Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e pˇredn´aˇsky
Jan Outrata ˇr´ıjen 2008
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
1/1
Literatura
Dost´alek L., Kabelov´a A.: Velk´y pr˚ uvodce protokoly TCP/IP a syst´emem DNS (3. vyd´an´ı). Computer Press, 2005. ISBN 80-722-6675-6 K´allay F., Peniak P.: Poˇc´ıtaˇcov´e s´ıtˇe LAN/MAN/WAN a jejich aplikace (2. vyd´an´ı). Grada, 2003. ISBN 80-247-0545-1 Tanenbaum A. S.: Computer Networks (4th edition). Prentice Hall 2003. ISBN Elektronick´y archiv Jiˇr´ıho Peterky, http://www.earchiv.cz Dokumenty RFC (Request For Comments), http://rfc-ref.org/
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
2/1
´ Uvod
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
3/1
´ Uvod spojov´an´ı poˇc´ıtaˇc˚ u nevyhnuteln´e (rychl´y pˇr´ıstup k informac´ım z jednoho m´ısta) komunikaˇ cn´ı s´ıtˇ e – dˇr´ıve telekomunikace (hlas, r´adio), z´abava (r´adio, TV) a datov´e (data) – dnes hlas i obraz jako data (digitalizace, VoIP, VoD), elektronick´y obchod, glob´aln´ı s´ıt’ Internet “motor globalizace”, mobiln´ı komunikace, bezdr´atov´y pˇr´ıstup
poˇ c´ıtaˇ cov´ a s´ıt’ = syst´em vz´ajemnˇe propojen´ych poˇc´ıtaˇc˚ u ych uzl˚ u) a dalˇs´ıch zaˇr´ızen´ı, komunikuj´ıc´ıch pomoc´ı (hostitelsk´ komunikaˇcn´ıho subsyst´emu s´ıtˇe: pˇrenosov´ a m´ edia: kroucen´a dvojlinka, optick´e vl´akno, mikrovlny, r´adio aktivn´ı a pasivn´ı propojovac´ı prvky - opakovaˇce, pˇrep´ınaˇce, smˇerovaˇce, br´any aj.
s´ıt’ov´ e prostˇredky (zdroje): programov´e a technick´e prostˇredky a sluˇzby poskytovan´e s´ıt´ı Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
4/1
Historie poˇ c´ıtaˇ cov´ ych s´ıt´ı – za posledn´ıch 30 let obrovsk´y n´ar˚ ust objemu a komplexnosti informac´ı – od pap´ıru k m´edi´ım v´ypoˇcetn´ı techniky, s r˚ ustem poˇctu poˇc´ıtaˇc˚ u poˇzadavek na v´ ymˇ enu dat – nejˇr´ıve pˇrenos dat na fyzick´ych m´edi´ıch (offline) – pˇrevaha lok´aln´ıch u ´loh, rychle od izolovan´ych poˇc´ıtaˇc˚ uk propojen´ ym, s distribuovan´ ym a decentralizovan´ ym pˇr´ıstupem (data vloˇzit jednou a vymˇen ˇovat v re´aln´em ˇcase, vzd´alen´e spouˇstˇen´ı u ´loh, prvn´ı snahy uˇz 50.–60. l´eta)
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
5/1
Historie poˇ c´ıtaˇ cov´ ych s´ıt´ı Nutnost ˇreˇsit komunikaci (online), v´yvoj komunikaˇ cn´ı infrastruktury: – dvoubodov´ e spojen´ı (s´eriov´e a paraleln´ı porty) – termin´ alov´ e s´ıtˇ e (HW termin´aly pˇripojen´e k centr´aln´ımu uzlu, pak SW emul´atory) – zaˇc´atkem 80. let osobn´ı poˇc´ıtaˇce, vznik s´ıt’ov´ ych OS (NOS, Network Operating System) – lok´ aln´ı s´ıtˇ e r˚ uzn´ych topologi´ı: polygon´aln´ı – kaˇzd´y s kaˇzd´ym, velk´a spotˇreba propojovac´ıch m´edi´ı sbˇernicov´a – minimum m´edi´ı, n´apor na sbˇernici pˇri souˇcasn´e komunikaci kruhov´a – ˇcasov´e vyuˇz´ıv´an´ı pˇrenosov´e kapacity
