To systemy połączonych komputerów zdolnych do wzajemnego przesyłania informacji, do dzielenia się zasobami, udostępniania tzw.

Transkrypt

1 Sieci komputerowe podstawy Beata Kuźmińska 1

2 1. Sieci komputerowe To systemy połączonych komputerów zdolnych do wzajemnego przesyłania informacji, do dzielenia się zasobami, udostępniania tzw. urządzeń peryferyjnych... Network - oznacza połączenie ze sobą komputerów i innych urządzeń 2

3 2. Trzy zasadnicze elementy konstrukcyjne sieci Sprzęt sieciowy to przede wszystkim sieciowe karty rozszerzeń, kable sieciowe Oprogramowanie sieciowe organizujące pracę sieci np. Novell NetWare, Windows NT... Oprogramowanie narzędziowe wspomagające użytkownika sieci 3

4 2. Sprzęt sieciowy Interfejs sieciowy - Karta sieciowa - karta rozszerzeń Hub (koncentrator) - łączy przewody wyprowadzane z kart sieciowych różnych komputerów, scala połączenia komunikacyjne sieci 4

5 2. Sprzęt sieciowy Switch (przełącznik) podobnie jak hub, aktywnie optymalizuje ruch w sieci Ruter (ang. router) decyduje o kierunku przepływu pakietów komputer posiadający własny adres IP, łączy sieć lokalną z rozległą 5

6 2. Sprzęt sieciowy 6

7 2. Sprzęt sieciowy Repeater pełni rolę wzmacniacza Most bridge -łączy takie same sieci Bramka pełni rolę tłumacza, stosowana w przypadku łączenia sieci dwóch znacznie różniących się rodzajów 7

8 2. Sprzęt sieciowy Transmisja danych w może odbywać się za pomocą kabli miedzianych Typy kabli sieciowych: lub światłowodów. W szczególnych wypadkach drogą radiową. skrętka kable RJ45-10 Mb/s na długość 100m kabel koncentryczny BNC Mb/s na długość m światłowód Mb/s na długość 2000m 3000m 8

9 2. Sprzęt sieciowy Szybkość transmisji Jeśli kanał ma szybkość transmisji X b/s (bitów na sekundę), a wielkość danych wynosi D bitów, to czas transmisji wynosi: T D X (s) Fizyczna reprezentacja bitu: elektryczna - wartość bitu 0 = 0V; wartość bitu 1 = +5V świetlny - wartość bitu 0 =brak światła; wartość bitu 1=światło W systemach bezprzewodowych wartość 0 to wiązka fal krótkich wartość 1 wiązka fal długich 9

10 3. Sieci ze względu na rozległość sieć personalna PAN Personal Area Network o zasięgu rzędu kilku metrów sieć lokalna - LAN Local Area Network (np. szkolna, budynkowa, zakładowa) sieć miejska - MAN Municipal Area Network (np. TORMAN, WASK, TASK) sieć rozległa - WAN Wide Area Network (np. Internet, NASK, Bitnet) lokalna sieć bezprzewodowa - WLAN Wireless Local Area Network wykorzystująca fale do przesyłania informacji od punktu dostępu do sieci przewodowej Access Point do wszystkich komputerów, znajdujących się w obrębie fal. 10

11 4. Topologia sieci To sposób połączenia kablami stacji roboczych w sieć. Wyróżniamy topologie fizyczne: 11

12 4. Topologia sieci 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 5. Technologie sieciowe LAN Ethernet Token Ring FDDI 19

20 5. Technologie sieciowe LAN Ethernet logiczna topologia magistrali (przepływ informacji zachodzi w liniowej magistrali) fizyczna topologia gwiazdy lub rozszerzonej gwiazdy (okablowanie w formie gwiazdy) Pasmo: 10 Mb/s do 100Mb/s 20

21 5. Technologie sieciowe LAN Token Ring logiczna topologia pierścienia (przepływ informacji jest kontrolowany w pierścieniu) fizyczna topologia gwiazdy (okablowanie w formie gwiazdy) Pasmo: 4 Mb/s lub 16 Mb/s 21

