ps1

Počítačové sítěPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská

Lekce 1 – Úvod do počítačových sítí Ing. Viktor Ondrák, Ph.D.strana 1

Garant předmětu: Viktor Ondrákústav informatikye-mail: [email protected]: 541142505

Cílem předmětu je seznámit posluchače se základními pojmy a technologiemi počítačových komunikací a počítačových sítí (historie poč. sítí, topologie sítí, aktivní prvky poč. sítí, referenční model ISO/OSI, síťová architektura TCP/IP, adresace, síťové operační systém, služby počítačových sítí).

Předmět: Počítačové sítěRozsah: 2-0Kredity: 6Zakončení: zk

http://www.fbm.vutbr.cz/fp.asp

Doporučená literaturaPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Dostálek, L., Kabelová, A.: Velký průvodce protokoly TCP/P a systémem DNS. Computer Press. ISBN: 8072263234.

Pecinovský, J.: Postavte si vlastní počítačovou síť. Grada. ISBN 80-7169-700-1.

Kasl, J.: Informační a komunikační systémy. VŠE, Praha 1999. 123 s. ISBN 80-245-0001-9.

Pužmanová, R.:Moderní komunikační sítě od A do Z. Computer Press, ISBN 8072260987.

Rudolf, V., Šmrha, P.: Internetworking pomocí TCP IP. Kopp, České Budějovice 1994. 134 s. ISBN 80-85828-09-X.

Peterka, J.: Archiv článků, přednášek a tutoriálů. www.earchiv.cz

Co je počítačová síťPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


- otevřený systém

- deterministické chování

- zajišťuje komunikaci mezi jednotlivými prvky sítě

- komunikační sítě

- datové sítě

Definice ???

Název ???

Prvky počítačové sítěPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Síťová Infrastruktura

- síťová infrastruktura

- koncové uzly

Základní členění

Síťová infrastrukturaPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Pasivní vrstva(vede data)

- kabeláž- síťová „bižuterie“- rozvaděče- kabelové trasy- „vzduch“

Aktivní prvky(řídí tok dat)

- opakovače- mosty- rozbočovače- přepínače- směrovače- firewally

Topologie infrastruktury sítíPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Sběrnice

Kruh

Hvězda

Základní topologie

Topologie infrastruktury sítíPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


V reálném světě jsou běžné kombinace……

Ukázky topologie - CesnetPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


http://www.cesnet.cz/provoz/img/cesnet2-topo.gif

Ukázky topologie – Geant2Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


http://www.cesnet.cz/provoz/img/geant.gif

Koncové uzlyPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Role koncových uzlů

-server-klient

(ale prakticky vždy obojí)

Co je koncovým uzlem ?

. . . .

Komunikace koncových uzlůPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Způsob komunikace koncových uzlů

-spojovaná / nespojovaná komunikace-spolehlivý / nespolehlivý přenos-přepojování paketů / přepojování okruhů-garance kvality / bez garance kvality-blokový přenos / proudový přenos

Pohled na komunikaci z hlediska koncových uzlů

Nebereme na zřetel:- konkrétní realizaci infrastrukturu- způsob připojení k infrastruktuře

Spojovaná komunikacePočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


1. infrastruktuře je předán požadavek na spojení




2. je nalezena a vyhrazena trasa komunikace





3. Probíhá komunikace





3. Probíhá komunikace

4. Vytyčená trasa se zruší


Lekce 1 – Úvod do počítačových sítí Ing. Viktor Ondrák, Ph.D.strana13

Vlastnosti spojované komunikace

1. Komunikace je stavová (komunikace přechází minimálně mezi stavy „navázáno“/“nenavázáno)

2. Přechod mezi stavy musí být korektní(obě strany komunikace musí být ve stejném stavu)

3. Ošetření nestandardních situací(např. výpadek spojení, jednostranné ukončení komunikace, atd.)

4. Pořadí vysílání = pořadí příjmu(jednotlivé bloky dat jdou stejnou cestou)

Příklad: telefonní komunikace, sítě ATM

Nespojovaná komunikacePočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Vlastnosti nespojované komunikace

1. Komunikace je bezstavová (komunikující uzly nemají definován žádný stav)

2. Přenos dat je realizován po samostatných nezávislých blocích(každý blok musí nést informaci o odesílateli a adresátu)

3. Během přenosu nemusí být zachováno pořadí bloků(každý blok je přenášen vlastní cestou nezávisle na ostatních)

Příklad: listovní pošta, sitě IP

Spolehlivý / nespolehlivý přenosPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Při přenosu může dojít k porušení nebo ztrátě přenášených dat

Kdo se v případě problémů postará o nápravu?

