Sieci komputerowe

Sieci komputerowe podzielić można w różny sposób, uwzględniając różne kryteria. Podstawowym kryterium podziału sieci jest podział ze względu na obszar, w którym sieć funkcjonuje, i tak w ze względu obszar (zasięg) sieci dzielimy następująco: LAN (ang. Local Area Network) – sieć zajmująca najmniejszy obszar, np. w pracowni, szkole, czy w kilku budynkach szkoły. Sieć LAN występuje również w Waszych domach, jeśli korzystacie z więcej lub jednego komputera. MAN (ang. Metropolitan Area Network) – sieć zajmująca większy obszar niż pomieszczenie czy budynek. Sieci typu MAN zlokalizowane są na obszarze całego miasta lub aglomeracji. WAN (ang. Wide Area Network) – rozległa sieć połączonych ze sobą sieci LAN i MAN. Poza kryterium obszaru, sieci możemy jeszcze podzielić ze względu na architekturę . Wyróżniamy wówczas sieci o architekturze klient-serwer oraz architekturze równorzędnej . W architekturze klient-serwer występuje jeden lub kilka komputerów udostępniających

Media bezprzewodowe W przypadku mediów bezprzewodowych, stosuje się kilka rozwiązań, jednak w praktyce wykorzystuje się tylko jedno z nich, są to fale radiowe . Znana wszystkim technologia Wi-fi wykorzystuje właśnie to medium do transmisji danych. Fale radiowe są promieniowaniem elektromagnetycznym z zakresu częstotliwości od 3 Hz do około 3 THz . Źródła fal radiowych mogą być zarówno naturalne, jak i sztuczne, np. emitowane przez stacje nadawcze telefonii komórkowej. Ich głównym celem jest przenoszenie informacji, a w przypadku telekomunikacji transmisja danych. Wyróżnia się kilka rodzajów fal radiowych, natomiast do transmisji danych stosuje się fale długie, średnie i krótkie oraz ultrakrótkie. Przy okazji omawiania fal radiowych warto wspomnieć o standardach jakie wykorzystywane są w sieciach bezprzewodowych. Są one istotne z punktu widzenia doboru odpowiedniego rutera Wi-Fi.

Zupełnie innym od omówionych wcześniej mediów transmisyjnych jest kabel światłowodowy, innym ze względu na materiał wykorzystywany do budowy rdzenia. W przypadku kabla koncentrycznego i skrętki rdzeń czy też żyły są miedziane, natomiast w przypadku kabli światłowodowych mamy do czynienia z włóknem szklanym. Wykorzystanie włókna szklanego jako budulca rdzenia wymusza również zastosowanie innego rodzaju sygnału przesyłowego. W przypadku mediów miedzianych był to prąd elektryczny, a w przypadku światłowodów jest to promień świetlny, a najczęściej wykorzystywany rodzaj to światło podczerwone. 1. Budowa: rdzeń – o wyższym współczynniku załamania światła, płaszcz – o niższym współczynniku załamania światła, powłoka lakierowana chroniąca płaszcz, powłoka wzmacniająca chroniąca rdzeń podczas instalacji, płaszcz zewnętrzny. Kabel taki zakończony może być wieloma typami złącz. Najpopularniejsze z nich to: Możemy jeszcze spotkać złącza typu: LC MT – RJ

Kabel typu skrętka 1. Budowa: 8 miedzianych żył splecionych w 4 pary, koszulka zewnętrzna. Zakończony jest wtykiem RJ45 znanym również 8P8C . W zależności od rodzaju skrętki występują jeszcze folie i ekrany ochronne zabezpieczające kabel przed działaniem niepożądanych czynników mogących mieć wpływ na transmisje danych, np. fal elektromagnetycznych. 2. Typy skrętki: UTP – skrętka nieekranowana, FTP – skrętka ekranowana folią, STP – skrętka ekranowana siatką. W praktyce, spotkać się możemy z różnymi wariantami wymienionych typów, najważniejsze z nich to: U/UTP – skrętka nieekranowana F/UTP – skrętka foliowana U/FTP – skrętka z każdą parą w osobnym ekranie z folii, F/FTP – skrętka z każdą parą w osobnym ekranie z folii, dodatkowo całość w ekranie z folii S/FTP – skrętka z każdą parą foliowaną, dodatkowo całość w ekranie z siatki Najczęstszym materiałem stosowanym w skrętkach do ekranowania jest folia poliestrowa pokryta warstwą

1. Budowa: miedziany rdzeń, plastikowa izolacja, miedziany ekran, koszulka zewnętrzna. Zakończony jest złączem zwanym BNC . Czasami spotkamy też na zakończeniu kabla koncentrycznego, tak zwany terminator BNC , którego zadaniem jest eliminowanie odbicia sygnału przesyłanego przez kabel. 2. Rodzaje: Wyróżniamy dwa typy kabla koncentrycznego: kabel koncentryczny cienki oraz kabel koncentryczny gruby. Różnice jakie występują w oby tych odmianach są następujące: Warto zaznaczyć, że kabla koncentrycznego nie wykorzystuje się już w budowie nowych sieci. Wyparty on został przez bardziej efektywne rozwiązania, takiej jak kabel typu skrętka oraz światłowód.

Niezwykle ważnym zagadnieniem zawiązanym z sieciami komputerowymi są media transmisyjne. Ważnym z wielu powodów, a najważniejszym z nich jest fakt, że dobór odpowiedniego medium stanowi podstawę i gwarancję właściwego oraz wydajnego działania sieci komputerowych. Medium - inaczej nośnik, jest to element sieci, poprzez który urządzenia komunikują się ze sobą i wymieniają dane. Medium takim może być kabel miedziany, światłowodowy, jak również fale radiowe (Wi-Fi).