22 5. Technologie sieciowe LAN FDDI (Fiber Distributed Data Interface) logiczna topologia pierścienia (przepływ informacji jest kontrolowany w pierścieniu) fizyczna topologia podwójnego pierścienia (okablowanie w formie podwójnego pierścienia: pierścień pierwotny i pierścień zapasowy (wtórny). Transmisja prowadzona jest z użyciem jednego pierścienia. W przypadku uszkodzenia pierścienia pierwotnego stacje robocze automatycznie się rekonfigurują i zawracają dane do drugiego pierścienia, przez co inne stacje nie zauważają zaistniałej awarii.) Pasmo: 100Mb/s 22

23 6. INTERNET Internet jest globalną siecią komputerów komunikujących się ze sobą za pomocą wspólnego języka. Prototypem Internetu była sieć wojskowa ARPANet (1967 r.) Dopiero rok 1983 uważany jest za początek Internetu. Łączą się wtedy różne sieci: CSNET, BITNET, EARN, ARPANet. 23

24 7. Intranet, Extranet Intranet - wewnętrzne sieci firm wykorzystujące do dystrybucji informacji technologię Internet, może, ale nie musi być podłączony do Internetu. Extranet - udostępniona partnerom sieć wewnętrzna Intranet, dostawcy, dystrybutorzy, odbiorcy mogą łączyć się z siecią wewnętrzną poprzez Internet. 24

25 8. Sposób przesyłania informacji Dane przesyłane są w postaci pakietów bitów. Aby zapewnić możliwość poprawnego przekazywania danych poprzez poszczególne urządzenia sieciowe dane opatrzone zostają dodatkowymi informacjami: o ilości przesyłanych bajtów, bitami kontrolnymi (poprawność) oraz bitami początku i końca. W ten sposób powstaje ramka ethernetowa. Następnie ramka, w postaci bitowej zostaje wysłana poprzez kartę sieciową do kabli. Proces ten nazywa się procesem enkapsulacji. 25

26 8. Sposób przesyłania informacji 26

27 8. Format ramki ethernetowej Poszczególne pola ramki - są to Bajty danych przenoszące określony rodzaj informacji. Pole FCS to pole określające poprawność danych w ramce. 27

28 8. Sposób przesyłania informacji Odbiór danych odbywa się analogicznie, oczywiście w odwrotnej kolejności. Oczywiście w sieci obowiązują pewne zasady, które normalizują sposób wymiany danych pomiędzy komputerami. Zestaw ściśle ustalonych reguł postępowania, jakimi rządzą się komputery podczas wymiany informacji: odbierania, wysyłania oraz kontroli poprawności to protokoły transmisji. 28

29 8. Sposób przesyłania informacji W celu funkcjonalnego podziału zadań poszczególnych elementów sieci, tak sprzętowych jak i programowych, naukowcy opracowali tzw. warstwowy model odniesienia. Model ten składa się z siedmiu ( w przypadku modelu ISO/OSI) bądź czterech ( w modelu TCP/IP) warstw. Każda warstwa odpowiada za ściśle określone funkcje realizowane na użytek warstwy wyższej. 29

30 9. MODEL ISO/OSI Standardem wprowadzonym w celu umożliwienia wzajemną współpracę oprogramowania pochodzącego od różnych dostawców jest 7 warstwowy Model OSI - model systemów otwartych Open Systems Interconnection. Model opracowany został przez Międzynarodową Organizację Standaryzującą ISO (International Standards Organization) 30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40 9. MODEL OSI/ISO Warstwa 7 Warstwa aplikacji aplikacja użytkownika, dostawca usług Application layer sieciowych Warstwa 6 Warstwa prezentacji interpretowanie danych (np.: pomiędzy Presentation layer różnymi S.O.) Warstwa 5 Warstwa sesji nawiązanie, utrzymanie i rozwiązanie Session layer sesji Warstwa 4 Warstwa transportowa transfer danych, sterowanie transmisją Transport layer Warstwa 3 Warstwa sieciowa rozdzielenie danych do (rutery) Network layer transmisji i ponowne ich scalenie Warstwa 2 Warstwa łącza danych zapewnia niezawodność przesyłania Data link layer danych (karta sieciowa) Warstwa 1 Warstwa fizyczna okablowanie, rodzaje złączy Physical layer 40

