Ble Ble Bletest - Technik informatyk

Podstawowe pojęcia związane
z sieciami komputerowymi
mgr inż. Krzysztof Szałajko
Sieć komputerowa
Zbiór urządzeń połączonych ze sobą za pomocą
mediów transmisyjnych, umożliwiająca
komunikowanie się pomiędzy nimi.
2 / 50
W jakim celu tworzone są sieci
komputerowe ?
3 / 50
Cel tworzenia sieci komputerowych
•
•
•
•
•
•
Współużytkowanie programów
Współużytkowanie urządzeń
Współużytkowanie baz danych
Ograniczanie kosztów
Współpraca
Komunikacja
4 / 50
Cel tworzenia sieci komputerowych
•
•
•
•
•
•
Zwiększenie wydajności (np. przy obliczeniach)
Wymiana plików, dokumentów
Centralizacja zarządzania
Nadzór
Rozrywka
Internet
5 / 50
Usługi
•
•
•
•
•
•
Przesył informacji
Obsługa poczty elektronicznej
Dostęp do wielu baz danych
Zdalne wykonywanie obliczeń
Uaktualnianie oprogramowania
Usługi multimedialne
– Telekonferencje
– Przekaz audio i wideo
– VOD
6 / 50
Pierwsza sieć komputerowa
Sneakernet – pierwsza „sieć komputerowa”
Nazwa pochodzi od słów trampek (sneaker) oraz net (sieć).
Transmisja polegała na fizycznym przeniesieniu danych
pomiędzy komputerami za pomocą nośnika,
np. dyskietki, CD, taśmy magnetycznej.
7 / 50
Elementy sieci komputerowej
•
•
•
•
Urządzenia
Medium transmisyjne
Reguły
Przesyłane informacje
8 / 50
Terminologia
Urządzenie końcowe – komputery, drukarki, skanery, dyski
Hosty – urządzenia końcowe umożliwiające użytkownikowi
połączenie z siecią
Urządzenia sieciowe – sprzęty umożliwiające komunikację
pomiędzy urządzeniami końcowymi.
NIC (network interface card) – karta sieciowa.
9 / 50
Połączenia sieciowe
Sieci przewodowe – pomiędzy urządzeniami istnieją
fizyczne połączenia
Sieci bezprzewodowe – transmisja danych
dokonywana jest poprzez fale radiowe
10 / 50
Klasyfikacja sieci
• LAN (Local Area Network) – lokalna sieć komputerowa
Sieć łącząca urządzenia na niewielkim obszarze,
tj. budynek, sala
11 / 50
Klasyfikacja sieci
• LAN - cechy
• Niewielki koszt utworzenia
• Łatwość rozbudowy
• Wspólne medium transmisyjne wykorzystywane
przez komunikujące się stacje
• Lokalne administrowanie siecią
• Dostęp do lokalnych usług
• Fizyczne połączenie z inną stacją
12 / 50
Klasyfikacja sieci ze względu na zasięg
• LAN – wykorzystywane urządzenia
•
•
•
•
•
Repeater
Koncentrator (Hub)
Most
Przełącznik (Switch)
Router
13 / 50
Klasyfikacja sieci ze względu na zasięg
• MAN (Metropolitan Area Network) – miejska sieć
komputerowa
Sieć łącząca poszczególne sieci LAN na większym
obszarze, np. miejscowości
14 / 50
Klasyfikacja sieci ze względu na zasięg
• MAN
• Wykorzystuje najczęściej technologię światłowodową
• Przykład: TASK – Trójmiejska Akademicka Sieć
komputerowa obejmująca zasięgiem całe Trójmiasto
• Scentralizowane zarządzanie
15 / 50
Klasyfikacja sieci ze względu na zasięg
• WAN (Wide Area Network) – rozległa sieć komputerowa
Sieć łącząca ze sobą miasta, państwa, kontynenty
16 / 50
Porównanie LAN i WAN
LAN
WAN
Dostęp bezpołączeniowy
Konieczność nawiązania połączenia przed
rozpoczęciem transmisji
Rozgłoszeniowy tryb pracy
Połączenia punkt - punkt
Transmisje na niewielkie odległości
Transmisje na setki, tysiące km
17 / 50
Klasyfikacja sieci ze względu na przynależność
•
•
•
•
•
•
Publiczne
Cywilne
Wojskowe
Edukacyjne
Komercyjne
Wydzielone
18 / 50
Sieć VPN
Wirtualna sieć prywatna utworzona w ramach
istniejącej, publicznej infrastruktury sieciowej.
