Sieci komputerowe
Autor: Karol Krysiak
Wstęp
Publikowaliśmy już, na łamach naszego serwisu, artykuł poświęcony domowym, osiedlowym sieciom komputerowym. Tym razem postanowiliśmy opublikować rzecz, która traktuje temat bardziej profesjonalnie œ pod kątem klientów korporacyjnych.
Podział sieci komputerowych w zależności od rozmiaru
Najbardziej ogólny podział sieci komputerowych odbywa się na podstawie rozmiaru sieci:
0. • LAN (Local Area Network) - sieć lokalna, najczęściej obejmuje jedno przedsiębiorstwo i łączy użytkowników zgromadzonych na niewielkim obszarze (kilka budynków), wykonana w jednej technologii (np.: Ethernet)
0. • MAN (Metropolitan Area Network) - sieć miejska, łączy oddzielne sieci LAN na przestrzeni jednego miasta. Przykładowo sieć Lodman.
0. • WAN (Wide Area Network) - sieć rozległa łącząca ze sobą sieci MAN na terenie jednego kraju. Przykładowo sieć Pol34.
Internet - tzw. "sieć sieci", łączy ze sobą wszystkie rodzaje sieci.
Topologie sieci komputerowych
Topologia sieci to zbiór reguł fizycznego łączenia i reguł komunikacji poprzez dany nośnik sieci (medium transmisyjne)[1]. W zależności od wybranej topologii sieci istnieją konkretne specyfikacje dotyczące kabli, złączy i standardów komunikacji komputerów ze sobą.
Topologia fizyczna
Termin topologia fizyczna odnosi się do sposobu okablowania sieci. Przedstawia sposób łączenia hostów (komputerów) z medium transmisyjnym. Zalety i wady topologii fizycznych zostaną przedstawione w rozdziale dotyczącym rodzajów nośników stosowanych w Ethernecie.
Topologia magistrali
Topologia magistrali jest stosowana przy łączeniu komputerów za pomocą przewodu koncentrycznego. Hosty dołączane są do jednej wspólnej magistrali, za pomocą ‡odczepów“ w przebiegu przewodu.
Topologia gwiazdy
Topologia gwiazdy jest stosowana przy łączeniu komputerów za pomocą kabla dwużyłowego skręcanego. Hosty (komputery) podłączane są najczęściej do koncentratora (rzadziej przełącznika). Cechą odróżniającą od topologii magistrali jest łączenie za pomocą jednego przewodu tylko dwóch urządzeń sieciowych.
Topologia pierścieniowa
Topologia pierścieniowa est stosowana przy łączeniu komputerów ze sobą za pomocą kabla światłowodowego. Najczęściej stosuje się obwód dublujący, ponieważ w przypadku przerwania pierwszego pierścienia komputery tracą ze sobą kontakt i zadania komunikacji przejmuje pierścień dublujący. Topologia ta jest stosowana w sieciach Token Ring.
Topologia pierścienia
Topologia logiczna
Topologia logiczna opisuje reguły komunikacji, z których powinna korzystać każda stacja przy komunikowaniu się w sieci. Poza połączeniem fizycznym hostów i ustaleniem standardu komunikacji, topologia fizyczna zapewnienia bezbłędną transmisję danych.
Topologia fizyczna jest ściśle powiązana z topologią logiczną. Przykładowo, specyfikacja Ethernet umożliwia wykorzystanie topologii fizycznej gwiaździstej lub magistrali, ale nie umożliwia zbudowania sieci w oparciu o topologię pierścieniową.