Metoda  CSMA/CD  czyli metoda z wykrywaniem kolizji, polega na nasłuchiwaniu stanu łącza. Jeśli urządzenie, które chce rozpocząć transmisje, wykryje, że łącze jest wolne to taką transmisję rozpoczy na. Jeśli w czasie przesyłania danych wykryje, że inne urządzenie w sieci również wysyła swoje dane, to następuje przerwa w transmisji. Po pewnym, określonym czasie, następuje ponowna próba transmisji. Mechanizm ten stosowany jest w starszych odmianach sieci Ethernet. Metoda  CSMA/CA  czyli metoda z unikaniem kolizji, również polega na nasłuchiwaniu stanu łącza, z tym, że urządzenie, które wykryje, ze nośnik, czyli medium transmisyjne jest wolne, zanim rozpocznie transmisje, wysyła najpierw informację o zamiarze jej rozpoczęcia. Mechanizm ten spotykany jest w sieciach bezprzewodowych. Metoda  Token-Passing  polega na przesyłaniu od urządzenia do urządzenie specjalnej porcji danych zwanej żetonem lub tokenem, którego posiadanie zezwala na rozpoczęcie transmisji.

Topologia wielodostępowa  (czasami zwana również logiczną topologią  rozgłaszania  lub  magistrali ) umożliwia komunikację urządzeń w sieci poprzez jedno fizyczne medium transmisyjne. Najczęściej stosowana była wspólnie z fizyczną topologią  magistrali  oraz  gwiazdy  na wczesnym etapie jej rozwoju, kiedy to stosowano jeszcze  koncentratory  jako punkty dostępowe do sieci. Każde urządzenie w tej topologii widzi dane przesyłane przez sieć ponieważ są one przesyłane do wszystkich urządzeń, ale tylko konkretne urządzenie, do którego dane są adresowane je interpretuje. W związku z tym, że urządzenia w sieci korzystają ze wspólnego medium, konieczne było wprowadzenie mechanizmów kontrolujących dostęp do tego medium, te mechanizmy to:  CSMA/CD ,  CSMA/CA  oraz  Token-Passing .

W  topologii przekazywania żetonu , dane przekazywane są kolejno do urządzeń połączonych w sieć. Urządzenie, które otrzyma porcję danych, analizuje czy są one kierowane do niego czy też nie. Jeśli dane  nie są  do niego adresowane, przekazuje je dalej, do sąsiedniego urządzenia. W taki sposób, dane przesyłane są przez wszystkie urządzenia występujące pomiędzy urządzeniem źródłowym, a docelowym.

W topologii typu  punkt-punkt  dane przesyłane są tylko od jednego urządzenia do drugiego. Urządzenia te mogą być podłączone ze sobą bezpośrednio, np.  komputer z przełącznikiem , jak również pośrednio, na duże odległości, z wykorzystaniem urządzeń pośredniczących, czego przykładem może być połączenie ze sobą  dwóch ruterów  oddalonych od siebie o wiele kilomet rów. Zarówno w jednym jak i drugim przypadku mówić możemy o logicznym połączeniu  punkt-punkt . Jest to logiczna topologia często stosowana w sieciach lokalnych, w których wykorzystuje się  fizyczną topologie gwiazdy .

W  topologii gwiazdy  urządzenia podłączone są do centralnego punktu, stanowiącego punkt dostępu do sieci. Dawniej punkt ten stanowiły  koncentratory  (ang. hub), obecnie natomiast stosuje się  przełączniki  (ang. switch). W lokalnych sieciach jest to najczęściej spotykana topologia, ponieważ jest  prosta w zaprojektowaniu , budowie oraz rozbudowie,  odporna na awarie  i  łatwo zarządzalna . Dodatkowym plusem jest fakt, iż można przy jej budowie wykorzystać różne media transmisyjne, takie jak  miedziana skrętka ,  kabel światłowodowy  czy  fale radiowe  (WLAN). Istotną wadę stanowić może natomiast  koszt budowy , ponieważ wymagane jest zastosowanie dodatkowych urządzeń (switchy) oraz wiele metrów okablowania.

W  topologii pierścienia  każde urządzenie podłączone jest z dwoma sąsiadami, tworząc zamknięty krąg. Podobnie jak w przypadku topologii magistrali, przy budowie nie stosuję się dużej ilości okablowania oraz dodatkowych urządzeń. Ponadto można wykorzystać różne media transmisyjne, począwszy od kabla koncentrycznego, po skrętkę miedzianą, aż do kabli światłowodowych. Wadą tego rodzaju topologii jest fakt, iż  przerwanie medium  lub  awaria jednego z komputerów  powoduje przerwę w działaniu całej sieci. Aby temu zapobiec stosuje się tzw.  podwójny pierścień , czyli podwaja się liczbę połączeń pomiędzy urządzeniami. Wówczas taką topologię nazywa się topologią  podwójnego pierścienia .

Topologia magistrali  charakteryzuje się tym, że wszystkie urządzenia podłącza się do wspólnego medium transmisyjnego. Powszechnie stosowanym w tej topologii medium transmisyjnym był  kabel koncentryczny . Jedną z wad tej topologii, była niewielką przepustowość (maksymalnie do  10 Mb/s ). Topologia ta stosowana była do budowy lokalnych sieci komputerowych. Celowo używam tutaj słowa "była", ponieważ nie jest już powszechnie stosowana. Poza niską przepustowością, charakteryzowała ją również duża  podatność na awarię sieci . W momencie przerwania kabla koncentrycznego cała sieć przestawała działać. Niewątpliwą zaletą w zastosowaniu tej topologii był  niewielki koszt  jej wdrożenia, ponieważ nie trzeba było stosować setek metrów kabla ani żadnych urządzeń pośredniczących.