na pracovných staniciach sa spúšťa len jeho malá časť v prostredí operačného systému počítača.

Základné druhy počítačových sietí

Vzhľadom na to, že existuje mnoho druhov a typov rôznych počítačov je aj situácia v oblasti počítačových sietí zložitá. My si pre potreby a rozsah tejto publikácie vymedzíme dve základné delenia tejto oblasti.

Rozdelenie sietí podľa typov pripojených počítačov

Podľa druhov počítačov použitých v sieti delíme siete na:
• homogénne,
• heterogénne.
Homogénne siete sú také, že všetky pripojené počítače sú rovnakého druhu. Druhom siete sa rozumie napr. sálové počítače IBM, minipočítače VAX, osobné počítače IBM PC, atď. V súčasnosti sú najviac rozšírené siete osobných počítačov IBM PC a kompatibilných.

Heterogénne siete môžu obsahovať viacej druhov počítačov. Existujú siete, kde sú prepojené veľké sálové počítače, minipočítače aj osobné počítače. Typickým predstaviteľom týchto sietí sú verejné dátové siete.

Rozdelenie sietí podľa rozlohy

Z hľadiska rozlohy delíme siete na:
• lokálne (LAN)
• mestské ( MAN)
• globálne (WAN)

Uloženie údajov v sieti

Z hľadiska koncepcie siete existujú dve možnosti uloženia údajov v sieti. Buď sa údaje sústreďujú na jednom počítači v sieti alebo sú uložené na rôznych počítačoch v sieti. Z tohto hľadiska siete LAN možno rozdeliť na:
• Client-to-server,
• Peer-to-peer.

Client-to-server sú siete, kde údaje sú umiestnené na serveri a na pracovných staniciach sa vykonáva len ich spracovanie. Siete tohto typu majú mnoho výhod. Všetky údaje sú uložené na jednom počítači, takže ich spravovanie a zálohovanie je výrazne jednoduchšie. Ak sú všetky údaje uložené na serveri, tak v prípade poruchy na pracovnej stanici môže používateľ pokračovať v práci na inej pracovnej stanici.

Peer-to-peer sú siete, ktoré majú údaje uložené na všetkých počítačoch a žiaden z nich nie je dôležitejší ako ten druhý. Prevádzka týchto sietí býva spravidla voľnejšia a nie je tak obmedzovaná pravidlami ako prevádzka sietí Client-to-server.

Topológia siete

Topológia siete charakterizuje spôsob, akým sú medzi sebou prepojené jednotlivé počítače siete. Je určená výlučne len použitým sieťovým hardvérom. Najbežnejšie sú nasledujúce typy topológii:
• zbernicová,
• hviezdicová,
• kruhová.

Zbernicová topológia je charakteristická tým, že jednotlivé počítače siete sú pripájané na zbernicu. Zbernica je priame vedenie, ku ktorému sa pripájajú ostatné káble. Správa vysielaná ľubovoľnou stanicou sa šíri po celej zbernici a tak ju môže počítač, pre ktorý je určená, prijať.

Hviezdicová topológia je charakteristická tým, že jednotlivé počítače sú pripojené cez rozbočovač. V tejto topológii sa správa tiež šíri po celom vedení a cieľová stanica ju môže prijať.

Kruhová topológia je charakteristická tým, že počítače sú prepojené do uzavretého kruhu. V tejto topológii sa správa šíri jedným smerom od počítača k počítaču až k počítaču cieľovému.

Hardvér siete

V tejto kapitole sa budeme zaoberať technickými prostriedkami, ktorými je realizované fyzické prepojenie počítačov v sieti. Vysvetlíme si spôsob spájania počítačov v sieti a spomenieme si najhlavnejšie typy sieťového hardvéru v oblasti sietí LAN.
Spôsob spájania počítačov v sieti

Na to, aby počítač mohol byť pripojený do siete, musí byť do počítača vložená špeciálna obvodová doska tzv. sieťová karta, ktorá nám zabezpečí prenos informácii z počítača do vedenia siete. Na tejto doske je konektor, na ktorý sa vedenie pripája. Spojovacím vedením sú prepojené všetky počítače siete. Podľa potreby môžu byť použité rôzne doplnkové komponenty sieťového hardvéru ako rozbočovače na vytváranie odbočiek vo vedení alebo zosilňovače na udržanie úrovne signálu vo vedení.
Hardvér siete určuje hlavné parametre siete ako prenosovú rýchlosť, topológiu siete, metódu prístupu a maximálny rozsah siete.

Spojovacie vedenie

Spojovacie vedenie tvoria káble, ktorými sú navzájom poprepájané počítače v sieti a môže byť realizované rôznymi druhmi káblov. Najčastejšie sa používajú nasledujúce druhy káblov:
• koaxiálny kábel,
• krútená dvojlinka,
• optický kábel.

Koaxiálny kábel sa vyznačuje jednoduchým spôsobom pripájania, veľkou odolnosťou proti rušeniu elektromagnetickým poľom a v neposlednom rade aj priaznivou cenou.

Krútená dvojlinka existuje v dvoch vyhotoveniach a to tienenom (TP) a netienenom (UTP). Netienené je menej odolné voči rušeniu vonkajšími vplyvmi a preto sa používa len v menej náročnejších prostrediach.

Optický kábel je najmodernejším druhom spojovacieho vedenia. Je úplne odolný voči elektromagnetickým vplyvom a vyznačuje sa vysokou prenosovou rýchlosťou, je však dosť drahý a má náročný spôsob konektorovania. Tento druh vedenia sa ukazuje ako najperspektívnejší.

Každý kábel musí byť zakončený konektorom. Pomocou nich sa káble pripájajú na hardvér siete. Existuje niekoľko rôznych typov týchto konektorov a ich použitie závisí od použitého druhu vedenia.

Aktívne prvky sietí:

Repetear - (opakovač) – používa sa na predĺženie segmentu v koaxiálnych rozvodoch. Jednotlivé typy sa líšia počtom portov, ktoré slúžia ako výstup pre ďalšie segmenty siete.

HUB (ozbočovač) – slúži k vytváraniu sietí TP a UTP ( hub dostáva na vstupe signál a na výstupoch ten istý zosilnený signál)

Switch (prepínač) – taktiež slúži na vytváranie sietí TP a UTP ale je inteligentnejší ako hub - dokáže riadiť tok signálov.

Router (prepojovač) – slúži na vzájomné prepojenie sietí na protokole TCP IP

Modem – zariadenie na pripojenie PC a siete k telefónnej linke (mení digitálny signál na analógový a naopak). Zjednodušene ich delíme na:
1. modemy pripojené na štandardnú telefónnu linku
2. ISDN modemy
3. modemy - Base Band umožňujúce pripojenie pevnou linkou