Topologie logiczne definiowane są przez IEEE (Institute of Electrical and Eletronic Engineers). Najczęściej spotykane specyfikacje sieci komputerowej to:
0. • IEEE 802.3 10Mb Ethernet
0. • IEEE 802.3u 100Mb Ethernet
0. • IEEE 802.3x Full Duplex Ethernet
0. • IEEE 802.3z 1Gb Ethernet
0. • IEEE 802.5 Token Ring
0. • IEEE 802.11 Wireless LANs
0. • IEEE 802.12 100VG-AnyLAN
0. • IEEE 802.14 Cable Modem
Model ISO/OSI
W 1977 roku ‡Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna“ (International Standard Organization) opracowała wzorcowy ‡Model łączenia systemów otwartych“ (Open System Interconnection). Ideą przyświecającą tym działaniom, było umożliwienie współdziałania ze sobą produktów pochodzących od różnych producentów. Proces komunikacji został podzielony na 7 etapów, zwanych warstwami, ze względu na sposób przechodzenia pomiędzy nimi informacji. Często struktura tworzona przez warstwy OSI nazywana jest stosem protokołów wymiany danych.
W złożonym zagadnieniu komunikacji wyodrębnia się pewne niezależne zadania, które mogą być rozwiązywane przez wydzielone układy sprzętowe lub pakiety oprogramowania zwane obiektami. Klasę obiektów rozwiązujących dane zagadnienie nazywa się warstwą. Pojęcie warstwy nie jest jednoznaczne z pojęciem protokołu œ funkcje danej warstwy mogą być wykonywane przez kilka różnych protokołów. Każdy protokół komunikuje się ze swoim odpowiednikiem, będącym implementacją tego samego protokołu w równorzędnej warstwie komunikacyjnej systemu odległego. Warstwy (a dokładnie konkretne protokoły zawarte w tej warstwie) komunikują się bezpośrednio z odpowiadającymi im warstwami w odległym hoście. Należy więc też zapewnić reguły przekazywania informacji w dół do kolejnych warstw pracujących na danym komputerze. Dane przekazywane są od wierzchołka stosu, poprzez kolejne warstwy, aż do warstwy fizycznej, która przesyła je poprzez sieć do odległego hosta. Na szczycie stosu znajdują się usługi świadczone bezpośrednio użytkownikowi przez aplikacje sieciowe, na spodzie œ sprzęt realizujący transmisję sygnałów niosących informacje.
Każda kolejna warstwa musi jedynie znać format danych wymagany do komunikacji poprzez warstwę niższą zwany protokołem wymiany danych. Przy przechodzeniu do warstwy niższej dana warstwa dokleja do otrzymanych przez siebie danych nagłówek z informacjami dla swojego odpowiednika na odległym hoście. W ten sposób kolejne warstwy nie ingerują w dane otrzymane z warstwy poprzedniej. Przy odbieraniu danych z warstwy niższej, dana warstwa interpretuje ten nagłówek ‡doklejony“ poprzez swojego odpowiednika i jeśli zachodzi potrzeba przekazania danych do warstwy wyższej, usuwa swój nagłówek i przekazuje dane dalej.
Transmisja danych pomiędzy kolejnymi warstwami ISO/OSI
Warstwa fizyczna (physical layer)
Zapewnia transmisję danych pomiędzy węzłami sieci. Definiuje interfejsy sieciowe i medium transmisji. Określa m.in. sposób połączenia mechanicznego (wtyczki, złącza), elektrycznego (poziomy napięć, prądów), standard fizycznej transmisji danych. W skład jej obiektów wchodzą min.: przewody, karty sieciowe, modemy, wzmacniaki, koncentratory.
Warstwa łącza danych (data link layer)
Zapewnia niezawodność łącza danych. Definiuje mechanizmy kontroli błędów w przesyłanych ramkach lub pakietach - CRC (Cyclic Redundancy Check). Jest ona ściśle powiązana z warstwą fizyczną, która narzuca topologię. Warstwa ta często zajmuje się również kompresją danych. W skład jej obiektów wchodzą sterowniki urządzeń sieciowych, np.: sterowniki (drivery) kart sieciowych oraz mosty (bridge) i przełączniki (switche).
Warstwa sieciowa (network layer)
Zapewnia metody ustanawiania, utrzymywania i roz...
rafulus