Síťový hardware Nováková Jana 4. I.

Zdroje: Počítačové sítě pro začínající správce – Jaroslav Horák, Milan Keršláger

Proč počítačovou síť? Osobní počítače se dnes již zabydlely nejen v podnicích, ale i v domácnostech. O jejich výhodách určitě nikdo nepochybuje. Pokud se však „sejde“ více počítačů pohromadě, nastávají starosti: jak zajistit, aby určitá data byl stále aktuální? Kupříkladu je na několika PC nainstalován účetní program a by my potřebujeme, aby se každá změna okamžitě objevila na všech PC (nová faktura, úbytek ve skladu, platba pokladnou…). jak přenést data z jednoho Pc na druhý? Potřebujete zkopírovat soubor, který se však nevejde na disketu (a to je dnes běžné). chcete něco vytisknout, ale tiskárna je připojená k jinému PC Řešení těchto problémů nabízí vzájemné propojení PC – vytvoření počítačové sítě. Dnes je tato technologie hojně používaná, její zřízení nepředstavuje u menších sítí žádné velké náklady.

Výhody sítí Síť nám umožňuje: Sdílet data: soubor, v němž máme důležité data je společný pro všechny uživatele sítě. Snadno přenášet data: překopírovat data z jednoho PC do druhého není žádný problém, nepotřebujeme diskety, nejsme omezeni jejich kapacitou. Sdílet hardwarové prostředky: už jsme si říkali, že pro všechny PC v síti nám stačí jedna tiskárna. Obecně však můžeme využívat pro společnou práci i jiné hardwarové prvky: modemy, scannery, disky pro ukládání dat apod. Komunikaci v síti: je další velkou výhodou sítí. Mezi jednotlivými PC mohou putovat zprávy či dopisy. Dnes se hojně využívá propojování celých sítí k Internetu, všichni pak mají k dispozici služby Internetu (e-mail, browser…) Ochrana dat: spočívá v možnosti soustředit všechna důležitá data na jedno místo v síti (typicky na speciální PC – server). Zde uložená data je pak možno zpřístupnit jen některým uživatelům a jiným je skrýt. Snazší a levnější je také pravidelné zálohování dat nahromaděných na discích serveru.

Druhy sítí Kritérií, podle nichž můžem sítě dělit, je více, mezi hlavní patří klasifikace sítí podle rozlehlosti. Sítě LAN (Local area networks): lokální (místní) přenos je uskutečňován pomocí kabelů (např: školní propojení) dají se omezit řádová velikost (100 metrů) je omezena na 1 místnost, 1 místo  LOCAL Sítě WAN (Wide area networks): celosvětové používají se na propojení telekomunikační linky vzniknou spojením více lokálních sítí Sítě MAN (Metropolitan area network): metropolitní do vzdálenosti 75 km menší e spojují bezdrátově s většími (větší se spojují bezdrátově)

Sítová karta

Hardwarové prvky sítí Koaxiální kabel Je nejstarší typ kabelu používaný ve sběrnicové topologii Rychlost přenášení dat: 10 Mb/s (starší verze), 100 Mb/s (novější verze) 2 druhy koaxiálního kabelu: - tlustý (nepoužívá se) – průměr 10 mm tenký (snadná instalace) – průměr 5 mm Síťový segment = vzdálenost mezi dvěma terminátory Základem koaxiálního kabelu je měděný drát uložený v plastové izolaci, tak je opletena Stíněním (většinou kovový drát nebo fólie), vše je pak vloženo do vnější izolačně –mecha- nického obalu z plastu. Koaxiální kabel je zakončen BNC konektorem T-konektor slouží pro připojování dalších PC do koaxiální sítě Terminátory (zakončovací odpor) ukončují koaxiální kabel v místě, kde síť končí a zabraňuje zpětnému signálu proudu do kabeláže.

