Počítačová síť

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.

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 normalizována 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

Gateway firewall.png na vnější síť WAN.]] 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. Příkladem takové sítě může být Internet.

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

Sítě z hlediska vzájemného vztahu stanic (je zajišťováno softwarem sítě)

Client – server

Server poskytuje služby „běžným“ stanicím – klientům (workstation, pracovní stanice). Serverů může být více typů podle poskytovaných služeb (souborový server, tiskový server, poštovní server, www server, ftp server atd.). Nemusí platit vztah server = počítač, u malých sítí plní úlohu několika typů serverů jeden „fyzický“ počítač, u velkých sítí může např. jeden „fyzický“ počítač plnit pouze úlohu print serveru. Server může dokonce sloužit i jako běžná pracovní stanice sítě (ojediněle, snižuje se výkonnost a bezpečnost sítě).

Peer to peer

Termín pochází z angličtiny a znamená „rovný k rovnému“, označuje se také zkratkou P2P. Každá stanice v síti může vyčlenit některý svůj prostředek (tiskárnu, úložné médium, adresář) ke sdílení (s heslem nebo bez). Jiná stanice může tyto prostředky používat, pokud si sdílený prostředek připojí a její uživatel zná případné heslo. Sdílení a hesla mohou být kdykoliv změněna nebo zrušena uživatelem, který u stanice pracuje. Tento typ sítě v podstatě nelze centrálně spravovat. Příklady: Sdílení souborů a systémových prostředků v různých operačních systémech a souborů v internetových P2P sítích.

Síťová zařízení

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

Technické prostředky pro počítačové sítě

Uzly jsou např.

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

Komunikační kanály

Optické nebo metalické kabely
- Např. koaxiální kabel nebo strukturovaná kabeláž (kroucená dvoulinka – UTP)
Rádiové spoje
Vzdušné optické spoje (laser, infračervené spoje v otevřeném prostoru)
Ultrazvukové spoje

Topologie

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.

Sběrnice (bus, ethernet) – kabel prochází okolo všech počítačů, nerozvětvuje se
Hvězda (ARCNet) – všechny počítače připojeny k aktivnímu prvku
Aktivní prvek (hub) – posílá signál do všech větví
- Switch (přepínač, chytřejší) – posílá signál jen do jedné větve (kam patří)
Kruh – spojení je uzavřeno (vznikne propojením obou konců sběrnice)
Strom – kombinuje sběrnici s hvězdou
Samostatný počítač (virtuální síť)
Neomezená (např. Internet)

Síťové prvky

Směrovače (router)
Přepínače (switch)
Koncentrátory a rozbočovače (hub)
Síťové mosty (bridge)
Měniče rozhraní (mediakonvertory)
Bezpečnostní zábrany (firewall)
Opakovače (repeater)
Modulátory/demodulátory (modem)
Vysílače/přijímače (transceiver)

Softwarové prostředky

Síťový operační systém (Linux, *BSD, Novell Netware,…)
Aplikace schopné využívat prostředky systému, určené k síťové komunikaci

Podívejte se také na

Iperf

Hardware | Počítačová terminologie | Telekomunikace | Informatika

Gourt Home::Gourt :: Počítačová síť