Počítačové sítě

Historie 70. léta minulého století - potřeba spolupráce počítačů mezi sebou navzájem nejprve terminálové sítě - současná práce několika uživatelů na jednom počítači  nevýhodou této koncepce byla naprostá závislost terminálů na ústředním počítači.

Pojem „počítačová síť“ propojení více počítačů, které umožňuje komunikaci mezi nimi a využívání jejich společných dat a technických zařízení. 

Důvody vytváření sítí : sdílení zdrojů – vzdálená zařízení nebo data. sdílení hardware sdílení software zvýšení bezpečnosti celého systému komunikace mezi uživateli  vzdálený přístup sdílení výpočetního výkonu – u náročných aplikací

Části počítačové sítě hardware – počítače, tiskárny, skenery, síťové karty, spojovací vedení a přídavná zařízení – uzly (hub, switch, modem apod.) síťový software – programové vybavení, které zabezpečuje jednotlivé síťové funkce organizační zabezpečení – opatření na zajištění správy sítě a soubor pravidel chování uživatelů

Hardware Připojovací vedení kroucená dvojlinka – zkroucení minimalizuje vysílání a přijímání rušivých signálů UTP – nestíněná kroucená dvojlinka STP - stíněná kroucená dvojlinka FTP – fólií stíněná kroucená dvojlinka koaxiální kabel – na kratší vzdálenosti, zastaralé, připojení Internetu pomocí kabelové televize

optický kabel - nejspolehlivější typ vedení – pracuje se světelným paprskem na velké vzdálenosti, je tvořen svazkem optických vláken telefonní spojení Dial-up ISDN ADSL

bezdrátové spojení sítě s krátkým dosahem – Bluetooth, IrDA bezdrátové lokální sítě – Wi-Fi – pomocí radiového vysílání s frekvencí 2,4 a 5 GHz mobilní sítě – samostatná kategorie – mobilní technologie 2G, 3G, 4G satelitní připojení – připojení na dlouhé vzdálenosti – výhoda - kvalita a pokrytí, nevýhoda - cena

Aktivní síťové prvky opakovač (repeater) - obousměrný zesilovač signálu rozbočovač/koncentrátor (hub) – rozesílá údaje do všech připojených zařízení, případně koncentruje přijaté signály do jednoho přepínač (switch) inteligentní rozbočovač, posílá údaje jen tam, kam jsou určeny

Aktivní síťové prvky most (bridge) – zařízení, které propojuje dvě nebo více lokálních sítí, pouze fyzické připojení směrovač (router) –propojení rozlehlých sítí, odesílá údaje z různých zdrojů na různé cíle s optimalizováním jejich cesty firewall – představuje hardwarové nebo softwarové řešení řídící přístup do a z chráněné sítě

Aktivní síťové prvky modem (modulátor/demodulátor) – zařízení, které proměňuje digitální signál z počítače na anologový a opačně

Dělení počítačových sítí podle architektury podle rozlohy podle topologie

Podle architektury sítě peer-to-peer jsou obvyklé u menších sítí, tak do deseti počítačů, domácí použití je také vhodné architektura server/klient je trochu nákladnější, ale u větších sítí také daleko lepší základem architektury je jeden, nebo více speciálních počítačů - serverů a ostatní počítače se k nim připojují servery poskytují prostředky ostatním

Podle rozlohy PAN - Personal Area Network - osobní síť. Jedná se o velice malou počítačovou síť(například Bluetooth, IrDA nebo ZigBee), kterou člověk používá pro propojení jeho osobních elektronických zařízení, jakými jsou např. mobilní telefon, PDA, notebook apod. LAN - Local Area Network, lokální sítě. Spojují uzly v rámci jedné budovy nebo několika blízkých budov, vzdálenosti stovky metrů až km (při použití optiky). Nejčastěji je dnes používána technologie Ethernet.

