Sieci komputerowe – podstawowe pojęcia

Definicja sieci komputerowej mówi, że jest to połączenie przynajmniej dwóch komputerów w celu wymiany danych poprzez media transmisyjne wykorzystując odpowiednie protokoły komunikacyjne.

Obecnie definicję tą trzeba rozszerzyć, ponieważ zwiększyła się liczba urządzeń podłączanych do sieci i korzystających z niej. Dziś do sieci komputerowej podłączamy nie tylko komputery czy serwery, ale również telefony komórkowe, tablety, telewizory, a nawet pralki, lodówki oraz inne urządzenia AGD. Oczywiście podstawa działania sieci komputerowych się nie zmieniła, dalej tworzy się sieci aby udostępniać dane (pliki, strony WWW, usługi sieciowe) oraz zasoby sprzętowe (drukarki, dyski, skanery, napędy optyczne), natomiast różnica polega na tym, że korzysta z niej o wiele urządzeń niż kiedyś.

Pojęcia związane z siecią komputerową:

Host - urządzenie końcowe sieci komputerowej, stanowiące źródło lub celu przesyłania danych w sieci.

Serwer – komputer, na którym zainstalowane jest specjalistyczne oprogramowanie, oferujący usługi innym komputerom (WWW, poczta elektroniczna, zasoby plikowe)

Klient – komputer korzystający z usług udostępnianych przez serwer

Klient – Serwer – architektura sieci komputerowej, w której występuje komputer udostępniający usługi (serwer) oraz komputery korzystające z tych usług (klienci)

Peer to Peer (P2P) – architektura sieci komputerowej, w której nie występuje jeden komputer udostępniający usługi, wszystkie komputery w tej sieci działają na równorzędnych prawach

Medium transmisyjne – element sieci komputerowej, za pomocą którego komunikują się urządzenia w sieci, może nim być kabel miedziany, światłowodowy, jak również fale radiowe (WiFi)

Protokół komunikacyjny – określony sposób (język) komunikacji, dzięki któremu możliwa jest wymiana danych pomiędzy urządzeniami w sieci

LAN (ang. Local Area Netwok) – lokalna sieć komputerowa, obejmująca swoim zasięgiem pomieszczenie, piętro, budynek lub zbiór budynków

MAN (ang. Metropolitan Area Netwok) – miejska sieć komputerowa, obejmująca swoim zasięgiem miasto lub aglomerację miejską

WAN (ang. Wide Area Netwok) – rozległa sieć komputerowa, komunikująca ze sobą odległe sieci LAN.

Topologia fizyczna sieci – określa sposób połączenia ze sobą komputerów w sieci

Topologia logiczna sieci – określa sposób komunikowania ze sobą komputerów w sieci

Karta sieciowa (ang. NIC – Network Interface Card) – adapter instalowany w urządzaniach (komputerach, telefonach, itp.), które podłączane są do sieci komputerowej, dzięki któremu możliwy jest przesyła danych

Ruter (ang. Router) – urządzenie sieciowe, którego głównych zadaniem jest łączenie ze sobą różnych sieci, w celu umożliwienia im wzajemnej komunikacji oraz określanie ścieżki przepływu danych pomiędzy sieciami na podstawie adresu IP (ang. Routing)

Przełącznik (ang. Switch) – urządzenie sieciowe, które łączy urządzenia w sieci oraz decyduje o przesyle danych pomiędzy urządzaniami na podstawie adresu MAC

Adres IP – logiczny adres interfejsu urządzenia w sieci komputerowej, na podstawie którego rutery dokonują przesyłu danych

Adres MAC – fizyczny (sprzętowy) adres karty sieciowej urządzenia, nadawany przez producenta na etapie produkcji, na podstawie którego przełączniki przesyłają dane w sieci LAN

Internet (Intersieć)– siatka połączonych ze sobą sieci rozległych, umożliwiająca komunikację pomiędzy nimi

Intranet – prywatna sieć, wykorzystująca w komunikacji standardy sieci Internet, takie jak WWW, FTP czy POP3 i SMTP, do której dostęp mają tylko upoważnieni użytkownicy (np. do Intranetu w firmie XYZ mają dostęp tylko pracownicy tej firmy)

Extranet – rozszerzenie sieci prywatnej (Intranet), umożliwiające dostęp do jej zasobów również dla innych użytkowników

VPN – prywatna sieć, do zasobów której możemy się dostać przez sieć Internet, wykorzystując tzw. tunelowy kanał transmisji danych.

DNS (ang. Domain Name System) – system zmieniający nazwę mnemoniczną (zrozumiałą dla człowieka), np. onet.pl na odpowiadający jej adres IP w sieci.

Symbole graficzne sieci komputerowej

Projektując sieć komputerową, czy to na papierze czy z wykorzystaniem odpowiedniego oprogramowania, uwzględnić należy rozmieszczenie urządzeń wchodzących w skład naszej sieci. Aby orientować się jakie urządzenie znajduje się w określonym położeniu powinniśmy poznać ich graficzne oznaczenie. Poniżej przedstawiam Wam zatem symbole graficzne najczęściej wykorzystywanych urządzeń sieciowych.

