Łącza i sieci międzykomputerowe

Transkrypt

1 Łącza i sieci międzykomputerowe Wykład z Technologii Informacyjnych dla I roku BO Piotr Mika

2 Definicja sieci Sieć - stałe połączenie między 2 lub więcej komputerami w celu wymiany danych lub współdzielenia zasobów Ekspansja sieci W ciągu 7 lat w 60% amerykańskich domów (telefon 75 lat, telewizja kablowa 40 lat, PC 20 lat, magnetowidy 11 lat) Zwiększenie możliwości użytkowników Możliwość wspólnego korzystania z urządzeń peryferyjnych, mocy obliczeniowej wszystkich komputerów, praca zdalna Wymiana danych, korzystanie ze wspólnego oprogramowania Wymiana poczty i komunikatów korzystanie z centralnej bazy danych Serwer plików specjalnie wydzielony komputer, służący do udostępniania wspólnie używanych programów i danych Sieci Komputerowe, wer /32

3 Możliwości komunikacyjne Wbudowane możliwości komunikacyjne PC Złącza równoległe i szeregowe (mała prędkość transmisji) Karta sieciowa prędkość transmisji rzędu Mb/s Przewody sieciowe łączące komputery Kable koncentryczne Skrętki światłowody - informacje są przesyłane w postaci impulsów świetlnych Sieci Komputerowe, wer /32

4 Media sieciowe Kabel koncentryczny: Łatwo ulega uszkodzeniu, wrażliwy na zginanie Skrętka 4 pary przewodów połączone w wiązce, ekranowane Światłowód Do łączenia sieci komputerowych używa się giętkich włókien szklanych, przez które dane są przesyłane z wykorzystaniem światła. Cienkie włókna szklane zamykane są w plastykowe osłony, co umożliwia ich zginanie nie powodując łamania. Nadajnik na jednym końcu światłowodu jest wyposażony w diodę święcącą lub laser, które służą do generowania impulsów świetlnych przesyłanych włóknem szklanym. Odbiornik na drugim końcu używa światłoczułego tranzystora do wykrywania tych impulsów Sieci Komputerowe, wer /32

5 Maksymalne odległości Maksymalne odległości dla poszczególnych mediów ODLEGŁOŚĆ, [m] / RODZAJ MEDIUM Czteroparowa skrętka telefoniczna Kabel koncentryczny (cienki/gruby) Wielomodowy kabel światłowodowy Jednomodowy kabel światłowodowy Sieci Komputerowe, wer /32

6 Pozostałe media sieciowe- łączność bezprzewodowa Fale radiowe Brak bezpośredniego fizycznego połączenia pomiędzy komputerami, komputer posiada antenę, ograniczona ilość danych Mikrofale Promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwościach spoza zakresu RTV; nie przechodzą przez struktury metalowe, można przesłać więcej informacji niż drogą radiową Podczerwień Światło laserowe Nadajnik wykorzystuje laser do przesłania informacji do odbiornika, nie mogą być przesłonięte Sieci Komputerowe, wer /32

7 Pozostałe media sieciowe- łączność bezprzewodowa Sieci Komputerowe, wer /32

8 Podział komputerów świadczące usługi serwery plików rozbudowany komputer, przechowujący dane, dostarczający plików, obsługujący drukarki, świadczący usługi obliczeniowe, zapewniający komunikację z innymi sieciami stacje robocze (ang. work station), korzystające z usług, z reguły gorzej wyposażone od serwera Sieci Komputerowe, wer /32

9 Topologie (sposób połączenia komputerów) sieci lokalnych Magistrali jeden kabel (magistrala) łączący wszystkie węzły sieci, otwarty - można rozbudowywać Gwiazdy - duża niezawodność pierścienia - duża awaryjność - awaria 1 stacji unieruchamia sieć Sieci Komputerowe, wer /32

10 Typy sieci lokalnych Równorzędny (peer-to-peer) komputery komunikują się na równych zasadach; udostępniają swoje zasoby (pliki, urządzenia peryferyjne) i same pobierają dane; Prosta budowa, mogą działać na bazie istniejących systemów operacyjnych Duża awaryjność, słaba ochrona danych, spowalnianie prace komputerów udostępniających zasoby, brak centralnego składu zasobów Sieci Komputerowe, wer /32

11 Typy sieci lokalnych Serwerowy (server based) zasoby gromadzone na wydzielonych komputerach - serwerach Pełna kontrola zasobów, łatwość robienia kopii zapasowych Duże koszty przy zakładaniu; konieczność stosowania specjalnego rodzaju oprogramowania (Windows NT/2000 Serwer, Linux, Novell Sieci Komputerowe, wer /32