– spoleˇcn´e vyuˇz´ıv´an´ı pˇrenosov´e kapacity (od ˇcasov´eho k prostorov´emu), spoleˇcn´y propojovac´ı uzel – topologie hvˇ ezda, strom – firemn´ı s´ıtˇ e s omezen´ym poˇctem uˇzivatel˚ u – veˇrejn´a datov´a s´ıt’ – oddˇelen´ı pˇrenosov´e ˇc´asti od koncov´ych zaˇr´ızen´ı, propojov´an´ı lok´aln´ıch s´ıt´ı do rozlehl´ ych – veˇrejn´ e glob´ aln´ı s´ıtˇ e - distribuovan´y, decentralizovan´y syst´em – nasazen´ı v komerˇcn´ı sf´eˇre Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
6/1
Historie poˇ c´ıtaˇ cov´ ych s´ıt´ı V´yvoj zp˚ usob˚ u komunikace: – pˇrepojov´an´ı fyzick´ych okruh˚ u (pˇrenosov´ych cest) – pron´ajem kan´alu – pˇrepojov´an´ı zpr´av – princip telegramu, ne v re´alnem ˇcase – pˇrepojov´an´ı paket˚ u (kousk˚ u zpr´av) - zkr´acen´ı doby odezvy, vyˇsˇs´ı spolehlivost, mal´a chybovost, konec 60. let – v 70. letech mnoho firemn´ıch s´ıt´ı (ARPANET, CYBERNET, EIN), pozdˇeji veˇrejn´e komutovan´e (DATEX, EDS, TELENT) – “nespolehliv´a” datagramov´a (Internet) i “spolehliv´a” paketov´a (X.25) Konvergence s´ıtˇ e = sliˇzov´an´ı odliˇsn´ych komunikaˇcn´ıch technologi´ı, telekomunikaˇcn´ıch s hlasem a obrazem (pˇrepojovan´ych) a datov´ych (paketov´ych) ISDN = integrovan´e datov´e sluˇzby do telekomunikaˇcn´ı s´ıtˇe (pˇr´ıstup k Internetu, videokonference, hlasov´a komunikace), spojovˇe orientovan´e konvergentn´ı paketov´e s´ıtˇe = implementace telekomuninakˇcn´ıch sluˇzeb do datov´e s´ıtˇe, Internetu (pomocn´e technologie pro pˇrenos hlasu a obrazu, virtu´aln´ı priv´atn´ı s´ıtˇe), nespojovˇe orientovan´e Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
7/1
Historie poˇ c´ıtaˇ cov´ ych s´ıt´ı Doplˇ nkov´e technologie: propojen´ı poboˇckov´ych telefonn´ıch u ´stˇreden PBX pomoc´ı datov´e s´ıtˇe, pˇrenos multimedi´aln´ıho obsahu (VoIP, VoD), garance kvality (QoS)
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
8/1
Klasifikace s´ıt´ı podle r˚ uzn´ych krit´eri´ı: rozlehlost, rychlost pˇrenosu (klasick´e a vysokorychlostn´ı), forma aplikace Lok´ aln´ı (LAN, Local Area Network) pˇr´ım´e propojen´ı koncov´ych uzl˚ u s umoˇznˇen´ım vz´ajemn´e spolupr´ace omezeny rozsahem (max. km, nejˇcastˇeji v budovˇe nebo patˇre), v soukrom´e spr´avˇe (klasick´e) pˇrenosov´e rychlosti od 10 Mb/s do 1 Gb/s bez spojen´ı, mnohon´asobn´y pˇr´ıstup ke sd´ılen´emu m´ediu, vys´ıl´an´ı r´amc˚ u promˇenn´e d´elky s´ıt’ov´y OS pˇr. Ethernet (10, 100 Mb, 1 Gb), token-ring, WiFi, Fibre Channel atd. dnes i virtu´aln´ı
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
9/1
Klasifikace s´ıt´ı Metropolitn´ı (MAN, Metropolitan Area Network) propojen´ı a “prodlouˇzen´ı” nˇekolika LAN, u ´ˇcelem pˇrenosov´e s´ıtˇe o vysok´e rychlosti, ale charakterem lok´aln´ı v r´amci mˇesta (des´ıtky km), soukrom´e i veˇrejn´e vyˇsˇs´ı (nˇekolik Gb/s) i niˇzˇs´ı (¡ 1 Mb/s) rychlosti pˇr. Ethernet (10 Gb), WiFi (jednotky Mb/s)
