Základní pojmy Počítačová síť vzájemné propojení počítačů (příp. dalších zařízení) umožňující jejich vzájemnou komunikaci a sdílení hardwaru, softwaru a dat Hardwarové prostředky sítí uzly (stanice, servery, karty pro síťová rozhraní) topologie (způsob propojení uzlů v síti) logická – způsob komunikace počítačů přes propojovací kabely (jaké je pořadí vysílání zpráv, kudy zpráva jde) fyzická – způsob propojení počítačů pomocí propojovacích kabelů (jak je to fyzicky zapojeno) pasivní a aktivní prvky sítě pomocné komponenty (periferní zařízení, bezpečnostní zařízení a nástroje)

Základní pojmy Softwarové prostředky sítí síťové operační systémy a software pracovních stanic programové vybavení serverů a ovladače HW nástroje pro analýzu a monitoring provozu sítě nástroje pro správu HW a SW aplikace (síťové programové vybavení)

Výhody a nevýhody počítačových sítí ekonomické (může ušetřit náklady na hardware, často i na údržbu a správu systémů) výrazné zlepšení komunikace (e-mail, skype, ICQ …) vyšší efektivita a produktivita práce (sdílení hardwaru a dat) může uspořit lidské zdroje je možné pracovat zcela novými způsoby Nevýhody ekonomické (počáteční náklady mohou být vyšší, je třeba sledovat dlouhodobější hledisko) snadněji zneužitelné (nutností je dobré zabezpečení přístupu k datům a zabezpečení komunikace) vyžaduje odborníky (příp. pomoc specializované firmy) náchylnější k poruchám

Trocha historie  60. léta 70. léta 80. léta 90. léta Současnost sálové počítače s terminály připojenými přes telefonní linky 70. léta minipočítače s terminály distribuované na jednotlivá pracoviště (problémy s komunikací minipočítačů) 80. léta osobní počítače (IBM PC) s distribuovaným výkonem nastává rychlý rozvoj síťových technologií 90. léta rozvoj globálních počítačových sítí (Internet) rozvoj progresivních síťových technologií (vyšší přenosové rychlosti, vyšší výkon, bezdrátové sítě,...) Současnost nové technologie umožňují větší centralizaci služeb ???

Trocha historie  ARPANET – univerzitní síť Advanced Research Projects Agency NET ARPA - vládní agentura USA pro obranu 1968 – spuštění testovacího provozu 1969 – instalace prvního uzlu sítě v UCLA celkem 4 uzly (Stanford, Utah, LA, Santa Barbara) rychlý nárůst uzlů 1971 – celkem 15 uzlů 1972 – již 31 uzlů (většinou univerzity) roku 1983 oddělení části ARPANETU a vznik vojenského MILNETU Cliff Stoll – Kukaččí vejce ( http://www.hysteria.sk/folklor/vejce/ )

Mapa ARPANETu v roce 1971

Internet u nás 1989 vznik amatérské a vládou nepodporované sítě FidoNet 1990 příchod EUNetu 13. únor 1992 oficiální připojení ČSFR k Internetu 1996 založení sdružení CESNET, které spravuje páteřní akademickou síť

Rozdělení sítí Podle přenosové rychlosti rozsahu typu uzlů vztahu mezi uzly topologie architektury možnosti přístupu

Rozdělení sítí podle přenosové rychlosti Několik generací první generace - rychlost řádově kb/s druhá generace (Ethernet, Token Ring, ARCnet) rychlost 1-20 Mb/s; třetí generace (FDDI, ATM, Gigabit Ethernet) rychlost 100-1000 Mb/s čtvrtá generace (páteř CESNET2, 10 Gb Ethernet) rychlost 2 – 10 Gb/s současnost - rychlosti vyšší než 10Gb/s výzkum a testování Tb/s

Rozdělení sítí podle rozsahu PAN (Personal Area Network) LAN (Local Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) WAN (Wide Area Network) GAN (Global Area Network) Poznámka : dělení nemá přesné hranice, jednotlivé sítě se mohou překrývat