12 Dodatkowe urządzenia komunikacyjne Repeater Informacja przesyłana kablem ulega zniekształceniom proporcjonalnie do jego długości. Jednym z urządzeń, które wzmacnia i regeneruje sygnały przesyłane kablem jest repeater (wzmacniak/wzmacniacz) - służy więc do fizycznego zwiększania rozmiarów sieci. Koncentrator (także z ang. hub) urządzenie łączące wiele urządzeń sieciowych w sieci komputerowej o topologii gwiazdy. Obecnie wyparty przez: Przełącznik (przełącznica, komutator, także z ang. switch) urządzenie łączące segmenty sieci komputerowej Router (po polsku - ruter, trasownik) urządzenie sieciowe, pełniące rolę węzła komunikacyjnego. Proces kierowania ruchem nosi nazwę routingu, routowania, rutowania lub trasowania. Sieci Komputerowe, wer /32

13 Zasada klient serwer Komunikacja pomiędzy serwerem a stacją roboczą odbywa się według zasady klient-serwer Każdy proces klient zwraca się do systemu z żądaniem określonej usługi, a system wykorzystuje odpowiednie serwery obsługujące dany proces do dostarczenia usługi Łączenie większej liczby elementów wymaga dodatkowych urządzeń komunikacyjnych Sieci Komputerowe, wer /32

14 Typy serwerów Serwery katalogów Dostarczają scentralizowanej usługi katalogowej, służącej do zarządzania kontami użytkowników, grup i stacji sieciowych oraz usługi umożliwiającej scentralizowanie procedur uwierzytelniania i autoryzacji. Serwery plików i drukarek Zapewniają bezpieczne składowanie wszystkich danych. Mogą również obsługiwać kolejki drukowania, które zapewniają dostęp do urządzeń drukujących udostępnianych w sieci. Serwery aplikacji Pełnia funkcje serwera aplikacji typu klient-serwer. W środowisku typu klient-serwer na kliencie uruchamiana jest jedynie niewielka wersja programu (tzw. procedura pośredniczącą), która zapewnia możliwość łączenia się z serwerem. Aplikacja po stronie serwera jest wykorzystywana do wykonywania silnie obciążających procesor zapytań klienta. Przykładami serwerów aplikacji mogą być serwery WWW i serwery baz danych. Sieci Komputerowe, wer /32

15 Typy serwerów Serwery pocztowe Zapewniają klientom sieci możliwość korzystania z poczty elektronicznej. Wykorzystanie bram pozwala przekazywać pocztę pomiędzy różnorodnymi systemami pocztowymi. Serwery bezpieczeństwa Zabezpieczają siec lokalna, gdy jest ona połączona z większymi sieciami, takimi jak Internet. Do tej grupy należą firewalle i serwery proxy. Serwery dostępu zdalnego umożliwienie przepływu danych pomiędzy sieciami a odległymi klientami klient zdalny może użyć modemu do podłączenia się do sieci lub wykorzystać tunelowanie (VPN) i połączyć się z siecią lokalną za pośrednictwem np. Internetu Sieci Komputerowe, wer /32

16 Zastosowania firmowych sieci komputerowych Instalacja oprogramowania sieciowego, do którego każdy ma dostęp; w przypadku szybkich łączy - nie ma różnicy w jakości pracy Licencje pływające, aspekt ekonomiczny Wymiana informacji i danych pomiędzy wszystkimi użytkownikami sieci Użycie do obliczeń wszystkich komputerów Sieci Komputerowe, wer /32

17 Protokoły komunikacyjne Analogia do central telefonicznych telefonistka zestawiała połączenie ręcznie Obecnie centrale telefoniczne zestawiają połączenia automatyczne, posiadają złożony system komunikacji, niewidoczny z poziomu użytkownika W sieci komputerowej konieczność przesłania w sposób równoległy wielu danych 1 przewodem Sieci Komputerowe, wer /32

18 Protokoły komunikacyjne Konieczność zapewnienia niezawodności i szybkości przekazu Umożliwia do protokół komunikacyjny system sygnałów i odpowiedzi, dzięki któremu komputery komunikują się nawzajem połączenie z komputerem w pobliżu - tylko poprawność przekazu miliony komputerów na świecie - poprawność adresacji problem opóźnień weryfikacja kompletności przekazu Efektywność różny rodzaj transmisji do różnych zadań Sieci Komputerowe, wer /32

19 Poczta elektroniczna Podstawowa usługa sieci wysyłanie poczty elektronicznej ( ) Pierwszy r - przesłanie wiadomości pomiędzy 2 komputerami sieci ARPAnet - dla wyróżnienia poczty odkrył Pierwszy dyplomatyczny 1994 r. prezydent USA i premier Szwecji wymiana not dyplomatycznych Adres owy polskiego premiera: premier@urm.gov.pl UWAGA: zawsze wiadomo z jakiego komputera i prawie zawsze wiadomo kto wysłał list Sieci Komputerowe, wer /32

20 Usługi sieciowe listy dyskusyjne korzystanie z danych ściąganie programów użytkowych zdalne obliczenia Sieci Komputerowe, wer /32

21 Podział sieci komputerowych LAN local area nework sieć lokalna MAN- sieć metropolitalna w Krakowie, na Śląsku, w Trójmieście WAN (wide area nework) sieć rozległa np. KOLPAK, TELBANK, NASK (Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa, finansowana przez Komitet Badań Naukowych), ISDN - Integrated Services Digital Network) - wykorzystująca łącza telefoniczne, rozwinięta w krajach zachodnich, USA i Japonii Internet międzynarodowa, rodzaj WAN Sieci Komputerowe, wer /32