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
10 / 1
Klasifikace s´ıt´ı Rozhlehl´ e (WAN, Wide Area Network) pˇrenosov´e prostˇred´ı propojuj´ıc´ı LAN/MAN (p´ ateˇre s´ıt´ı, telefonn´ı linky) pro koncov´eho uˇzivatele m´a v´yznam rozhran´ı pˇr´ıstupu k s´ıti, zbytek “ˇcern´a skˇr´ıˇ nka” velk´e vzd´alenosti, pokr´yvaj´ı u ´zem´ı st´at˚ u a kontinent˚ u (neomezen´e), veˇrejn´e i soukrom´e (vlastn´ı nebo pron´ajem okruh˚ u) zpravidla vysok´e pˇrenosov´e rychlosti (des´ıtky Gb/s), ale i n´ızk´e pˇrenosov´e rychlosti (des´ıtky kb/s) se spojen´ım (vyt´aˇcen´ym i nevyt´aˇcen´ym), nepouˇz´ıvaj´ı sd´ılen´y prostˇredek, omezenˇe vys´ıl´an´ı na skupinovou adresu, ˇz´adn´e vys´ıl´an´ı na vˇseobecnou adresu pˇr. ISDN, xDSL, X.25, Frame Relay, ATM, DWDM
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
11 / 1
Klasifikace s´ıt´ı Klasifikace z aplikaˇcn´ıho hlediska v informaˇ cn´ıch syst´ emech jako komunikaˇcn´ı subsyst´em s aplikaˇcn´ımi sluˇzbami v pr˚ umyslov´ ych aplikac´ıch jako komunikaˇcn´ı syst´em pro ˇr´ızen´ı a automatizaci v´yroby (procesn´ı u ´roveˇ n), propojen´ı a koordinace stroj˚ u (technologick´a u ´roveˇ n) a napojen´ı na informaˇcn´ı syst´em (dispeˇcersk´a u ´roveˇ n)
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
12 / 1
Aplikace (v oblasti informaˇ cn´ıch syst´ em˚ u) Poˇc´ıtaˇcov´a s´ıt’ = integruj´ıc´ı prostˇred´ı pro vz´ajemn´e propojen´ı komunikuj´ıc´ıch heterogenn´ıch prvk˚ u a syst´em˚ u v r´amci informaˇcn´ıho syst´emu V´yvoj informaˇcn´ıch syst´emu kop´ıruje v´yvoj s´ıt´ı – prvn´ı centralizovan´e (mainframe-temin´al, d´avkov´e zpracov´an´ı) – s interaktivn´ım zpracov´an´ım termin´alov´e s´ıtˇe, CIS = centralizovan´e informaˇcn´ı syst´emy – s osobn´ımi poˇc´ıtaˇci lok´aln´ı s´ıtˇe se souborov´ ymi servery (downsizing), DIS = distribuovan´e informaˇcn´ı syst´emy – distribuovan´e zpracov´an´ı (klient-server) s v´ykonem CIS, vnik dneˇsn´ıch informaˇcn´ıch syst´em˚ u (upsizing) – kombinace s poˇc´ıtaˇci vˇsech tˇr´ıd (rightsizing)
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
13 / 1
Aplikace (v oblasti informaˇ cn´ıch syst´ em˚ u) Sluˇ zby poskytovan´e (zejm´ena rozs´ahlou) s´ıt´ı, na aplikaˇcn´ı u ´rovni: pˇripojen´ı k s´ıti vzd´alen´y pˇr´ıstup, sd´ılen´ı v´ypoˇcetn´ıch prostˇredk˚ u a pˇrenos dat (soubory, datab´aze, peer-to-peer s´ıtˇe) sd´ılen´ı technick´ych prostˇredk˚ u (tisk´arny, disky, faxy, multimedi´aln´ı apod.) adres´aˇrov´e sluˇzby (jednotn´y pˇr´ıstup do informaˇcn´ıho syst´emu a k informac´ım z centr´aln´ı datab´aze, napˇr. LDAP) elektronick´a poˇsta a v´ymˇena dokument˚ u (sluˇzba EDI, objedn´avky, faktury) online komunikace interaktivn´ı komunikace/multimedia (VoIP, VoD, video konference, hry) – vysok´e n´aroky na s´ıt’ informaˇcn´ı sluˇzby, internetov´e aplikace (WWW, business a desktopov´e aplikace) monitorov´an´ı a vzd´alen´e ˇr´ızen´ı (management, SNMP) Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