Topologie sieci komputerowych

Topologia sieci komputerowej określa relację pomiędzy urządzeniami w sieci, połączenia między nimi oraz sposób przepływu danych. Topologię należy rozpatrywać w dwojaki sposób, w sposób fizyczny (zwany topologią fizyczną) oraz logiczny (zwany topologią logiczną).

Topologie fizyczne odzwierciedlają fizyczne rozmieszczenie urządzeń w sieci oraz połączenia między nimi:

Topologia magistrali



W tej topologii wszystkie urządzenia podłącza się do wspólnego medium transmisyjnego. Powszechnie stosowanym w tej topologii medium był kabel koncentryczny, zarówno cienki, jak i gruby. Zastosowanie „koncentryka” jako fizyczne medium stanowiło jedną z wad tej topologii, a mianowicie niewielką przepustowość (maksymalnie do 10 Mb/s). Topologia ta stosowana była do budowy lokalny sieci komputerowych, „była” jest tutaj słowem właściwym ponieważ nie jest już powszechnie stosowana. Poza niską przepustowością, charakteryzowała ją również duża podatność na awarię sieci. W momencie przerwania kabla koncentrycznego cała sieć przestawała działać. Niewątpliwą zaletą w zastosowaniu tej topologii był niewielki koszt jej wdrożenia, ponieważ nie trzeba było stosować setek metrów kabla ani żadnych urządzeń pośredniczących.

Topologia gwiazdy



W tej topologii wszystkie urządzenia podłączone są do centralnego punktu, stanowiącego punkt dostępu do sieci. Dawniej punkt ten stanowiły koncentratory (ang. hub), obecnie natomiast stosuje się przełączniki (ang. switch). W lokalnych sieciach jest to najczęściej spotykana topologia, ponieważ jest prosta w zaprojektowaniu, budowie oraz rozbudowie, odporna na awaria i łatwo zarządzalna. Dodatkowym plusem jest fakt, iż można przy jej budowie wykorzystać różne media transmisyjne, takie jak miedziana skrętka, kabel światłowodowy czy fale radiowe (WLAN). Istotną wadę stanowić może natomiast koszt budowy, ponieważ wymagane jest zastosowanie dodatkowych urządzeń (switch’y) oraz wiele metrów okablowania.

Topologia gwiazdy rozszerzonej



Rozwinięcie topologii gwiazdy stosowane w dużych sieciach LAN oraz w sieciach kampusowych.

Topologia pierścienia



W tej topologii każde urządzenie podłączone jest z dwoma sąsiadami, tworząc zamknięty krąg. Podobnie jak w przypadku topologii magistrali, przy budowie nie stosuję się dużej ilości okablowania oraz brak jest konieczności stosowania dodatkowych urządzeń. Ponadto można wykorzystać różne media transmisyjne, począwszy od kabla koncentrycznego, po skrętkę miedzianą, aż do kabli światłowodowych. Wadą tego rodzaju topologii jest fakt, iż przerwanie medium lub awaria jednego z komputerów powoduje przerwę w działaniu całej sieci.

Topologia podwójnego pierścienia Bliźniacza do topologii pierścienia, różnicą się od pierwowzoru zastosowaniem podwójnego połączenia urządzeń, tak aby zabezpieczyć prawidłowe działanie sieci, w momencie awarii jednego łącza. Stosowana w budowie dużych sieci szkieletowych. Topologia siatki Topologia stosowana przy budowie rozległych sieci, polegająca stosowaniu nadmiarowych połączeń pomiędzy urządzeniami w celu zapewnienia najwyższego stopnia bezpieczeństwa i niezawodności działania sieci.

Topologie logiczne określają sposób przepływu danych w sieci

Topologia punkt-punkt – w tej topologii przesył danych odbywa się tylko pomiędzy dwoma urządzeniami w sieci, które mogą być do siebie podłączone bezpośrednio, jak również z wykorzystaniem urządzeń pośredniczących (np. switch’y). Topologia wielodostępowa – w tej topologii przesył danych odbywa się poprzez jedno medium transmisyjne (np. kabel koncentryczny), które współdzielone jest przez wiele urządzeń. Urządzenie transmitujące dane wysyła je do wszystkich (ang. broadcasting), ale tylko urządzenie, do którego dane były adresowane odczytuje je, pozostałe urządzenia je ignorują. Topologia pierścienia – podobnie jak w topologii wielodostępowej również tutaj dane wysyłane są do wszystkich urządzeń, a tylko urządzenie, do którego były adresowane je odczytuje. W pierścieniu umieszczony jest „żeton” (ang. token), który „krąży” pomiędzy urządzeniami. To urządzenie, które chce nadawać „przechwytuje” go i rozpoczyna transmisję.