22 Standardowy model sieci Aby zapewnić wymianę danych pomiędzy różnymi systemami danych, wprowadzono standardy sieciowe, w których rozdzielono liczne zagadnienia dotyczące przesyłania danych warstwowy model architektury sieci Sieci Komputerowe, wer /32

23 Warstwowy model sieci Nazwa warstwy Łącza fizyczne Łącza danych Warstwa sieciowa Opis Interfejs, kable, wtyczki, karty sieciowe Tworzenie i transmisja przesyłanych siecią minimalnych porcji informacji, tzw. Ramek; zestaw urządzeń i programów zapewniających przesyłanie danych przez sieć (np. router) Sieci Komputerowe, wer /32

24 Warstwowy model sieci Nazwa warstwy Warstwa transportowa Warstwa sesji Warstwa prezentacji Warstwa obsługi aplikacji Opis Niezawodność i multipleksowanie danych, protokoły komunikacyjne Nawiązywanie, nadzór i zamknięcie sesji Właściwy format danych i konwersja kodów różnych systemów Dostęp programów i użytkowników do sieci, transmisja danych i zarządzanie komunikacją między aplikacjami Sieci Komputerowe, wer /32

25 Sieci otwarte Koncepcja polegająca na takiej budowie sieci, aby umożliwić jej łączenie z innymi systemami otwartymi Sieci Komputerowe, wer /32

26 Zarządzanie siecią Łatwe dla sieci składającej się z 1 serwera Im więcej komputerów - serwerów (kłopoty z wzajemną komunikacją) i stacji roboczych - tym trudniej zarządzać Bindery specjalne bazy danych wykorzystywane przez system zarządzania siecią ułatwienie dla administratora Obsługa globalna (logowanie tylko do jednego serwera) Domena grupa serwerów fizycznych, która może być obsługiwana jako jeden serwer (serwer logiczny) Sieci Komputerowe, wer /32

27 Zarządzanie siecią Zarządzanie siecią obejmuje Inwentaryzacje zasobów sieci Nadzorowanie wykorzystania zasobów (licencje na programy, opłaty za użytkowanie, udostępnianie kont) Automatyczna archiwizacja zbędnych plików Monitorowanie dostępu do plików ( popularne na kilku serwerach) Ochrona antywirusowa Upgrade wymiana oprogramowania na nowsze wersje Sieci Komputerowe, wer /32

28 Sieci globalne Początki sieć ARPANET departament obrony USA Wynik prób i eksperymentów bez z gry narzuconych reguł Przyjęto rozwiązania akceptowane przez większość użytkowników Zabezpieczenie przed awarią sieci, spowodowaną np. atakiem terrorystycznym Protokół używany do przesyłu danych to TCP/IP Wymiana informacji w postaci pakietów Sieci Komputerowe, wer /32

29 Sieć Internet Brak z góry narzuconej struktury organizacyjnej Infrastruktura zabezpieczana przez różne firmy i organizacje wynajęte przez sponsorów obsługa często przez ochotników Połączenie między sobą sieci lokalnych z wykorzystaniem routera Router kieruje ruchem w sieci w oparciu o adresy logiczne komputerów Funkcje routera może pełnić zwykły PC z odpowiednim oprogramowaniem, z reguły jest to profesjonalne urządzenie Przeglądarki sieciowe Sieci Komputerowe, wer /32

30 Sieć Internet Największa i najważniejsza sieć, obejmuje zasięgiem cały świat Infostrada (pojęcie związane z kampanią Ala Gore a) Cyberprzestrzeń brak ograniczeń związanych z odległością i czasem Zasoby sieci są dostępne równie szybko i łatwo z dowolnego miejsca na Ziemi Nie ogranicza nas czas, strefy czasowe; wiadomość zostawiona w naszej skrzynce pocztowej poczeka na nas Sieci Komputerowe, wer /32

31 Przykłady innych sieci DECNET głównie w bankach Podstawowe usługi: dostęp terminalowy, poczta elektroniczna, transfer zbiorów, zdalne uruchamianie zadań, telekonferencje BITNET Oparty na serwerach IBM, objął USA i Europę, gdzie funkcjonuje jako EARN (European Academic ad Research Memory) Obecnie wchłonięty przez Inernet FIDO Sieć amatorska Minitel sieć francuska Sieci Komputerowe, wer /32

32 Sieć Internet System WWW (World Wide Web) Dostęp hypertekstowy Język Java Hyperlink łączy informację zawartą w różnych serwerach HTTP skrót od podstawowego narzędzia Hypertext transfer protocol HTML Hypertext Markup Language kod stron domowych sejm, senat, rząd, osoby prywatne Wyszukiwarki Zakładki bookmarks Możliwości multimedialne, strony miast (Londyn), odpłatność danych, informacje o studiach Chat - rozmowa w sieci w czasie rzeczywistym Sieci Komputerowe, wer /32