TI-teoria.pdf

Technologie informacyjne. Zakres materiału do kolokwium,

1. Budowa komputera

Płyta główna

• Sterowanie (chipset), zegar

• BIOS

• Magistrala danych

• Procesor

§ Jednostka arytmetyczno logiczna + koprocesor(y) + rejestry

§ Pamięć notatnikowa (cache), poziom L1-L2

§ Sterowanie, magistrala danych

§ Jeden/dwa rdzenie, jeden/dwa/wiele procesorów

§ Typ gniazda (socket)

• Pamięć RAM, banki pamięci (socket)

• Gniazda rozszerzeń AGP, PCI, PCI Expres, ISA

• Kontrolery zewnętrznych napędów ATA, SATA, SCSI

• Opcjonalne kontrolery zintegrowane

• Interfejsy zewnętrzne (PS2, USB 1.0/2.0, LPT, FireWire, RS232,…)

• Karta graficzna (procesor graficzny, pamięć, biblioteka OpenGL)

• Karta sieciowa (NIC), modem, adaptery

• Karta dźwiękowa, kanały

• Pamięć trwała HDD, SDD; 100Gb = 100,000 tomów encyklopedii PWN

• Napędy optyczne CD, DVD, BlueRay, inne; napędy zewnętrzne FDD, streamer

(taśma mag.)

• Monitor

• Klawiatura, mysz

• Drukarka (igłowa, atramentowa, laserowa,…)

• Skaner

• Tablet, ploter

• Kamera, głośniki

2. Technologie przesyłowe w sieci; typy łączy

· łącza rozgłoszeniowe (rozsyłanie rozgłoszeniowe, broadcast)

· łącza wieloadresowe (rozsyłanie grupowe, multicast)

· łącza jednoadresowe dwupunktowe (point-to-point, unicast)

3. Klasyfikacja sieci wg skali odległości połączonych procesorów

· 1 m (sieć osobista, Private Area Network, PAN )

· 10 m - 1km (sieć lokalna, Local Area Network, LAN )

· 10 km (sieć miejska, Metropolitan Area Network, MAN )

· 100 km – 1 000 km (sieć rozległa, Wide Area Network, WAN )

· 10 000 km ( Internet )

4. Architektury sieci

• Magistrala

Można ją traktować jak "autostradę" służącą transmisji danych i łączącą stacje sieci.

Dane, nim dotrą do stacji przeznaczenia, przechodzą po drodze przez wszystkie

pozostałe stacje. W rozwiązaniu tym do wspólnego kabla transmisyjnego zostają

podłączone komputery o dzielonym dostępie do medium transmisyjnego. Każdy

komputer jest przyłączony do kanału, nadawane sygnały docierają do wszystkich

stacji, ale pakiety odbierane są tylko przez stację, do której są adresowane,

ponieważ każda stacja sprawdza, czy dane są skierowane do niej. Topologia

magistrali jest jedną z najbardziej popularnych konfiguracji sieci komputerowych.

Zalety magistrali:

małe zużycie kabla

prosta instalacja

niska cena instalacji

bardzo prosta rozbudowa sieci

łatwe łączenie segmentów sieci w jeden system (bez zmian oprogramowania

komunikacyjnego)

każdy komputer jest podłączony tylko do jednego kabla

pojedyncze uszkodzenie (przerwa w kablu lub awaria komputera) nie powoduje

unieruchomienia całej sieci

Wady magistrali:

konkurencja o dostęp - wszystkie komputery muszą dzielić się kablem

utrudniona diagnostyka błędów z powodu braku centralnego systemu zarządzającego

siecią

rozproszenie zadań zarządzających siecią, co w określonych przypadkach

niekorzystnie wpływa na szybkość realizacji zadań informatycznych

zwykle dla uniknięcia zakłóceń sygnałów należy zachować pewną odległość między

punktami przyłączenia poszczególnych stacji

• Pierścień

Topologia pierścieniowa ma wiele zalet. Funkcjonowanie sieci nie zostaje przerwane

nawet w razie awarii głównego komputera, gdyż jego zadanie może przejąć inna

stacja. Dzięki układom obejściowym (ang. by-pass) można wyłączyć z sieci dowolną

stację i tym sposobem uniknąć awarii sieci. Każdy węzeł sieci bierze bezpośredni

udział w procesie transmisji informacji i jest połączony z dwoma innymi "sąsiadami".

