Sieci komputerowe - Maciej Piechowiak

2012-05-24
Sieci komputerowe
Wprowadzenie
dr inż. Maciej Piechowiak
Definicja
• grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze sobą
w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów
Elementy
• Cztery elementy sieci:
•
•
•
•
Medium transmisyjne
Reguły działania
Wiadomości
Urządzenia sieciowe
1
2012-05-24
Urządzenia sieciowe
Połączenia sieciowe
Reguły
2
2012-05-24
Topologie sieci
Topologie fizyczne:
Topologie logiczne:
- rozgłaszanie
- przekazywanie tokenu
Sieci telekomunikacyjne
Sieci telekomunikacyjne
sieci telefoniczne
sieci komputerowe
3
2012-05-24
Sieci konwergentne
• Przepływ głosu, wideo i danych w jednej sieci eliminuje
potrzebę tworzenia i zarządzania oddzielnymi sieciami
Architektura sieci
• Tolerancja błędu – ograniczenie zasięgu błędu lub uszkodzenia
(połączenia nadmiarowe)
Architektura sieci
• Skalowalność – dzięki hierarchicznemu, warstwowemu
projektowi infrastruktury fizycznej i architektury logicznej
4
2012-05-24
Architektura sieci
• Jakość usług – wymagania w sieciach konwergentnych
zmieniają sposób projektowania architektury sieciowej
Architektura sieci
• Bezpieczeństwo sieci – przy przesyłaniu krytycznych i poufnych
danych
Sieci połączeniowe
• Przełączanie obwodów (duża ilość obwodów, przy dużym
natężeniu połączeń nie wszystkie są realizowane)
5
2012-05-24
Sieci bezpołączeniowe
• Przełączanie pakietów (duże opóźnienia przy dużym ruchu,
dane zostaną dostarczone)
Szerokość pasma
•
•
•
•
•
bps
kbps
Mbps
Gbps
Tbps
Szerokość pasma
6
2012-05-24
Szerokość pasma
Szerokość pasma
Szerokość pasma
Niektórymi spośród czynników mających wpływ na
przepustowość są:
•
•
•
•
•
•
•
urządzenia sieciowe,
typ przesyłanych danych,
topologia sieci,
liczba użytkowników sieci,
komputer użytkownika,
komputer pracujący jako serwer,
warunki zasilania.
Różnica: pasmo a
przepływność !!!
7
2012-05-24
QoS
QoS
Tor komunikacyjny
urządzenia sieciowe, media, usługi
8
2012-05-24
Urządzenia pośredniczące
• Urządzenia pośredniczące:
• urządzenia dostępowe (koncentratory, przełączniki,
bezprzewodowe punkty dostępowe),
• urządzenia łączące sieci (routery),
• serwery komunikacyjne i modemy,
• urządzenia zapewniające bezpieczeństwo (firewalle).
Urządzenia pośredniczące
• Procesy w urządzeniach pośredniczących:
• regenerują i przekazują sygnały danych,
• utrzymują informację o ścieżkach transmisyjnych istniejących w
sieci i intersieci,
• powiadamiają inne urządzenia o błędach i awariach w
komunikacji,
• kierują dane alternatywnymi ścieżkami w sytuacji awarii łączy,
• klasyfikują i kierują wiadomości zgodnie z priorytetami QoS,
• umożliwiają lub blokują przepływ danych, kierując się
ustawieniami bezpieczeństwa.
Podział sieci
9
2012-05-24
Internet vs intranet
Protokoły sieciowe
• Zestawy protokołów sieciowych opisują następujące procesy:
• format lub strukturę wiadomości,
• metodę wymiany informacji między urządzeniami sieciowymi po
ścieżkach prowadzących do innych sieci,
• W jaki sposób i kiedy urządzenia sieciowe wysyłają sobie
informacje systemowe lub informacje o błędach,
• nawiązywanie i kończenie sesji komunikacyjnych.
Standardy protokołów
10
2012-05-24
Modele odniesienia
Model OSI
Model OSI
11
2012-05-24
Model OSI
Model OSI
• dzieli proces komunikacji sieciowej na mniejsze, łatwiejsze do
zarządzania elementy składowe,
• tworzy standardy składników sieci, dzięki czemu składniki te mogą być
rozwijane i obsługiwane przez różnych producentów,
• umożliwia wzajemną komunikację sprzętu i oprogramowania
sieciowego różnych rodzajów,
• zmiany wprowadzone w jednej warstwie nie dotyczą innych warstw,
• dzieli proces komunikacji sieciowej na mniejsze składowe, co pozwala
na łatwiejsze jego zrozumienie.
Model TCP/IP
12
2012-05-24
Model TCP/IP
Jednostki danych protokołu
• Dane aplikacji przekazywane są w dół stosu protokołów,
• Na każdym z poziomów protokoły dodają swoje informacje do
momentu transmisji danych przez medium,
• Ten proces powszechnie określa się jako enkapsulację.
• Forma jaką przyjmują dane w każdej z warstw nazywana jest
jednostką danych protokołu - PDU (ang. Protocol Data Unit),
• Podczas enkapsulacji każda z kolejnych warstw enkapsuluje
PDU, które otrzymała z wyższej warstwy zgodnie z użytym
protokołem,
• Na każdym kroku tego procesu, PDU przyjmuje inną nazwę aby
odzwierciedlić nową formę,
Jednostki danych protokołu
• Dane - ogólne określenie dla PDU używane w warstwie
aplikacji.
• Segment - PDU warstwy transportowej.
• Pakiet (ang. Packet) - PDU warstwy sieci.
• Ramka (ang. Frame) - PDU warstwy dostępu do sieci.
• Bity (ang. Bits) - PDU używane podczas fizycznej transmisji
danych poprzez medium.
13
2012-05-24
Enkapsulacja
Adresowanie
Warstwa fizyczna - okablowanie
14