2. Sítě LAN, rozdělení, technické a programové prvky sítí, topologie

Co je to LAN

LAN (Local Area Network) je označení pro počítačovou siť. Označují se tak sítě na malém území, například v jedné firmě nebo v jedné a více budovách. Jako LAN se v podstatě dá označit i propojení dvou PC.

Charakteristika

Přenosové rychlosti jsou vysoké, řádově Gb/s. Jako nejpoužívanější jsou zde použity technologie Ethernet a Wi-Fi, dříve se používali např. ARCNET a Token Ring. Primární funkcí sítí LAN je propojení dvou či více počítačů. Děje se tak kvůli sdílení dat, tiskáren, připojení k internetu atp. K realizaci sítí LAN jsou potřeba aktivní a pasivní prvky. Mezi aktivní (aktivně se podílejí na komunikaci) patří např. switch, router a sítová karta. Pasivní prvky se na komunikaci podílejí pouze pasivně (nevyžadují napájení) a jsou to zejména propojovací kabely a konektory.

Historie

Vznik sítí LAN se datuje ke konci 70. let 20. století. Bylo tehdy nutno vysokorychlostně propojit sálové počítače. Až v roce 1983 se budování LAN sítí dostalo k osobním počítačům.
Zpočátku byly používány protokoly IPX/SPX. S nástupem WWW byly nahrazeny rodinou protokolů TCP/IP.

Realizace

K tomu, abychom tedy síť LAN zprovoznili, potřebujeme počítače vybavit síťovými kartami. Dále je potřeba vhodná kabeláž a také software – operační systém (Novell, Linux, Unix, Win Server). Pro větší sítě LAN je potřeba serveru – počítače, který je nadřazený všem ostatním, a který se zaobírá pouze správou celé sítě

Kabely a síťové karty

Volba kabelů záleží na délce a využití lokální sítě. Na kratší vzdálenosti si vystačíme s kroucenou dvojlinkou, na delší využijeme třeba optický kabel nebo Wi-Fi.

Topologie

Znamená způsob propojení počítačů do sítě. Hlavními druhy jsou sběrnicová, kruhová, hvězdicová a stromová. Pak můžeme tyto druhy vzájemně kombinovat. Každá má samozřejmě své pro a proti. Například u hvězdicové při výpadku hubu je celá síť nefunkční. Sběrnicová se využívá u menších sítí, jde vlastně o propojení počítačů do série. Stromová topologie má tendence využití v náročnějších a propracovanějších sítí.

Sběrnicová
• jednotlivé uzly připojeny na společnou sběrnici
• vyslaná zpráva se šíří po sběrnici oběma směry na všechny uzly sítě
• každý uzel prověřuje všechny přinášené zprávy, ale pouze v případě, že je uveden jako adresát, je předává ke zpracování operačnímu systému
• zakončení vodiče terminátory – (terminátor zabraňuje zpětného odrazu signálu, kónický odpor=vhodné impedance vodiče)
výhody
–    málo vodičů
–    rozšíření sítě o další stanice nemusí znamenat další náklady z hlediska spojů
–    jednoduché a pružné
–    obvykle nejlevnější
–    snadná realizace vysílání zpráv pro všechny stanice či pro skupinu stanic

nevýhody:
–    při přerušení vodiče se zhroutí celá sběrnice
–    v daný okamžik lze přenášet pouze 1 zprávu

Kruhová
• jednotlivé uzly propojeny do uzavřeného kruhu
• vysílaná zpráva se šíří jedním směrem dokud se nevrátí k uzlu, který ji vyslal
• adresát zprávu přečte (Token ring)
výhody:
–  malý počet spojů
–  nepotřebuje centrální počítač
–  nepružné
–  jednoduché protokoly

nevýhody:
–  výpadek jediného spoje či stanice znemožní chod celé sítě
–  pro zabránění poruchy sítě při přerušení spoje se často používá zdvojení kruhu

Hvězdicová
• jednotlivé uzly připojeny do jednoho aktivního zařízení (přepínač – hub), přes které probíhá veškerá vzájemná komunikace
výhody:
–    lehká rozšiřitelnost
–    výpadek 1 stanice nebo spoje vyřadí jen 1 počítač, ale neohrozí zbytek sítě
–    někdy umožňuje i souběžný nezávislý přenos dat pro jednotlivé stanice – zvýšení rychlosti

nevýhody:
–    při selhání akt. zařízení – síť nefunkční
–    velké množství kabeláže
–    vyšší náklady
–    náročné rozmístění v budovách, všechny spoje musí vést k akt. zařízení
–    výpadek „středu“ je fatální