Węzły połączone w pierścień przekazują komunikaty sterujące (tokeny) do

następnego; węzeł aktualnie mający token może wysyłać komunikat; termin "token

ring" często odnosi się do standardu Institute of Electrical and Electronics Engineers

(IEEE) 802.5 sieci token ring, który jest najbardziej powszechnym typem sieci token

ring; pierwszy standard przewidywał przesyłanie z szybkością 4 Mb/s, natomiast w

obecnych sieciach osiągana prędkość to 16 Mb/s. Informacja wędruje w jednym

kierunku i po przejściu wszystkich węzłów wraca do miejsca nadania. Interfejs

sieciowy każdego komputera musi odbierać dane od jednego sąsiada i przesyłać je

do następnego. Podczas przechodzenia przez kolejne węzły sygnał w każdym z nich

jest wzmacniany.

Zalety pierścienia:

małe zużycie kabla

możliwość zastosowania łącz optoelektronicznych, które wymagają bezpośredniego

nadawania i odbierania transmitowanych sygnałów

możliwe wysokie osiągi, ponieważ każdy kabel łączy dwa konkretne komputery

Wady pierścienia:

awaria pojedynczego kabla lub komputera powoduje przerwanie pracy całej sieci jeśli

nie jest zainstalowany dodatkowy sprzęt

złożona diagnostyka sieci (możliwe usprawnienie przez wyposażenie każdego węzła

w procedury samotestowania)

trudna lokalizacja uszkodzenia

trudna rekonfiguracja sieci

• Gwiazda

Jest to sieć zawierająca jeden centralny węzeł (serwer), do którego zostają

przyłączone pozostałe elementy składowe sieci za pomocą huba. Chroni to sieć przed

awariami, gdyż awaria jednego łącza nie powoduje unieruchomienia całej sieci. Stosowana

jest do łączenia komputerów w jednej instytucji, budynku. większość zasobów sieci znajduje

się w komputerze centralnym przetwarzającym i zarządzającym siecią. Pozostałe komputery

zwane terminalami są stacjami przygotowania danych lub mają niewielkie możliwości

obliczeniowe. Wszystkie informacje są przekazywane przez centralny komputer. Topologia

ta może być określona jako drzewo z jednym poziomem połączeń. Okablowanie: popularna

skrętka (UTP, światłowód).

Zalety gwiazdy:

łatwa konserwacja i lokalizacja uszkodzeń

prosta rekonfiguracja

proste i szybkie oprogramowanie użytkowe sieci

centralne sterowanie i centralna programowa diagnostyka sieci

możliwe wysokie szybkości transmisji (warunek - szybki komputer centralny)

Wady gwiazdy:

duża liczba kabli

wszystkie maszyny wymagają podłączenia wprost do głównego komputera

ograniczona możliwość rozbudowy sieci

zależność działania sieci od sprawności komputera centralnego

ograniczenie odległości komputera od huba

w przypadku awarii huba przestaje działać cała sieć.

• hierarchiczna

• mieszana

5. Sprzęt sieciowy

• Karta sieciowa (Network Interface Controler, NIC), modem

• Repeater,

Nazywany jest również wzmacniakiem lub regeneratorem .

Informacja przesyłana kablem ulega zniekształceniom proporcjonalnie do jego

długości. Jednym z urządzeń, które wzmacnia i regeneruje sygnały przesyłane

kablem jest repeater. Repeater służy więc do fizycznego zwiększania rozmiarów sieci

. Zwykle zawierają one z kilka wzmacniaków.