Nestíněná kroucená dvojlinka UTP je odvozena od telefonního kabelu a je to nejrozšířenější vodič v sítích LAN u kroucené dvojlinky spočívá ochrana právě v kroucení, tzn. Oba vodiče se vzájemně střídají, čímž se ruší možnosti ovlivňování jednoho kabelu druhým. dvojlinka je odolnější a rychlejší než koax. kabel, snadněji se s ní manipuluje, je pro ni typická hvězdicová topologie Typy: Nestíněná kroucená dvojlinka UTP skládá se ze 4 párů kroucených vodičů (oranžový, modrý, zelený, hnědý) všechny vodiče jsou uloženy v plastové izolaci je nejpoužívanější vodič v síti LAN je levnější Stíněná kroucená dvojlinka STP - je zde použito stínění kovovým upletením používá se tam, kde dochází k vnějšímu rušení 100W, CATEGORY 5, 100 Mb/s, RJ-45 patch kabel – počítač ® zásuvka

Kroucená dvojlinka je plně duplexní, tzn Kroucená dvojlinka je plně duplexní, tzn. Můžeme zároveň přijímat i odesílat. Koax. kabel je poloduplexní. Křížený kabel má: na jednom konci barvy – oranžová, modrá, zelená, hnědá na druhém konci barvy – zelená, modrá, oranžová, hnědá 3) Optický kabel Optický kabel mnohovidový u těchto kabelů se paprsek rozkládá na vidy výsledný signál je mírně zkreslený. Vlastnosti: kratší optické vlastnosti (proměnlivý index lomu světla) Je levnější a často používaný

Optický kabel jednovidový vstupní signál = výstupní signál Vlastnosti: je dražší nezkresluje Používá se na páteřní sítě (Internet) – propojení menších sítí

Prvky optické kabeláže Převodník (transceiver) Jeho úkolem je převod elektrických paprsků na světelné impulsy a naopak. Konvertor Dovoluje napojit optický kabel nakroucenou dvojlinku. Má tedy zdířku pro optický kabel a kroucenou dvojlinku. Jeho elektronika zároveň převádí světelný paprsek na elektrické impulsy. Výhody optického kabelu: - rychlost přenášení dat - odolnost proti elektromagnetickým rušením - vysoká ochrana dat (nelze je odposlouchávat) Nevýhody optického kabelu: - vysoká cena (kabel není drahý, drahé jsou jen prvky kabeláže) Použití optického kabelu: - u páteřních vedení + propojování mezi budovami

Packet 1 2 3 4 DATA 6 Data v PC jsou uložena ve formě 0 a 1. Packet je množina dat přizpůsobená k přenosu po síti (Soubor kopírovaný soubor z jednoho PC do druhého je nejdříve rozložen na packety a poté opět složen) 1 2 3 4 DATA 6 1 – Úvodní skupina 2 – Adresa příjemce 3 – Adresa odesílatele 4 – Typ datového pole 5 – Data 6 – CRC – kontrolní součet

Model ISO - OSI Model ISO – OSI rozdělil práci v síti na 7 zákl. vrstev doporučuje, jak mají horizontálně spolupracovat jednotlivé vrstvy, tzn. jak mají spolupracovat 2 vrstvy stejné úrovně mezi různými sítěmi Jednotlivé vrstvy: Aplikační – uživateli prostřednictvím okna v programu zpřístupní síťové služby (nabízí přístup ke sdíleným souborům, hardwaru, zprávám sítě, vzájemné komunikaci v síti – e-mail) Prezentační – zajišťuje sjednocení formy vzájemně přenášených údajů mezi jednotlivými typy sítí Relační – navazuje a po skončení přenosu ukončuje spojení mezi 2 PC Transparentní – zajišťuje rozdělení dat do packetů a jejich opětovné složení Síťová – zodpovědná za spojení a směrování mezi dvěma uzly (sítěmi) Linková – zajišťuje přenos datových rámců Fyzická – popisuje mechanické, elektrické a funkční vlastnosti

Topologie sítí způsob propojení jednotlivých PC pomocí kabelů -> vytvoření sítě SBĚRNICOVÁ TOPOLOGIE je poloduplexní, tzn. může jen přijímat nebo jen odesílat kolize – současně začnou do sítě vysílat 2 PC je realizovaná koaxiálním kabelem, snadno se rozšiřuje, je docela spolehlivá Nevýhody: - při velkém provozu se síť zpomaluje, obtížně se vyhledávají poruchy a při poruše kabelu se poruší celá síť ; data se šíří všemi směry KRUHOVÁ TOPOLOGIE - Token ring odlišná od ostatních topologií, založena na postupném předávání zpráv Komunikace: po síti obíhá speciální známka token, ten PC, který ji získá, získává právo vysílat do sítě po obdržení zprávy do přijímacího PC (zpráva byla přijata v pořádku), tento PC vygeneruje nový token, uvolní jej do sítě a ostatní PC získají možnost vysílání využití je 100 % díky neustálému pohybu známky v síti při poruše je vyřazena celá síť, poruchovost se řeší zdvojením kabeláže, buď po 1. nebo 2. obvodu produkt IBM, je méně používaná