Stromová
⦁ zobecnění hvězdy
⦁ základem spousty středně velkých sítí
⦁ reálný výkon závisí na topologii
⦁ př. Ethernet na kroucené dvoulince
výhody:
–    lze oddělovat provoz

nevýhody:
–    výpadkem uzlu či jediného spoje se rozpadne

Ethernet
Ethernet se stal standardem pro svoji jednoduchost a nízkou cenu a vytlačil z trhu ostatní alternativní technologie (ARCNET aj.). V současné době je ethernetové rozhraní s konektorem RJ-45 pro kroucenou dvojlinku standardním síťovým rozhraním.
(běžná přenosová rychlost 100 nebo 1000 Mbps), avšak dříve byla velmi rozšířená též varianta používající koaxiální kabel (10 Mbps).
Běžné síťové protokoly (TCP/IP) jsou přenášeny v datové části ethernetových rámců a síťová karta jim sama o sobě nerozumí. Síťovou kartu ovládá v počítači ovladač, který je součástí jádra operačního systému. Vyšší protokoly (TCP/IP) jsou typicky zpracovány v jádře operačního systému.

Počítačové sítě, vznik, historie, rozdělení, výhody.

Počítačová síť je spojení dvou a více počítačů a skládá se z kabelů, aktivních prvků a koncových zařízení.
Historie počítačových sítí sahá až do 60. let 20. století, kdy začaly první pokusy s komunikací počítačů. V průběhu vývoje byla vyvinuta celá řada síťových technologií. V poslední době jsou všechny sítě postupně spojovány do globální celosvětové sítě internet, která používá sadu protokolů TCP/IP

ARPANET

V roce 1969 byla spuštěna první, a to vojenská počítačová síť se jménem ARPANET, která byla zárodkem toho, co dnes chápeme jako Internet. Původně to byla pouze experimentální síť, která měla zajistit propojení radarových stanic USA a ověřit funkčnost systému při využití přepojování paketů.
V roce 1983 se od ARPANETu oddělila vojenská síť MILNET. Významným milníkem je ovšem tento rok proto, že od jeho začátku byl definitivně NCP nahrazen TCP/IP. NCP (Network Control Program) byl protokol, který se tehdy používal pro vzájemnou komunikaci mezi hlavními počítači ARPANETu. Později jej nahradil TCP/IP. Obsahoval již služby, jako jsou email či přenos souborů.
V roce 1983 se od ARPANETu oddělila vojenská síť Spojených států s názvem MILNET pro neutajovanou komunikaci ministerstva obrany. Tím došlo k rozdělení sítě na armádní a civilní část.

Historie WWW

První základy služby World Wide Web byly položeny už roku 1980, kdy Tim Berners-Lee vytvořil databázi lidí a softwaru, ve které bylo možné přecházet ze stránky na stránku pomocí hypertextového odkazu (pokud se tomu tak dá říkat – ovládalo se to klávesnicí). Každá stránka s určitou informací musela být nalinkována na již existující stránky. A v 90. letech byly vytvořeny potřebné protokoly a jazyky pro fungování World Wide Web tak, jak jej známe dnes – konkrétně protokoly HTTP a FTP a jazyk HTML.

Rozdělení podle velikosti

• Sítě LAN – Jedná o učebnu, školu, firmu, závod atd. Celá síť je pod kontrolou jednoho pracovníka, označovaného jako správce
• Sítě MAN – Jednotlivé počítače jsou rozmístěny v rozsahu města, tedy několika kilometrů. Skládá se ze sítí LAN.
• Sítě WAN – propojují kontinenty a je tvořená z metropolitních sítí a sítí LAN.
• Sítě PAN – alias: Personal Area Network, čili „osobní sítě“. Např.: Bluetooth.
Mobilní sítě – 3G,4G, GSM, CDMA nebo starší NMT

Výhody
– sdílení dat
– sdílení zařízení
– komunikace mezi uživateli

Nevýhody
– bezpečnost dat