14 / 1
Aplikace (v oblasti informaˇ cn´ıch syst´ em˚ u) Komunikace uzl˚ u na r˚ uzn´ych u ´rovn´ıch: – niˇzs´ı – nezabezpeˇcen´y pˇrenos blok˚ u dat, nespolehliv´y bez potvrzen´ı a opakov´an´ı pˇrenosu, zaloˇzeno na c´ılov´e adrese: unicast = dvoubodov´a, z´akladn´ı multicast = bod-skupina, napˇr. multimedia, virtu´aln´ı s´ıtˇe broadcast = bod-vˇsichni, konfigurace a zapojen´ı do s´ıtˇe
– vyˇsˇs´ı – komunikace aplikac´ı, spolehliv´a spojovˇe orientovan´a, reˇzimy: peer-to-peer = rovnocenn´a v´ymˇena dat klient-server = hierarchick´a, poˇzadavek-odpovˇed’
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
15 / 1
Aplikace (v oblasti informaˇ cn´ıch syst´ em˚ u) Typy koncov´ych uzl˚ u (poˇc´ıtaˇc˚ u) v s´ıti: pracovn´ı stanice (work station, klient), vyuˇz´ıv´a sluˇzby server˚ u znakov´e a grafick´e termin´aly (tenk´ y klient) – vstup a v´ystup pro vzd´alen´y syst´em osobn´ı poˇc´ıtaˇc (tlust´ y klient) – lok´aln´ı u ´lohy, klientsk´e ˇc´asti sluˇzeb
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
16 / 1
Aplikace (v oblasti informaˇ cn´ıch syst´ em˚ u) Typy koncov´ych uzl˚ u (poˇc´ıtaˇc˚ u) v s´ıti: server, poskytuje sluˇzby, NOS implementuj´ıc´ı sluˇzby, peer-to-peer nebo dedicated, nosn´e a pomocn´e servery souborov´y (FTP, NFS, SMB) – primitivn´ı operace se soubory, transparentn´ı pˇr´ıstup ˇ LDAP) – strukturovan´a data, datab´azov´y/adres´aˇrov´y (SRBD, prohled´av´an´ı, transakce, adres´aˇr u ´ˇct˚ u poˇstovn´ı (SMTP, POP3, IMAP) - pˇrenos zpr´av a dokument˚ u do schr´anky prezentaˇcn´ı/termin´alov´y (Telnet, SSH, X Window System/Xprotocol, Windows Terminal Server/RDC, Citrix Meta Frame/ICA) informaˇcn´ı/WWW (HTTP) – hypertextov´e str´anky, dnes i aplikace komunikaˇcn´ı/multimedi´aln´ı – IM, VoIP, VoD aplikaˇcn´ı/v´ypoˇcetn´ı (RPC, DCOM/DDE, J2EE/SOAP) – spolupr´ace s datab´azov´ymi a prezentaˇcn´ımi servery infrastrukturn´ı – jmenn´e, pˇr´ıstupov´e, modemov´e, smˇerovaˇce, br´any aj. tiskov´y – s´ıt’ov´e tisk´arny s tiskovou frontou Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
17 / 1
Aplikace (v oblasti informaˇ cn´ıch syst´ em˚ u) V´ıce viz informaˇ cn´ı syst´ emy (architektury host-terminal, file-server, client-server, intranet) a multimedi´ aln´ı syst´ emy (VoIP, VoD, konferenˇcn´ı sluˇzby, rezervace ˇs´ıˇrky p´asma, prioritn´ı ˇr´ızen´ı toku, ˇcasov´a synchronizace pˇrenosu).
Jan Outrata (KI UP)
Poˇ c´ıtaˇ cov´ e s´ıtˇ e
ˇr´ıjen 2008
18 / 1