Tworzy logiczne połączenie pomiędzy końcowymi
węzłami sieci w taki sposób, jakby to była sieć
prywatna.
19 / 50
Sieci firmowe
Intranet – wewnętrzna sieć organizacji, do której
dostęp posiadają jedynie jej pracownicy
Extranet – rozwinięcie idei intranetu o udostępnienie
części funkcjonalności podmiotom spoza organizacji –
np. klientom, dostawcom, itp.
20 / 50
Przesyłanie wiadomości
1. Wiadomość zamieniana jest na postać binarną i za
pomocą karty sieciowej wysyłana w drogę, poprzez
medium transmisyjne.
2. Bity przemieszczając się poprzez medium transmisyjne
napotykają na różne
urządzenia sieciowe, wreszcie docierają
do routera.
3. Router pełni rolę łącznika pomiędzy
sieciami, kieruje bity na odpowiednią trasę.
21 / 50
Przesyłanie wiadomości
4. Bity docierają do sieci docelowej, przebywają
drogę przez kolejne urządzenia sieciowe,
docierając do docelowego hosta.
5. Bity zamieniane są na postać łatwiejszą do
odczytania przez człowieka.
22 / 50
Przepustowość
• Szerokość pasma – ilość informacji jaką jesteśmy w stanie
przesłać przez sieć w określonej jednostce czasu
• Można ją przyrównać do rury w systemie kanalizacyjnym,
bądź drogi o różnej ilości pasów
• Jest skończona
• Kosztuje
• Popyt na nią stale rośnie
23 / 50
Przepustowość - przykłady
Medium transmisyjne
Szerokość pasma (max)
Kabel koncentryczny (10BASE2 Ethernet)
10 Mbps
Skrętka nieekranowana UTP (100BASE-TX Ethernet)
100 Mbps
Światłowód wielomodowy (Ethernet 1000BASE-SX)
1000 Mbps
24 / 50
Przepustowość
Teoretyczna przepustowość maksymalna może nie być w
danym momencie osiągalna, m.in. z powodu:
•
•
•
•
•
•
Zastosowanych urządzeń sieciowych
Ilości użytkowników
Rodzaju przesyłanych danych
Topologii sieci
Komputera użytkownika
Serwera
25 / 50
Przepustowość
Teoretyczny czas pobierania pliku:
T=
𝑟𝑜𝑧𝑚𝑖𝑎𝑟 𝑝𝑙𝑖𝑘𝑢 𝑤 𝑏𝑖𝑡𝑎𝑐ℎ
𝑚𝑎𝑘𝑠𝑦𝑚𝑎𝑙𝑛𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑦𝑐𝑧𝑛𝑎 𝑠𝑧𝑒𝑟𝑜𝑘𝑜ść 𝑝𝑎𝑠𝑚𝑎1
Rzeczywisty czas pobierania pliku:
T=
𝑟𝑜𝑧𝑚𝑖𝑎𝑟 𝑝𝑙𝑖𝑘𝑢 𝑤 𝑏𝑖𝑡𝑎𝑐ℎ
𝑟𝑧𝑒𝑐𝑧𝑦𝑤𝑖𝑠𝑡𝑎 𝑝𝑟𝑧𝑒𝑝𝑢𝑠𝑡𝑜𝑤𝑜ść 𝑤 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑐𝑖𝑒 𝑝𝑜𝑏𝑖𝑒𝑟𝑎𝑛𝑖𝑎
1 – najwolniejszego łącza między źródłem, a hostem docelowym
26 / 50
Przepustowość
Która transmisja potrwa krócej?