Podle rozlohy PAN - Personal Area Network - osobní síť. Jedná se o velice malou počítačovou síť(například Bluetooth, IrDA nebo ZigBee), kterou člověk používá pro propojení jeho osobních elektronických zařízení, jakými jsou např. mobilní telefon, PDA, notebook apod. LAN - Local Area Network, lokální sítě. Spojují uzly v rámci jedné budovy nebo několika blízkých budov, vzdálenosti stovky metrů až km (při použití optiky). Nejčastěji je dnes používána technologie Ethernet.

Podle rozlohy 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.

Podle topologie sběrnicová topologie

Sběrnicová topologie jde o nejjednodušší a nejčastější způsob zapojení počítačů do sítě skládá se z jediného kabelu nazývaného hlavní kabel (také páteř nebo segment), který v jedné řadě propojuje všechny počítače v síti.

Výhody sběrnicové topologie snadná realizace a snadné rozšíření jíž stávající sítě. nevyžaduje tolik kabeláže jako např. hvězdicová topologie. vhodná pro malé nebo dočasné sítě, které nevyžadují velké rychlosti přenosu.

Nevýhody sběrnicové topologie nesnadné odstraňování závad. omezená délka kabelu a také počtu stanic. pokud nastane nějaký problém s kabelem, celá síť přestane fungovat. výkon celé sítě rapidně klesá při větších počtech stanic nebo při velkém provozu.

Podle topologie hvězdicová topologie

Hvězdicová topologie počítače jsou propojeny pomocí kabelových segmentů k centrálnímu prvku sítě, nazývanému rozbočovač (HUB) signály se přenáší z vysílacího počítače přes rozbočovače do všech počítačů v síti. mezi každými dvěma stanicemi musí existovat jen jedna cesta!

Výhody hvězdicové topologie selže-li jeden počítač nebo kabel, nebude fungovat spojení pouze pro jednu stanici a ostatní stanice mohou vysílat i přijímat nadále dobrá výkonnost v porovnání se sběrnicovou topologií, protože na jednom kabelu je připojen pouze jeden počítač a nedochází tak ke kolizím mezi pakety a také může současně přenášet data více počítačů. Snadno se nastavuje a rozšiřuje Závady se dají snadno nalézt

Nevýhody hvězdicové topologie velké množství kabelů. potřeba extra hardware v porovnání se sběrnicovou topologií. v případě selhání centrálního síťového prvku přestane fungovat celá síť.

Podle topologie kruhová topologie

Kruhová topologie označuje zapojení, kde je jeden uzel připojen k dalším dvěma uzlům tak, že vytvoří kruh je méně efektivní než hvězdicová topologie, protože v ní musí data projít přes mnoho uzlů než se dostanou ke svému cíli.

Výhody kruhové topologie přenos dat je relativně jednoduchý, protože packety se posílají jedním směrem. přidání dalšího uzlu má jen malý dopad na šířku pásma. nevznikají kolize náklady jsou menší než u hvězdicové topologie

Nevýhody kruhové topologie data musí projít přes každý počítač mezi odesilatelem a příjemcem, což zvyšuje dobu trvání přenosu pokud se zhroutí jeden uzel, zhroutí se s ním celá síť a data nemohou být správně přenášena je těžké najít a odstranit závadu protože jsou všechny stanice navzájem propojené, musí se kvůli přidání nového uzlu dočasně vypnout celá síť

Podle topologie stromová topologie

Stromová topologie označuje propojení počítačů do útvaru tvarem připomínající strom. vycházejí z hvězdicové topologie spojením aktivních síťových prvků, které jsou v centrech jednotlivých hvězd. používá se především v rozsáhlých počítačových sítích ve velkých firmách. jednotlivé hvězdice často představují jednotlivá oddělení firmy, patra budovy nebo celé budovy. tyto hvězdice jsou pak znovu spojeny hvězdicovitým způsobem.

Výhody stromové topologie pokud selže jeden aktivní síťový prvek, ostatní části sítě mohou dále pokračovat. snižuje se potřebné množství kabelů. zvýšení bezpečnosti - zvyšuje se obtížnost odposlouchávání síťové komunikace.