• Hub (koncentrator)

Koncentrator pracuje w warstwie pierwszej modelu ISO/OSI (warstwie fizycznej),

przesyłając sygnał z jednego portu na wszystkie pozostałe. Nie analizuje ramki pod

kątem adresu MAC oraz IP.

Koncentrator najczęściej podłączany jest do routera jako rozgałęziacz, do niego zaś

dopiero podłączane są pozostałe urządzenia sieciowe: komputery pełniące rolę stacji

roboczych, serwerów, drukarki sieciowe i inne.

• Most (bridge)

to urządzenie warstwy łącza danych (ang. Data Link Layer – DLL ) modelu OSI/ISO

decydujące o przesyłaniu ramek danych (czyli pakietów danych warstwy 2) na

podstawie stworzonej przez siebie tablicy forwardingu (ang. Forwarding DataBase –

FDB lub MAC DataBase ), zawierającej numery portów (interfejs E0/0, E0/1, itd...),

do których przyłączone są urządzenia (każdy port to inny segment sieci), oraz adresy

sprzętowe MAC urządzeń w segmencie sieci.

• Switch (przełącznik)

urządzenie łączące segmenty sieci komputerowej pracujące w drugiej warstwie

modelu ISO/OSI (łącza danych), jego zadaniem jest przekazywanie ramek między

segmentami. Przełącznik określa się też jako wieloportowy most lub inteligentny

koncentrator, gdyż:

przekazuje ramki wyłącznie do docelowego segmentu sieci (podobnie do mostu, w

przeciwieństwie do koncentratora),

umożliwia połączenie wielu segmentów sieci w gwiazdę (podobnie do huba, w

przeciwieństwie do mostu ograniczonego do dwóch segmentów),

działa w trybie dupleks (w przeciwieństwie do koncentratora).

• Ruter (router)

urządzenie sieciowe pracujące w trzeciej warstwie modelu OSI, pełniące rolę węzła

komunikacyjnego, służącego do rozdzielenia sygnału i rozgałęzienia połączeń

sieciowych. Proces kierowania ruchem nosi nazwę trasowania, routingu lub

rutowania .

• Serwer

jest to program świadczący usługi na rzecz innych programów, zazwyczaj

korzystających z innych komputerów połączonych w sieć. Serwerem nazywa się

często komputer świadczący takie usługi, sprowadzające się zazwyczaj do

udostępniania pewnych zasobów innym komputerom lub pośredniczący w

przekazywaniu danych między komputerami. Serwerem nazywa się też systemy

oprogramowania biorące udział w udostępnianiu zasobów. Przykładami

udostępnianych zasobów są pliki, bazy danych, łącza internetowe, a także urządzeń

peryferyjnych jak drukarki i skanery.

• Punkt dostępowy do sieci bezprzewodowej (access point, AP)

urządzenie zapewniające stacjom bezprzewodowym dostęp do zasobów sieci za

pomocą bezprzewodowego medium transmisyjnego (częstotliwości radiowe).

Access point jest także mostem łączącym sieć bezprzewodową z siecią przewodową

(najczęściej Ethernet). W związku z tym każdy access point ma minimum dwa

interfejsy: interfejs bezprzewodowy komunikujący się z sieciami standardu 802.11

oraz drugi służący połączeniu AP z siecią przewodową. Stacjami łączonymi w sieć

bezprzewodową za pomocą punktów dostępowych są komputery wyposażone w

bezprzewodowe karty sieciowe. Zazwyczaj są to laptopy lub palmptopy, choć

niekiedy stacjami bywają także komputery stacjonarne a sieć bezprzewodowa

stosowana jest w celu uniknięcia zbytniego okablowania.

