Pobierz Teleinformatyka i teoria sieci komoputerowej - Notatki - Systemy i sieci i więcej Notatki w PDF z Informatyka tylko na Docsity!
Teleinformatyka i teoria sieci komoputerowej
Historia powstawania sieci komputerowych Kiedyś komputery były olbrzymich rozmiarów, zajmowały całe pomieszczenia, a nawet budynki. Obecnie komputery biurkowe mają o wiele mniejsze rozmiary, za to znacznie większą moc obliczeniową.Połączenie komputerów i komunikacji miało głęboki wpływ na sposoby organizowania systemów komputerowych. Jeden wielki komputer został zastąpiony przez wiele odrębnych, połączonych ze sobą mikrokomputerów.Sieć komputerowa jest to zbiór niezależnych komputerów połączonych ze sobą. Mówimy, że dwa komputery są ze sobą połączone, jeśli mogą wymieniać między sobą informacje. Cele budowy sieci komputerowych Współdzielenie dostępu do zasobów (pliki, drukarki, etc.),Współdzielenie dostępu do informacji (www),Bardzo szybka komunikacja tekstowa (e- mail), głosowa (VoIP) lub wideokonferencja, (każdy szanujący się nastolatek jest uzależniony od narzędzi błyskawicznego przesyłania wiadomości: IRC, GG, Tlen, etc.) Handel elektroniczny,Rozrywka interakcyjna (gry), Podział sieci komputerowych Ze względu na zasięg:LAN (Local Area Network),MAN (Metropolitan Area Network)WAN (Wide Area Network)Podział sieci komputerowychZe względu na sposób pracy:Peer-to-peerKlient-serwerPraca zdalna Podział sieci komputerowych Ze względu na topologię: Magistrala, Pierścień, Gwiazda, Kratownica, Drzewo,Punkt punktetc.Elementy składające się na sieć:Komputery (serwery oraz stacje robocze),NIC (Network Interface Card) karta sieciowa,Medium transmisyjne,Urządzenia sieciowe (aktywne i pasywne),Urządzenia sieciowe:Modem / Terminal Adapter (czy modem jest urządzeniem sieciowym),Pętle sygnałowe,Repeater (wzmacniak),HUB (koncentrator), Media-konwerter,Bridge (most), Switch (przełącznik),Router, Rodzaje mediów transmisyjnych:Kabel miedziany (skrętka, koncentryk, para miedziana, etc.),Kabel światłowodowy (wielomodowy, jednomodowy),Pasmo radiowe (WI-FI 2,4 GHz, 5GHz, ),Laser,Podczerwień,Tryby transmisji danych:Broadcast, Multicast, Unicast,Szeregowa, Równoległa,Simplex, Half-Duplex, Full- Duplex,Synchroniczna, Asynchroniczna,Symetryczna, Asymetryczna Protokół komunikacyjny:Protokół a stos protokołówTCP/IP (IP, TCP, UDP, ICMP, ARP, )IPX/SPX (IPX, SPX, NCP, )NetBIOS oraz NetBEUIApple TalkDEC NETFTP, SMTP, SNMP, HTTP, Model referencyjny ISO OSI-7Warstwy ISO OSI 77) Aplikacji,6) Prezentacyjna,5) Sesji,4) Transportowa,3) Sieciowa,2) Łącza danych,1) Fizyczna,ISO OSI-7 Warstwa fizyczna (1)Warstwa fizyczna zajmuje się transmisją surowych bitów kanałem
komunikacyjnym. Problemem projektowym jest tu zapewnienie, że gdy jedna strona wyśle bit o wartości 1, druga strona odbierze go jako jedynkę, a nie zero. Typowe kwestie to np. wybór napięć reprezentujących 0 i 1, określenie, ile nanosekund ma trwać pojedynczy bit, czy transmisja może jednocześnie odbywać się w obydwu kierunkach, jak nawiązywane jest połączenie i jak jest przerywane po zakończeniu transmisji przez obie strony, ile styków ma mieć złącze sieciowe i do czego służy każdy styk. Zagadnienia projektowe w tej warstwie wiążą się głównie z interfejsami mechanicznymi, elektrycznymi i zależnościami czasowymi oraz fizycznym nośnikiem transmisyjnym, który znajduje się pod warstwą fizyczną.ISO OSI-7 Warstwa łącza danych (2)Głównym zadaniem warstwy łącza danych jest przekształcenie surowego łącza transmisyjnego w linię, która dla warstwy sieciowej sprawia wrażenie transmisji wolnej od błędów. To zadanie zostaje osiągnięte tu przez podział danych wejściowych nadawcy na ramki danych (zwykle o rozmiarach kilkuset lub kilku tysięcy bajtów) i sekwencyjną transmisję ramek. Jeśli usługa jest niezawodna, odbiorca potwierdza poprawny odbiór każdej ramki przez odesłanie ramki potwierdzającej. Kolejnym problemem, który pojawia się w warstwie łącza danych (i w większości wyższych warstw) jest pytanie, jak powstrzymać szybki nadajnik przed zalaniem danymi wolnego odbiornika. Często potrzebny jest mechanizm sterowania ruchem, który informuje nadajnik, jak wiele miejsca w buforze ma w danej chwili odbiornik. Często to sterowanie jest zintegrowane z obsługą błędów. Kontrola