Síťová infrastruktura

(spolehlivý přenos)

- velká režie infrastruktury

- neznámé požadavky aplikací

Koncové uzly

(nespolehlivý přenos)

- velká režie koncových uzlů

- akceptace požadavků aplikací

Přenos proudový / blokovýPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Koncové uzly spolu mohou komunikovat pomocí dvou rozdílných druhů přenosů.

Proudový přenos

-data jsou vysílána na přenosové medium v souvislém proudu bitů

-datový proud není adresován (příjemcem je „druhá strana“)

-vyžaduje spojovaný přenos

Blokový přenos

-data se přenáší po samostatných přenosově nezávislých blocích

-bloky jsou adresovány

-může být použit nespojovaný i spojovaný přenos

Přenos s garancí / bez garance kvalityPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Koncové uzly mohou při komunikovat požadovat podle potřeb jednotlivých aplikací dodržení požadovaných parametrů přenosu:

- šířku pásma- kolísání šířky pásma- zpoždění (latence)- rozptyl zpoždění- chybovost- ztrátovost datových bloků

Best effort

-nelze zajistit garanci kvality

-všechny přenosy jsou rovnocenné

-jakmile jsou vyčerpány zdroje infrastruktury, jsou požadavky kráceny

QoS (Quality of Service)

-každý přenos definuje vlastní požadavky na přenos

-rezervace / prioritizace

Přepojování okruhů / paketůPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Každá síťová infrastruktura má omezenou přenosovou kapacitu.

S ní lze hospodařit dvěma způsoby

Přepojování okruhů

-převážně telekomunikace

-pro blokový i proudový přenos

Přepojování paketů

-převážně datové přenosy

-jen pro blokový přenos

Přepojování okruhůPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Okruh – virtuální linka s definovanou vyhrazenou přenosovou kapacitou

- Vyhrazená kapacita je garantovaná a účtovaná i při nevyužití

- Nevyužitou kapacitu nelze poskytnout jiným přenosům

- Přenášená data „tečou“ přímo od odesílatele k adresátovi

- malé zpoždění

- rovnoměrný přenos

- nemusí se adresovat

- Okruhy se mohou větvit k více příjemcům

Přepojování okruhůPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Přepojovací uzel Datový kanál

Okruh 1

Okruh 2

Okruh 3

Okruh 4

Přepojování paketůPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Princip – každý přenosový kanál si ponechá celou přenosovou kapacitu a tu pak přiděluje podle potřeby jednotlivým přenosům

- Kapacita pro jednotlivé přenosy není garantovaná

- Účtuje se jen za skutečně přenesená data

- Přenášená data „tečou“ přímo od odesílatele k adresátovi

- Zpoždění na aktivních prvcích

- Nerovnoměrný přenos

- Bloky dat se musí adresovat

Požadavky aplikacíPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Datové aplikace

(WWW, e-mail, přenos souborů,…)

Požadují:- bezchybnost přenosu

Akceptuji:- přiměřené zpoždění- nepravidelnost doručování

- přepojování paketů- blokový přenos- nespojovaná komunikace

Multimediální aplikace

(přenos obrazu, zvuku, ….)

Požadují:- minimální zpoždění- pravidelnost doručování

Akceptuji:- přiměřenou chybovost

- přepojování okruhů- proudový přenos- spojovaná komunikace

Vhodný způsob přenosu

Konvergence sítíPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Rozvoj technologií a pokles cen způsobuje:- dostatek přenosových kapacit- zvyšování přenosových rychlostí- snižování latencí na aktivních prvcích- optimalizace topologií páteřních sítí- implementace QoS

Pro koncové uzly se pomalu stává rozdíl přepojování (paketů/okruhů), (blokového/proudového) přenosu, (nespojové/spojové) komunikace z hlediska rychlosti, zpoždění a kolísání přenosových parametrů nevýznamný.

Proč tedy nebudovat jednu síť pro „všechno“ ???