6. Rodzaje okablowania

• Skrętka

(ang. twisted-pair wire ) to rodzaj kabla sygnałowego służącego do przesyłania

informacji, który zbudowany jest z jednej lub więcej par skręconych z sobą

przewodów miedzianych, przy czym każda z par posiada inną długość

skręcenia w celu obniżenia zakłóceń wzajemnych, zwanych przesłuchami.

Niestety skręcenie przewodów powoduje równocześnie zawężenie pasma

transmisyjnego.

Wyróżnia się skrętkę nieekranowaną, ekranowaną (posiadającą dodatkowe

płaszcze z folii) oraz skrętkę z folią (FTP (nie mylić z protokołem FTP)).

Zastosowanie skrętki to łącza telekomunikacyjne oraz sieci komputerowe,

obecnie najczęściej wykorzystywana jest w telefonii analogowej oraz w

sieciach Ethernet. Skrętka ma zastosowanie zarówno do przesyłania danych w

postaci analogowej jak i cyfrowej.

• Kabel koncentryczny

(ang. coaxial cable ) – przewód miedziany otoczony izolacją, wspólnym

ekranem oraz zewnętrzną koszulką ochronną, wykorzystywany np. jako

medium transmisyjne w sieciach Ethernet (np. 10BASE5) z szybkością do 10

Mb/s, w instalacjach antenowych do radia i telewizora, jak również w

aparaturze pomiarowej. Typowy kabel koncentryczny ma impedancję 50 Ω,

choć w instalacjach antenowych powszechna jest wartość 75Ω. Kabel

koncentryczny jest najczęściej określany przez wojskowy numer

specyfikacyjny rozpoczynający się od liter RG: np. RG-58A/U, RG-62/U, itd.

Kable o różnych numerach RG mają różne charakterystyki fizyczne i

elektryczne.

• Światłowód

przezroczyste włókno (szklane lub wykonane z tworzyw sztucznych), w

którym odbywa się propagacja światła. Aby wyeliminować (lub, przynajmniej,

znacząco ograniczyć), wypromieniowanie światła przez boczne powierzchnie

światłowodu, stosuje się odpowiednio dobrany poprzeczny gradient

współczynnika załamania światła.

7. Warstwy sieci w modelu OSI (Open System Interconnections):

* warstwa fizyczna - definiuje połączenia elektryczno-mechaniczne z

okablowaniem sieciowym oraz zajmuje się transmisją bitów danych pomiędzy

urządzeniami w sieci. W tej warstwie zdefiniowane są rodzaje okablowania:

10BASE-5 (gruby ETHERNET - ok. 450m)

10BASE-2 (cienki ETHERNET - ok.180m)

10BASE-T (skrętka - ok. 90m)

10BASE-F (światłowód - do 2,5km).

* warstwa łącza danych - definiuje sposoby kontroli dostępu do

okablowania (m.in. wykrywanie kolizji). Definiuje sposoby tworzenia pakietów

i sposoby ich wysyłania oraz odbierania. Przy przesyłaniu danych w sieci dane

przepływają z jednej karty sieciowej do drugiej. Ma zapewnić bezbłędną

komunikację w sieci. W tej warstwie są zdefiniowane specyfikacje sieci

(802.2, 802.5).

Standard Ethernet zawiera zestaw protokołów warstwy sieciowej,

ukrywających fizyczny obraz sieci przed warstwą sieciową. W wyniku istnienia

warstwy łącza danych rodzaj używanej technologii sieciowej (Ethernet, Token

Ring) nie ma wpływu na protokoły warstwy sieciowej. Jednak rodzaj karty

sieciowej zależy od stosowanej technologii. Do połączenia komputera z siecią

Ethernet należy użyć innej karty sieciowej, a do połączenia go z siecią Token

Ring - innej.

* warstwa sieciowa - definiuje sposób kierowania danych z jednego

urządzenia do innego. W tej warstwie działają protokoły sieciowe, takie jak

IPX czy IP. Warstwa sieciowa zajmuje się ruchem w sieci, przeciążeniami sieci

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: