POČÍTAČOVÉ SÍTĚ LAN I

1. POČÍTAČOVÉ SÍTĚ LAN I Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2. Obsah • Popis sítě LAN • Součásti sítí LAN (HW, SW, zabezpečení) • Výhody poskytované sítěmi LAN • Topologie (bus, star, ring)

3. Sítě LAN • systémy vzájemně propojených a spolupracujících počítačů • omezené teritorium (stovky metrů až jednotky kilometrů) • neobsahují prostředky pro vzdálené propojenípočítačů (např. modemy)

4. Součásti sítí LAN Sítě LAN tvoří následující základní součásti: • stanice sítě • síťový hardware • síťový software • organizační zabezpečení

5. Stanice sítě • servery (obslužné stanice) • poskytují své prostředky (např. disky, tiskárny), které mohou ostatní počítače v síti využívat • zajišťují vlastní chod sítě (musí být spolehlivé a rychlé) • v síti může pracovat jeden (client-to-server) nebo více (peer-to-peer) serverů • pracovní stanice (workstations) • slouží uživatelům k práci, do sítě nic nenabízejí, využívají služeb a prostředků sítě

6. Stanice sítě zdroj [4] zdroj [5] pracovní stanice server

7. Síťový hardware Všechny technické prostředky, které slouží k vzájemnému fyzickému propojení stanic sítě: • síťové karty • propojovací kabely • zesilovací a rozbočovací prvky zdroj [6] zdroj [7] zdroj [8] síťová karta kabel switch

8. Síťový software • souhrn programových prostředků, který ve spolupráci se síťovým hardwarem zajišťuje činnost sítě • může pracovat jako: • rezidentní programy v prostředí vlastního OS stanice (DOS, Windows) • samostatný OS

9. Síťový software • síťový software určuje následující vlastnosti sítě: • rozsah nabízených služeb • zabezpečení sítě • způsob práce v síti • koncepce uložení dat v síti

10. Organizační zabezpečení • slouží k zajištění korektního režimu sítě • obsahuje: • personální zajištění – uživatelé musí být dostatečně poučeni o způsobu práce v síti, dále je potřeba zajistit odbornousprávu sítě • provozní pravidla – souhrn pravidel a nařízení, která upravují způsob práce v síti (určení doby provozu sítě, přihlašování a odhlašování, přidělení přístupových práv, používání uživatelských hesel)

11. Výhody sítí LAN Sdílení dat • více uživatelů může pracovat s určitými daty současně • tato data jsou na serverech • lze zde pro ně nastavit, kdo je může číst, modifikovat, rušit…

12. Výhody sítí LAN Sdílení prostředků jedná se o disky, tiskárny, plotry, DVDmechaniky, modemy... lze sdílet i samostatné programy (textový editor, tabulkový kalkulátor...) sdílením prostředků se snižují náklady na výpočetní systém

13. Výhody sítí LAN • Vyšší spolehlivost výpočetního prostředí • je zajištěna díky sdílení prostředků, tj. vypadne-li jedna tiskárna, lze použít jinou • jsou-li všechna data a programy na serveru (bezdiskové stanice), lze pracovat na kterémkoliv počítači sítě a stále mám k dispozici tytéž programy a data

14. Výhody sítí LAN • Dokonalejší ochrana dat • ochrana dat je v procesu zpracování dat velmi důležitá činnost • hrozí ztráta dat při poruše počítačů, při neodborném zpracování, při získání přístupu k nim nepovolanými osobami

15. Výhody sítí LAN • jsou-li stanice samostatné – každý si chrání data sám (nedostatečné) • síť poskytuje vysokou úroveň ochrany formou: • spolehlivých serverů, na kterých jsou veškerá data • servery jsou fyzicky zajištěny v uzamčené místnosti • využití mechanismu hesel a přístupových práv • provádí se důsledná archivace dat

16. Výhody sítí LAN Komunikace mezi uživateli Síť umožňuje uživatelům komunikovat – předávat si zprávy, poskytovat si výsledky své práce: • prosté zasílání zpráv– krátké textové zprávy kterémukoliv z dalších právě pracujících uživatelů (musí být u počítače) • dialog (chat) – vyšší forma komunikace, každý z obou uživatelů má na obrazovce dvě pole, v jednom píše a ve druhém má zprávy od druhého uživatele

17. Výhody sítí LAN • síťová pošta (network mail) – umožňuje předávat textové zprávy a soubory i uživatelům, kteří právě nejsou přítomni • hlasová komunikace (nutností je mikrofon a sluchátka) • videohovory (nutností jsou mikrofon, sluchátka a webkamera)

18. Topologie sítě topologie – způsob, jakým jsou jednotlivé stanice sítěmezi sebou propojeny • v rámci jedné sítě LAN existuje mezi každými dvěma stanicemi vždy jediná spojovací cesta (WAN – několik propojovacích cest) • nezáleží na tom, v kterém místě sítě jsou připojeny servery a kde pracovní stanice • ve velkých sítích je páteřní vedení (backbone) – jeden kabelový segment, ke kterému jsou připojeny všechny ostatní segmenty

19. Topologie sítě • rozlišujeme tři základní topologie: • sběrnicová • hvězdicová • kruhová • výhody jednotlivých topologií je vhodné vzájemně kombinovat v různé části sítě (páteřní síť, síť koncových stanic apod.)

