Podstawowe pojęcia dotyczące sieci komputerowych

Sieć komputerowa

System komunikacyjny służący do przesyłania danych, łączącym co najmniej 2 komputery i urządzenia peryferyjne.

Podział sieci ze względu na wielkość

  • PAN - Personal Area Network - sieć o zasięgu kilku metrów, np. połączenie słuchawki Bluetooth z telefonem
  • LAN - Local Area Network - sieci łączące użytkowników na niewielkim obszarze (pomieszczenie, budynek)
  • MAN - Metropolitan Area Network - sieć o zasięgu miasta, umożliwiająca połączenie między sieciami np. lokalnych uczelni
  • WAN - Wide Area Network - sieci, których zasięg przekracza granice miast, państw i kontynentów np. Internet

Elementy sprzętowe sieci

  • Urządzenia transmisji - nośniki używane do transportu sygnałów biegnących przez sieć do miejsc docelowych (np. fale radiowe, kable)
  • Urządzenia dostępu - odpowiedzialne za formatowanie danych w taki sposób, aby nadawały się one do przesyłania w sieci (np. karta sieciowa, modem)
  • Urządzenia wzmacniania przesyłania sygnałów - odbierają przesyłane sygnały, wzmacniają je i wysyłają z powrotem do sieci (np. reapeter)

Składniki programowe sieci

  • Protokoły - określają sposoby komunikowania się z urządzeniami (np. IP - Internet Protocol)
  • Sterowniki urządzeń - programy umożliwiające działanie urządzeniom
  • Oprogramowanie komunikacyjne - korzysta ono z protokołów i sterowników do wymiany danych

Rodzaje oraz charakterystyka mediów transmisyjnych

Skrętka

Składa się z czterech par przewodów umieszczonych w wspólnej osłonie. Maksymalna długość skrętki, to 100 metrów.

Typy skrętki

  • Nieekranowana UTP (Unshielded Twisted Pair)
  • Ekranowana STP (Shielded Twisted Pair) (wyposażona w warstwę chroniącą przed wpływem zakłóceń elektromagnetycznych)

Kategorie skrętki

  • 3 - stosowana w starszych sieciach o przepustowości do 10 Mb/s
  • 5 - stosowana w sieciach o przepustowości do 100 Mb/s
  • 5e - stosowana w szybkich sieciach o przepustowości do 100 Mb/s lub 1 Gb/s
  • 6 - stosowana do przenoszenia danych w sieci o przepustowości do 10 Gb/s
  • 7 - ekranowana skrętka stosowana do przenoszenia danych w sieciach o przepustowości powyżej 1 Gb/s

Światłwód

  • Najnowocześniejszy nośnik transmisji przewodowej
  • Rdzeń wykonany ze szkła kwarcowego lub specjalnego tworzywa sztucznego, okryty płaszczem oraz warstwą ochronną
  • Przesyła wiązkę światła przez rdzeń, która jest generowana przez diodę lub laser
  • Dane są przesyłane w postaci impulsów światła
  • Całkowicie odporny na zakłócenia elektromagnetyczne

Fale elektromagnetyczne w zakresie IR (InfraRed)

  • Źródłem promieniowania jest dioda LED lub laserowa
  • Niewielki zasięg i prędkość
  • Stosowane do przyłączenia np. klawiatury czy myszy

Fale radiowe

  • Najpopularniejsze typy sieci korzystają z częstotliwości 2,4/5 GHz, które nie podlegają koncesjonowaniu
  • Mają 4 standardy (oznaczone poniżej), które różnią się prędkością transmisji:
    • 802.11a
    • 802.11b
    • 802.11g
    • 802.11n

Urządzenia do budowy sieci komputerowej

Modem

Zamienia dane cyfrowe generowane przez komputer na sygnały analogowe i wysyła je za pomocą sieci. Podczas odbierania danych z sieci, sygnały analogowe są zamieniane na cyfrowe i przekazywane do komputera. Modem może być wykorzystywany do połączenia komputera z Internetem za pośrednictwem linii telefonicznej.

Karta sieciowa (Network Interface Card)

Urządzenie łączące komputer z lokalną siecią komputerową. Głównym jej zadaniem jest przekształcanie ramek danych w sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej. Każda karta sieciowa ma przypisany indywidualny, niepowtarzalny adres fizyczny MAC.

Koncentrator (Hub)

Urządzenie posiadające wiele portów służących do przyłączenia stacji roboczych lub innych urządzeń. Koncentratory dzielą się na:

  • Pasywne - pełnią tylko funkcję skrzynki łączeniowej, rozsyłającej sygnał otrzymany na jednym porcie do wszystkich pozostałych
  • Aktywne - w porównaniu do pasywnych dodatkowo wzmacniają sygnał

Most (Bridge)

Posiada dwa porty, służące do łączenia segmentów sieci. W swojej pamięci zapamiętuje adresy MAC urządzeń przyłączonych do poszczególnych portów. Po otrzymaniu ramki danych sprawdza adres miejsca docelowego i określa, do jakiego segmentu należy przesłać daną ramkę.

Przełącznik (Switch)

Oferuje te same funkcje co koncentrator, a dodatkowo pozwala podobnie jak most, podzielić sieć na segmenty. Urządzenie posiada także wiele portów przyłączeniowych, pozwalających na podłączenie komputerów, innych przełączników lub koncentratorów.

Punkt dostępowy (Access Point)

Zapewnia stacjom bezprzewodowym dostęp do zasobów sieci za pomocą bezprzewodowego medium transmisyjnego. Pełni funkcję mostu łączącego sieć bezprzewodową z siecią przewodową.

Router

Urządzenie do łączenia sieci, np. do przyłączania sieci LAN do Internetu. Jest urządzeniem konfigurowalnym, pozwala sterować przepustowością sieci i podnosi jej bezpieczeństwo. Głównym zadaniem routera jest routing, czyli dobór jak najlepszej drogi do pakietu.

Brama sieciowa (Gateway)

Za jej pośrednictwem komputery z sieci lokalnej komunikują się z komputerami w innych sieciach. W sieciach TCP/IP domyślna brama oznacza router.

Bramka VoIP (Voice over Internet Protocol)

Jej zadaniem jest umożliwienie wykonywania połączeń telefonicznych tradycyjnym aparatem telefonicznym za pośrednictwem sieci komputerowej wykorzystującej protokół IP.

Zapora sieciowa (Firewall)

Dedykowany sprzęt komputerowy wraz ze specjalnym oprogramowaniem, blokujący niepowołany dostęp do sieci. Jej zadaniem jest filtrowanie połączeń przychodzących z sieci oraz wychodzących do sieci.

Symbole graficzne urządzeń sieciowych

Symbole

Przykładowy schemat prostej sieci Schemat