Rozdělení sítí podle rozsahu

Rozdělení sítí podle rozsahu

Rozdělení sítí podle rozsahu PAN (Personal Area Network) osobní síť krátké vzdálenosti (metry) většinou bezdrát IrDA, Bluetooth důraz na jednoduchost, ne na průtok využití PDA, notebooky, mobily a další

Rozdělení sítí podle rozsahu LAN (Local Area Network) lokální sítě geograficky malá rozloha ( v rámci jedné místnosti, budovy, areálu…) kabeláž do několika km až několik set PC většinou jednotná architektura (homogenní) většinou přímé propojení počítačů bez nutnosti směrování

Rozdělení sítí podle rozsahu MAN (Metropolitan Area Network) Mezistupeň mezi LAN a WAN kombinuje vlastnosti obou například školní subsystém zahrnující několik škol, fakult a kateder nebo síťové propojení většího města (odtud i název)

Rozdělení sítí podle rozsahu WAN (Wide Area Network) rozsáhlé sítě (bez prostorového omezení) rozlišná architektura sítě LAN různého standardu různý hardware různé operační systémy různé druhy propojení sítí geograficky velká rozloha 100 a 1000 km, kontinenty propojení více LAN např. Internet nutnost směrování dat

Rozdělení sítí WAN (CESNET2)

Srovnání LAN a WAN Důvod Rychlost Topologie vlastnictví uzly Dostupnost uzlů Přenosové zpoždění Spolehlivost cest LAN Sdílení 10Mb/s– 10Gb/s symetrická vlastní Menší(hl.stanice) Občas Malé velká WAN Komunikace 1Mb/s -100Mb/s Nepravidelná pronájem Větší(hl.servery) stále velké malá

Rozdělení sítí podle typu uzlů Sítě mohou být tvořené osobními počítači (většina LAN) minipočítači a mainframy (např. servery v univerzitní síti nebo ve výpočetním centru) jinými sítěmi (tzv. páteřní sítě, Internet – síť sítí)

Rozdělení sítí podle vztahu mezi uzly Peer to peer (P2P) každý počítač v síti má rovnocenné postavení vůči ostatním každý počítač může nabízet svá zařízení ostatním a využívat zařízení ostatních příklad: Windows , Linux, MacOS Klient - server server - počítač nabízející svůj hardware nebo software ostatním, řídí přístup ke sdíleným zdrojům a do sítě klient - počítač využívající hardware nebo software serverů server může být i dedikovaný (vyhrazený – nemůže fungovat jako klient) - např. Novell příklad: Windows 2008server, Linux/unix, Solaris

Modely sítě Klient - Server Model mainframe (host - terminál) základem sítě - mainframe původně - sálový počítač k němu připojeny - terminály terminál = klávesnice + monitor popř. PC v režimu terminál vysoká spolehlivost a stabilita data umístěna na jednom místě výrobce hardwaru dodává i OS popř. i aplikace (databáze)

Modely sítě Klient - Server

Modely sítě Klient - Server Model desktop část výpočetního výkonu sítě na stanici obsahuje tzv. klienta spouštějí se na ní aplikace např. Microsoft Windows NT, Novell NetWare většinou podnikové sítě nižší pořizovací náklady

Modely sítě Klient - Server

Servery v síti File Server Print Server Databázový server Aplikační server Doménový server Etc.

Servery v síti File Server neposílá FAT posílá pouze modifikovaný soubor během modifikace uzamkne soubor na serveru nemůže ho modifikovat jiná stanice není potřeba pro každou stanici logický disk rychlejší přístup k datům

Druhy File serverů Centralizovaný fileserver Distribuovaný fileserver pouze jeden v celé síti má na starost celou síť Výpadek znamená zhroucení Distribuovaný fileserver v síti více fileserverů (každý obsluhuje část sítě) výpadek jednoho serveru neznamená zhroucení sítě rychlejší přístup k datům

Druhy File serverů Nevyhrazený fileserver Vyhrazený fileserver může se na něm pracovat i jako na pracovní stanici nižší náklady na vybavení sítě Vyhrazený fileserver nepracuje se na něm pouze pro správu sítě vyšší výkon vyšší bezpečnost

Servery v síti Print Server Databázový server stará se o tisk v síti obsahuje databázi určitých informací přístup k informacím více uživatelů současně prostředky pro vyhledávání informací zabezpečení databáze

Servery v síti Doméhový Server Aplikační server Zajišťuje služby po správu active directory(windows) „samba(linux)“ Aplikační server Běží na něm síťové aplikace. Výpočty se provádějí na serveru, na stanici se jen zobrazují výsledky

Rozdělení sítí podle topologie Sběrnicová (BUS) Kruhová (RING) Hvězdicová (STAR) Hvězdicová kruhová (STAR-RING) Strukturovaná kabeláž

Sběrnicová topologie (BUS) Výhody nízká cena snadnost připojení nového uzlu jednoduchost malá délka kabelů Nevýhody malá porucha rozpojí celou síť složitá administrace dochází ke kolizím nutnost terminátorů nízká bezpečnost dat

Sběrnicová topologie (BUS) Příklad : Ethernet 10Base-2 – koax. Kabel Prakticky se již nepoužívá

Kruhová topologie (RING) Výhody nedochází ke kolizím méně náchylné k poruchám vyšší odolnost kabeláže delší dosah (stanice zesilují signál) Nevýhody vyšší náklad na zasíťování nákladnější aktivní prvky sítě delší kabeláž problémy s odpojováním stanic

Kruhová topologie (RING) Příklad : FDDI, Token Ring Používá se zřídka

Hvězdicová topologie (STAR) Výhody snadné připojení nového zařízení méně náchylné k poruchám příznivé ceny aktivních prvků !!! možnost nastavit prioritu uzlům centrální diagnostika sítě Nevýhody vyšší náklad na zasíťování dochází ke kolizím !!! potřeba aktivních prvků větší délka kabeláže problémy s výpadkem hubu

Hvězdicová topologie (STAR) Příklad : Ethernet - 10/100 BaseT Používá se nejčastěji

Hvězdicová kruhová topologie Výhody snadné připojení nového zařízení méně náchylné k poruchám nedochází ke kolizím !!! možnost nastavit prioritu uzlům centrální diagnostika sítě Nevýhody vyšší náklad na zasíťování drahé aktivní prvky sítě !!! větší délka kabeláže

Hvězdicová kruhová topologie Příklad : 100 VG AnyLAN Příliš se nepoužívá

Strukturovaná kabeláž Výhody snadné připojení nového zařízení jednoduché přemístění zařízení možnost centrální administrace sítě Nevýhody vyšší náklad na zasíťování větší délka kabeláže

Strukturovaná kabeláž Příklad : skoro všude Používá se velmi často

Rozdělení sítí podle architektury Architektura sítě se skládá z topologie (fyzické uspořádání sítě) protokolů (pravidla pro komunikaci a datové prvky) Každá architektura v sobě zahrnuje implicitní topologii (např. Ethernet - hvězdicová, FDDI – kruhová, Token Ring - kruhová, …) Architektury se od sebe mohou lišit přenosovým médiem (FDDI - optika, ARCnet - metalický kabel, ...) Komunikaci různých architektur zajišťují HUBy, switche, routery, transceivery (podrobněji v dalších hodinách)

Rozdělení sítí podle možnosti přístupu Sdílené médium (Ethernet, Token Ring, ...) může vysílat současně pouze jeden uzel s náhodným přístupem (Ethernet, …) dochází ke kolizím, s deterministickým přístupen (Token Ring, …) nedochází ke kolizím => vyšší propustnost sítě Přepínané sítě (ATM) podle potřeb se vytváří dočasná spojení jednonásobná – pouze jedno spojení najednou vícenásobná (multiplexing) - umožňuje více uzlům vysílat současně (podstatné zvýšení propustnosti sítě)