20. Sběrnicová topologie (bus) • dříve nejčastější způsob zapojení počítačů užívajících jediný kabel • data jsou vysílána všem účastníkům, přijímá je jen adresát • v jeden okamžik vysílájen jeden počítač • spojovací vedení - koaxiální kabel zdroj [9]

21. Sběrnicová topologie • problém: vysílaný signál se na sběrnici odráží a brání ostatním ve vysílání • útlum signálu na konci je řešen speciálním zařízením zvaným terminátor zdroj [10]

22. Sběrnicová topologie • existence SPoF (single point of failure) • přerušení signálu (např. rozpojením či volným koncem) vede k zániku komunikace na celé sběrnici • omezený dosah může být prodloužen opakovačem (repeater) – mechanický zesilovač signálu • prodlužování nelze konat neomezeně

23. Sběrnicová topologie • dnes je sběrnicová topologie užívánav malých páteřních sítích při kaskádování přepínačů (switchů) • existence snadného SPoF zabraňuje jejímu použití na místech se snadným přístupem koncových uživatelů • existence SPoF také komplikuje údržbu a rozšiřování takové sítě

24. Hvězdicová topologie (star) • jednotlivá připojovací vedení se rozbíhají jako paprsky hvězdy • uprostřed hvězdy je zařízení přepínač (switch) • stromová struktura(více switchů) • nesmí vzniknout smyčky zdroj [11]

25. Hvězdicová topologie • centrální prvek odstraňuje snadný přístup k SPoF – rozpojení sběrnice (switch může být např. uzamčen v racku) • odpojení segmentu stanice neovlivní zbytek sítě • důležité – SPoF zůstává zachován (jen jeden centrální prvek), pouze není ovlivněn koncovými uživateli • zkrácení sběrnice zvyšuje přenosové rychlosti

26. Hvězdicová topologie • nejčastější užití hvězdice je u koncových stanic, kde hrozí největší nebezpečí vzhledem k SPoF (rozpojení sběrnice) • postupně dochází k přechodu od rozbočovačů (hub) k přepínačům (switch) • centrální prvky dnes postupně získávajíi jiné funkce (kombinovaná zařízení)

27. Kruhová topologie (ring) • všechny počítače jsou zapojeny v kruhu, neexistuje žádné zakončení • každý počítač pracuje jako opakovač (repeater) • počítače si předávají token, který je opravňujek vysílání • zprávy předávány postupně od jedné stanice ke druhé zdroj [11]

28. Kruhová topologie • vzhledem k faktu, že token musí obejít celou sítí, existuje zde SPoF v podobě rozpojení kruhu • tento fakt bývá řešen zdvojením kabeláže (běžně se užívá vnější kruh, při rozpojení je zničený spoj přemostěn vnitřním kruhem – např. síť FDDI) • s nárůstem velikosti kruhu klesá rychlost sítě (vlivem oběhu)

29. Kruhová topologie • kruhové topologie jsou užívány především v sítích TokenRing (Apple) • dnes je převzata myšlenka kruhové topologie u páteřních sítí, kde však bývá užito odlišné technologie od putujícího tokenu (odstranění SPoF atd.) • obvykle kruh tvoří dvě redundantní linky propojené na logické úrovni

30. Použité zdroje [1] NĚMEC, P.: Počítačové sítě LAN. Studijní text na Gymnáziu Jevíčko, 1998. [2] ŠORM, M.: Počítačové sítě ve školách I.Studijní text pro posluchače ICTK studia na MZLU v Brně, 2006. [3]Internet-web-browser Gion: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Internet-web-browser_Gion.svg [4] IBM_Blue_Gene_P_supercomputer: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:IBM_Blue_Gene_P_supercomputer.jpg [5] IMac_G5_Rev._A_front: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:IMac_G5_Rev._A_front.jpg [6] Network Card: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Network_card.jpg [7] Cat_5: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cat_5.jpg [8] Ethernet_switch_Atlantis_A02-F5P_5_ports_backend: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ethernet_switch_Atlantis_A02-F5P_5_ports_backend.jpg [9] Bus_Topology: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bus_Topology.png [10] BNC_Technik: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:BNC-Technik.jpg [11] Star_Topology: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Star_Topology.png [12] RING_Topology: Wikipedia Commons [online].Dostupné 2. 6. 2009 na adrese: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:RING_Topology.png