Przesłanie pełnej zawartości dyskietki (1,44MB) linią A
(0,56Mbps), czy przesłanie pełnej zawartości twardego
dysku o pojemności 10GB linią B (2,488Gbps) ?
27 / 50
Przepustowość
Która transmisja potrwa krócej?
Przesłanie pełnej zawartości dyskietki (1,44MB) linią A
(0,56Mbps), czy przesłanie pełnej zawartości twardego
dysku o pojemności 10GB linią B (2,488Gbps) ?
Linia A: czas > 20 s
Linia B: czas > 32 s
28 / 50
Sieci tradycyjne
Dla poszczególnych serwisów wymagane są odrębne
sieci z własnymi standardami.
29 / 50
30 / 50
31 / 50
32 / 50
Sieć konwergentna
Przenosi jednocześnie wiele serwisów (dane, głos,
wideo).
33 / 50
34 / 50
Wymagania dot. sieci
•
•
•
•
Skalowalność
Bezpieczeństwo
Bezawaryjność
Zapewnienie jakości (QoS)
35 / 50
Skalowalność
Możliwość podłączenia kolejnych użytkowników do
sieci bez pogorszenia jakości pracy dotychczasowych.
36 / 50
Bezpieczeństwo
Programowe / sprzętowe zabezpieczenie sieci przed
nieautoryzowanym dostępem.
37 / 50
Bezpieczeństwo
Zagrożenia:
• Nieautoryzowany dostęp do danych
• Kradzież danych
• Przeciążanie sieci
Zapobieganie:
• Autentyfikacja użytkowników
• Zapewnienie integralności danych (podpisy cyfrowe,
szyfrowanie danych, sumy kontrolne)
• Programy antywirusowe, antyspamowe, firewalle
38 / 50
Bezawaryjność
Zapewnienie ciągłości dostępu do sieci w razie awarii.
Osiągane przez redundancję połączeń – nadmiarową
ilość połączeń pomiędzy urządzeniami sieciowymi.
39 / 50
Jakość - QoS – Quality of Service
Całość charakterystyk usługi telekomunikacyjnej
stanowiących podstawę do wypełnienia wyrażonych i
zaspokajanych potrzeb użytkownika tej usługi.
40 / 50
Wymagania stawiane aplikacjom sieciowym
41 / 50
Sieci konwergentne – przykład QoS
Ruch czasu rzeczywistego
• VoIP
• Wideokonferencje
Ruch strumieniowy
• VoD
• Filmy online
42 / 50
Sieci konwergentne – przykład QoS
Zawartość webowa
• Przeglądanie stron
• Zakupy
Zawartość mieszana
• Email
• Kopie zapasowe
43 / 50
Sieci konwergentne – przykład QoS
Transakcje:
• Zamówienia i płatności
• Operacje bankowe
44 / 50
45 / 50
Efekt wdrożenia QoS
Bez QoS
Po wdrożeniu QoS
Obraz wideo zacina się i giną piksele
Czysty, stały przekaz obrazu.
Zapłaciliśmy więcej, niż wynosiła cena w
momencie zakupu.
Wszystko ok.
Troszkę szybciej wczytała się strona WWW.
Mimo wszystko, nadal wszystko gra.
46 / 50
Mechanizmy zapewniające QoS
•
•
•
•
•
•
•
Kształtowanie i ograniczanie przepustowości
Zapewnianie sprawiedliwego dostępu do zasobów
Nadawanie pakietom priorytetów
Zarządzanie opóźnieniami przesyłu
Buforowanie
Zasady gubienia pakietów
Unikanie przeciążeń
47 / 50
Test do tematu dostępny jest pod adresem
http://edui.pl/test-podstawowe-pojecia-zwiazane-zsieciami-komputerowymi
48 / 50
Zadanie Domowe
Dzisiaj brak.
No oczywiście zostaje opanowanie materiału z
niniejszego tematu ;)
49 / 50
50 / 50