- Historické pokusy (ISDN, ATM) příliš neuspěly

- Nové pokusy – IP sítě (IP over Everything X Everything over IP)

Taxonomie počítačových sítíPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Taxonomie – klasifikace podle kritérií

Problém kritérií:

S vývojem nových technologií se původní kritéria stávají

- nejasnými- irelevantními- disjunktními

Výsledné historicky vzniklé kategorie se tedy nedají přesně vymezit a stává se že:

- nelze vymezit hranice mezi kategoriemi

- jedna síť může být zařazena současně do více kategorií

- subjektivní „pocit“ hraje při kategorizaci významnou roli

Taxonomie počítačových sítíPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Používaná kritéria:

- rozsah (velikost sítě) (WAN, MAN, LAN, PAN, …)

- užití sítě (počítačové, telekomunikační, dohledové, anténní, …)

- určení sítě (páteřní, areálové, přístupové, last mile, domácí sítě, …)

- architektura sítě (IP sítě, ATM sítě, …)

- vlastnické vztahy (privátní, veřejné, VPN, …)

- přístup (intranet, extranet, …)

- přenosové techniky (přepojování okruhů/paketů, spojové/nespojové, … )

- použité přenosové medium (metalické, optické, rádiové, IR)

- topologie (sběrnice, kruh, hvězda, …)

- mobilita (pevné sítě, mobilní sítě, …)

Dělení sítí podle rozsahuPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Základní členní vychází z historie (použité technologie, stupeň vývoje)

LAN(Local Area Network)

- krátké vzdálenosti- větší rychlosti- menší zpoždění- vzájemná „viditelnost“- vlastněná provozovatelem- pro sdílení zdrojů- systematická topologie

WAN(Wide Area Network)

- velké vzdálenosti- nižší rychlosti- větší zpoždění- uzly se „nevidí“- pronajatá- pro účely komunikace- nesystematická topologie

S vývojem technologií se rozdíly postupně stírají

- fyzické vzdálenosti přestávají hrát roli- zvyšují se rychlosti, snižuje zpoždění a zvyšuje se kapacita sítí WAN- účel a styl práce se sbližuje

Cíl: odstranit rozdíly mezi LAN WAN



Sítě MAN (Metropolitan Area Networks)

Nemají přesnou definici

- chování- rozsahu

Příklady sítí, které se hlásí k MAN

- městské sítě- universitní sítě

?

? ?

LAN WAN

LAN WANMAN



Sítě PAN (Personal Area Networks)

Sítě určené pro:

- osobní použití- velmi krátké vzdálenosti (jednotky metrů)

Příklady sítí PAN

- propojení periferií počítačů (myši, klávesnice, tiskárny, …)- propojení osobním mobilních zařízení (PDA, telefon, hands-free, …)- propojení spotřební elektroniky (AV, kuchyňské spotřebiče, …)- „inteligentní bydlení“ (topení, klimatizace, ostraha, rolety, ….)- péče o tělo (měření tlaku, tepu, teploty, …)- Cíl: propojit vše ze vším…

Použité technologie

- WiFi

- DECT- BlueTooth- IrDA- USB

Dělení sítí podle určeníPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Páteřní sítě

Přístupové sítě

Areálové sítě, domácí sítě

Propojují poskytovatele se zákazníkem(„last mile“)

http://www.gservis.cz/projects/project.jsp?pk=ekonomike1

http://www.gservis.cz/projects/project.jsp?pk=victoria&query=ekonomicky%3E0

http://www.gservis.cz/projects/project.jsp?pk=orion&query=ekonomicky%3E0

http://www.gservis.cz/projects/project.jsp?pk=victoria&query=ekonomicky%3E0

http://www.gservis.cz/projects/project.jsp?pk=orion&query=ekonomicky%3E0

Dělení sítí podle přístupuPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská

Lekce 1 – Úvod do počítačových sítí

Intranet

Extranet

slouží k vnitřním potřebám organizace

- komunikace (e-mail, vývěsky, …)- groupware (diáře, adresáře, plánování)- sdílení dokumentů- pohyb dokladů

Slouží k realizaci „na venek“

- presentace- marketing, reklama- e-commerce (objednávky, placení)- podpora

Ing. Viktor Ondrák, Ph.D.strana 30

Dělení sítí podle vlastnictvíPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Veřejné sítě

Privátní sítě

Slouží k veřejnému obvykle komerčnímu užití

- vlastník je obvykle i provozovatelem- uživatelé si kupují přenosovou kapacitu sítě, někdy i jiné služby- nejčastěji páteřní a přístupové sítě

Uživatel je obvykle současně provozovatel i vlastník sítě

- může formou outsourcingu pověřít správou třetí osobu- některé části sítě mohou být pronajaty- nevyužitá kapacita může být nabídnuta k užívání třetím osobám


Poloprivátní / poloveřejné sítě

Jedná se o kombinaci předchozích- nevyužitá kapacita je veřejně komerčně nabízena k užívání třetím

osobám

Sítě VPNPočítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Virtuální privátní sítě (VPN )


Jako celek se chová jako privátní síťPro propojení součástí využívá veřejné sítě

Hlavní důvod – BEZPEČNOST

Další kritéria…..Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská


Existují stovky dalších kritérií.

A stále se vymýšlí nové a nové………

Documents

ps1