Komunikace v síti může nastat 2 způsoby: Sítě spojové (jako u telefonu) – vysílací stanice se spojí s přijímací, tento typ sítí je využíván velmi málo Sítě nespojové – spojení se nenavazuje, data jsou vyslána do sítě a přečte si jej jen PC, kterému patří. V aktivní topologii PC signál zesílí a pošle dál. V pasivní topologii si nevšímá. Velkou roli hrají aktivní prvky sítě, které dovedou zprávu k cílovému PC a pošlou zprávu, že je vše v pořádku HVĚZDICOVÁ TOPOLOGIE (metoda ethernet) v současnosti nejpoužívanější typ lokální sítě 1. centrální propojovací prvek HUB posílá signály do všech ostatních PC Výhody: jednoduché spojení porucha jednoho kabelu neznamená ohrožení sítě lokalizace je rychlejší Nevýhoda: - musí se vkládat HUB, hodně kabelů

Přístupové metody hvězdicové topologie Nedeterministická = „metoda náhodného přístupu“, CSMA-CD (Ethernet) používá se v hvězdicové a sběrnicové topologii, PC neví, kdy bude vysílat a zkouší Nevýhoda: kolize, které můžou vést k zahlcení sítě nelze zaručit, za jak dlouho bude zpráva doručena 2) Deterministická = „metoda řízeného přístupu“ – Token ring každý PC ví přesně, kdy mu bude přidělen vysílací čas Výhoda: - nedochází ke kolizím, nemůže dojí k zahlcení Nevýhoda: - tato síť je pomalejší a poměrně složitá

Strukturovaná kabeláž - na několika patrech

Strukturovaná kabeláž vede se lištami, ve vedení se používá kroucená dvojlinka, která má vývody zdi přes zásuvky v zásuvkách se sbíhají kabely, které vedou do skříně hvězdicová topologie Přednosti spojení: možnost zapojování různých zařízení (PC, telefon) lze provozovat různé typy sítí (pokud by byla realizovaná síť Token ring nelze použít HUB) po této síti lze přenášet datové, telefonní i obrazové přenosy životnost 15 – 20 let

Aktivní prvky sítě Zesilovač, opakovač (repeater) je nejjednodušším aktivním prvkem, protože pouze zesiluje (opakuje) jím procházející signál používá se u koaxiálních sítí a u sběrnicové topologie 2) Převodník: (transceiver, media konvertor) kromě toho, že signál zesiluje, převádí jej ještě z jednoho typu kabelu na jiný (např: kroucená dvojlinka na optický kabel,….) 3) Rozbočovač, koncentrátor (HUB) nezbytný prvek v hvězdicové topologii a) Pasivní – rozbočování signálu neboli větvení sítě Aktivní – rozváděný signál navíc zesiluje a převádí, je tedy také opakovačem

4) Most: (bridge) Most plní dvě funkce: Filtrace packetů – přečte cílovou adresu packetu a pošle pouze cílovému PC – snižuje se zátěž sítě 2. Dokáže propojit 2 sítě různých standardů most může být realizován mnoha způsoby – softwarově, integrací do HUBŮ 5) Přepínač (switch) = HUB s funkcí mostu velmi používaný aktivní prvek je podobný mostu, ale filtraci packetů provádí mezi jednotlivými zdířkami komunikace pak může probíhat mezi více páry síť. Karet (zdířek switche) současně. parametry HUBU: přenosová rychlost = variabilita

SWITCH Vytváří si tabulku používá se pro filtraci packetů a to pomocí tabulky, kterou si ukládá do vlastní paměti, tato tabulka obsahuje adresy jednotlivých PC zapojených do sítě za příslušných větvích dané sítě. 6) Směrovač (Router) - má v sobě zabudovanou filtraci packetů - fnkci je: v celé světové síti na jít volné linky, aby zpráva co nejrychleji doručena - shromažďuje informace o připojení k síti a vybírá nejvýhodnější cestu pro zasílaný packet - u LAN sítí se s ním nesetkáme, typické použití – připojování sítí k Internetu 7) Brána (Gaterway) - slouží k propojování sítí LAN na cizí prostředí (např: sálové PC)