parzystości, kod CRC, kodowanie Reed-Solomon (FEC), etc.ISO OSI-7 Warstwa sieciowa (3)Steruje działaniem podsieci. Podstawowym problemem projektowym jest tu ustalenie, jakie pakiety mają być kierowane od nadawcy do odbiorcy. Trasy mogą opierać się na tablicach statycznych, które są zakodowane na sztywno w sieci i rzadko zmieniane. Mogą też być ustalane na początku każdej konwersacji, np. sesji terminalowej. Na koniec trasy mogą też być wysoce dynamiczne i ustalane na nowo dla każdego pakietu, aby reagować na bieżące obciążenia sieci.Jeśli w jednej chwili w podsieci znajduje się zbyt wiele pakietów, to będą one sobie nawzajem przeszkadzać, tworząc wąskie gardła. Za kontrolę nad takimi zatorami również odpowiada warstwa sieciowa. Bardziej ogólnie mówiąc, jakość świadczonych usług (opóźnienia, czas tranzytu, rozsynchronizowanie) jest problemem warstwy sieciowej.ISO OSI-7 Warstwa sieciowa (3)Gdy pakiet musi przejść z jednej sieci do drugiej, aby dojść do miejsca przeznaczenia, może pojawić się szereg problemów. Adresowanie używane w drugiej sieci może różnić się od używanego w pierwszej. Druga sieć może w ogóle nie akceptować pakietów, ponieważ będą dla niej za duże, protokoły mogą się różnić, itd. Do warstwy sieciowej należy uporanie się z wszystkimi tymi problemami, pozwalając na łączenie niejednakowych sieci.W sieciach rozgłoszeniowych
prezentacji zarządza tymi abstrakcyjnymi strukturami danych i pozwala na definicję i wymianę struktur danych wyższego poziomu (np. rejestrów bankowych). Sieciowa kolejność bitów. ISO OSI-7 Warstwa aplikacji (7) Warstwa aplikacji zawiera szereg różnych protokołów potrzebnych użytkownikom. Jednym z powszechnie używanych protokołów aplikacji jest HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), stanowiący podstawę WWW. Gdy przeglądarka chce pobrać stronę WWW, wysyła nazwę tej strony do serwera przy użyciu HTTP, po czym serwer odsyła stronę do klienta. Inne protokoły aplikacji służą do przesyłu plików, poczty elektronicznej i obsługi grup dyskusyjnych.ISO OSI 7 jednostki transmisji1) surowe bity,2) ramki,3) pakiety,4) konwersacje,5) sesje,6) abstrakcyjne struktury danych,7) protokoły aplikacyjne,ISO OSI 7 adresacja1) adresy MAC, lub brak adresacji (transmisja rozgłoszeniowa),2) adresy MAC,3) adresy logiczne (IP, IPX, etc.),4) uchwyt konwersacji,5) uchwyt sesji,ISO OSI 7 protokołyODI (Novell), NDIS (Microsoft)IP, IPX, Apple Talk,TCP, UDP, ICMP, SPX, HTTP, FTP, SMTP,Usługi połączeniowe Usługi połączeniowe wzorują się na systemie telefonicznym. Aby z kimś porozmawiać musimy najpierw nawiązać połączenie (podnosimy słuchawkę i wybieramy numer, następnie czekamy na zestawienie połączenia). Numer telefonu to tak naprawdę rodzaj adresu. Analogicznie, aby można było skorzystać z połączeniowej usługi sieciowej, usługa najpierw nawiązuje połączenie, używa go, a następnie przerywa połączenie. Ważną właściwością połączenia jest to, że działa jak rura nadawca wprowadza obiekty (bity) z jednego końca, a odbiorca wyjmuje je na drugim końcu. W większości przypadków kolejność zostaje zachowana, więc bity przechodzą w porządku wysyłania. Usługi połączeniowe W niektórych rozwiązaniach po nawiązaniu połączenia nadawca, odbiorca i podsieć przeprowadzają negocjację parametrów, które mają zostać użyte, na przykład maksymalnej wielkości wiadomości, wymaganej jakości usługi i innych kwestii. Taka negocjacja ma na przykład miejsce w przypadku telefonii VoIP. Musi zostać zagwarantowana przepustowość oraz minimalne opóźnienie.Usługi bezpołączenioweUsługi bezpołączeniowe wzorują się na systemie pocztowym. Każda wiadomość (list) niesie w sobie pełny adres docelowy i każda jest kierowana przez system niezależnie od pozostałych. Gdy do jednego miejsca kierowane są dwie wiadomości, pierwsza wysłana zwykle również dociera pierwsza. Możliwe jest jednak opóźnienie pierwszej wysłanej, przez co druga wysłana dotrze jako pierwsza (nie ma gwarancji kolejności dotarcia do celu).jednostki transmisji danych:1 BOD = 1 znak na sekundęBitBajt = 8 BitówBit na sekundę b/s1 Bajt na sekundę = 8 Bitów na sekundęMega Bit na sekundę Mb/sMega Bajt na sekundę MB/s (8 Mb/
s)Technologie sieciowe:Arc-Net,100VG-Anylan,Ethernet,Token Ring,FDDI,ATM,Frame-Relay,PPP,i inne,