41 10. Model TCP/ IP Model OSI jest standardem, według z którym muszą być zgodne modele sieci stosowane w praktyce. Najlepszym tego przykładem jest 4 warstwowy model sieci oparty o stos protokołów TCP/IP: 4. Aplikacja (aplikacja, prezentacja, sesji) 3. Transportowa (protokół TCP/UDP) 2. Internet (sieci protokół IP) 1. Sieć lokalna (łącza danych, fizyczna) 41

42 10. Model TCP/ IP aplikacja transportowa internetowa 42

43 11. Protokoły transmisji Są to zasady, które normalizują sposób wymiany danych pomiędzy komputerami, w jaki sposób nawiązywać połączenie, jaki rozmiar muszą mieć dane itd. Protokół internetowy został stworzony na użytek sieci wzajemnie połączonych systemów komputerowych, z komunikacją opartą na wymianie pakietów. Protokół internetowy obsługuje transmisję bloków danych zwanych datagramami (ang. datagram) z źródła do przeznaczenia, gdzie źródło i przeznaczenie są hostami identyfikowanymi przez adres o ustalonej długości. Protokół internetowy pozwala na dzielenie (fragmentację) i składanie (defragmentację) datagramów podczas ich wędrówki po sieci. 43

44 11. TCP/IP - protokół obowiązujący w sieci Internet TCP (Transmission Control Protocol) protokół kontroli transmisji najważniejszym jego zadaniem jest śledzenie przebiegu podzielonych na pakiety wiadomości i łączenie ich na powrót w miejscu przeznaczenia. Protokół dzieli pliki danych na pakiety i każdy z nich wyposaża w odpowiedni nagłówek TCP, numer porządkowy i numer docelowy. Protokół ten wymaga, by komputer docelowy potwierdzał odbiór danych. IP (Internet Protocol) - protokół międzysieciowy, który zajmuje się przesyłaniem pakietów pomiędzy dowolnymi komputerami 44

45 11. Protokoły transmisji UDP (ang. User Datagram Protocol) jest prostym, bezpołączeniowym i nie gwarantującym poprawności transmisji FTP protokół umożliwiający pobieranie plików HTTP protokół transmisji dokumentów hipertekstowych SMTP, POP3, IMAP protokoły pocztowe PPP protokół komunikacyjny rozszerzający możliwości protokołu TCP/IP w zakresie współpracy z modemami DHCP dynamiczne przydzielanie adresów IP hostom 45

46 12. Usługi internetowe World Wide Web (WWW) Światowa pajęczyna. Poczta elektroniczna ( ) Usenet ogólnoświatowe forum dyskusyjne File Transfer Protocol (FTP) umożliwia przesyłanie plików Internet Relay Chat (IRC) pozwala na prowadzenie rozmowy w czasie rzeczywistym z wieloma internautami naraz Telnet umożliwia zdalną pracę na odległym komputerze 46

47 12. Usługi internetowe Każda usługa oparta jest o model klient serwer; gdzie: serwer jest komputerem (oprogramowaniem na danym komputerze) istniejącym (nasłuchującym) w sieci, który pełni rolę usługodawcy np.: serwer pocztowy klient jest programem uruchamianym na komputerze w sieci, w celu pobrania usługi usługobiorca 47

48 12. Usługi internetowe Każda usługa sieciowa wymaga implementacji odpowiednich protokołów np.: www http poczta elektroniczna smtp, pop3 logowanie na serwer ssh, telnet wymiana plików ftp Dla każdego protokołu przypisane są odpowiednie numery portu, pojawiające się w adresie połączenia sieciowego np.: http port 80 ssh 22 smtp 25 telnet - 23 pop3 110 ftp