Příprava materiálů pro e-kurz Základy datových sítí

MASARYKOVA UNIVERZITA

PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání

Příprava materiálů pro e-kurz Základy datových sítí Bakalářská práce

Brno 2013

Vedoucí práce: Mgr. Jan Krejčí

Autor práce: Hýbl Jaromír

Bibliografický záznam HÝBL, Jaromír. Příprava materiálů pro e-kurz Základy datových sítí. Brno, 2013. Bakalářská práce. Masarykova univerzita. Vedoucí práce Mgr. Jan Krejčí.

Anotace Diplomová práce „Příprava materiálů pro e-kurz Základy datových sítí“ se v teoretické části věnuje problematice e-learningu a jeho pedagogickou stránkou. Praktická část se poté zabývá přípravou podkladů pro tvorbu e-kurzu datových sítí, který je určen pro studenty technických oborů středních škol se zaměřením na digitální a telekomunikační techniku. Slovem podklady se rozumí především tvorba osnovy a studijních textů pro jednotlivé moduly, a dále návrh ostatních elementů a aktivit, jako jsou úkoly, testy a zdroje doplňujících informací. Studijní texty zahrnují základní fakta týkající se problematiky datových sítí, které by si měli na počátku studia všichni studenti osvojit.

Annotation Diploma thesis „Preparing materials for e-course Basics of data networks“ deals with the e-learning issue and its pedagogical point of view in theoretical part. Practical part deals with preparing materials for creation of e-course of data networks, which is designed for students of technical fields at secondary schools focusing on digital and telecommunication technology. The word materials means especially creation of the course plan, study texts for single modules and also suggestion of the other course elements and activities such as practical tasks, tests and resources of additional information. Study texts include basic facts about the data networks issue, which all students should learn at the beginning of their studies.

Klíčová slova Moodle, kurz, e-learning, pedagogika, síť, datové sítě, data, internet, protokol, komunikace, přenosová média, ISO/OSI

Keywords Moodle, course, e-learning, pedagogy, network, data networks, data, internet, protocol, communication, transmition media, ISO/OSI

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem závěrečnou práci na téma Příprava materiálů pro e-kurz Základy datových sítí vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury.

Dne 10. dubna 2013

podpis studenta …………………………..

Obsah 1

Úvod ......................................................................................................................... 1

2

Datové sítě – základní pojmy ................................................................................. 3

3

E-learning ................................................................................................................ 4 3.1

3 pojetí e-learningu dle Květoně ...................................................................... 4

3.2

Všeobecné zásady při tvorbě e-learningu ......................................................... 5

3.3

Proč DS formou e-learningu ............................................................................. 5

3.4

Základní otázky před začátkem ........................................................................ 6

3.5

LMS .................................................................................................................. 7

3.5.1

Moodle .......................................................................................................... 7 Části e-learningového kurzu podle Vejvodové ................................................ 8

3.6

4

3.6.1

Úvodní slovo ................................................................................................ 9

3.6.2

Moduly ......................................................................................................... 9

Pedagogická stránka ............................................................................................ 13 Související pedagogické teorie ....................................................................... 13

4.1 4.1.1

Behaviorismus ............................................................................................ 13

4.1.2

Konstruktivismus ........................................................................................ 13

4.1.3

Konstrukcionismus ..................................................................................... 14

4.1.4

Konektivismus ............................................................................................ 14

4.1.5

Teorie zapojení ........................................................................................... 15 Klasické didaktické metody v e-kurzu ZDS ................................................... 15

4.2

5

4.2.1

Metoda samostatné práce žáků ................................................................... 15

4.2.2

Učení v životních situacích......................................................................... 15

4.2.3

Metoda řešení problémů ............................................................................. 16

4.3

Pedagogické principy a jejich uplatnění v kurzu Základů datových sítí ........ 16

4.4

Shrnutí ............................................................................................................ 19

Praktická část – podklady pro e-kurz................................................................. 20 Modul 1 – Úvodní modul ............................................................................... 22

5.1

Úvodní slovo .............................................................................................. 22

5.1.1

Modul 2 – Počítačová síť................................................................................ 23

5.2 5.2.1

Úvodní slovo .............................................................................................. 23

5.2.2

Klíčová slova .............................................................................................. 24

5.2.3

Vlastní text studijního materiálu ................................................................ 24

5.2.4

Doporučené zdroje pro další studium ......................................................... 27

5.2.5

Návrh úkolu k tomuto modulu ................................................................... 28

5.3

Modul 3 – Topologie sítí ................................................................................ 28

5.3.1

Úvodní slovo .............................................................................................. 28

5.3.2

Klíčová slova .............................................................................................. 29

5.3.3

Vlastní text studijního materiálu ................................................................ 29

5.3.4

Doporučené zdroje pro další studium ......................................................... 33

5.3.5

Návrh úkolu k tomuto modulu ................................................................... 33

5.3.6

Návrh testových otázek k procvičování učiva modulu 2 a 3 ...................... 33 Modul 4 – Přenosová média 1. část ................................................................ 34

5.4 5.4.1

Úvodní slovo .............................................................................................. 34

5.4.2

Klíčová slova .............................................................................................. 34

5.4.3

Vlastní text studijního materiálu ................................................................ 35

5.4.4

Doporučené zdroje pro další studium ......................................................... 38 Modul 5 – Přenosová média 2. část ................................................................ 38

5.5 5.5.1

Úvodní slovo .............................................................................................. 38

5.5.2

Klíčová slova .............................................................................................. 38

5.5.3

Vlastní text studijního materiálu ................................................................ 39

5.5.4

Doporučené zdroje pro další studium ......................................................... 43

5.5.5

Návrh úkolu k tomuto modulu ................................................................... 43

5.5.6

Návrh testových otázek k procvičování...................................................... 44 Modul 6 – Přístupové metody ........................................................................ 44

5.6 5.6.1

Úvodní slovo .............................................................................................. 44

5.6.2

Klíčová slova .............................................................................................. 44

5.6.3

Vlastní text studijního materiálu ................................................................ 44

5.6.4

Doporučené zdroje pro další studium ......................................................... 49

5.6.5

Návrh úkolu k tomuto modulu ................................................................... 49 Modul 7 – ISO/OSI ........................................................................................ 49

5.7 5.7.1

Úvodní slovo .............................................................................................. 49

5.7.2

Klíčová slova .............................................................................................. 49

5.7.3

Vlastní text studijního materiálu ................................................................ 49

5.7.4

Doporučené zdroje pro další studium ......................................................... 58

5.7.5

Návrh testových otázek k procvičování...................................................... 58 Modul 8 – Závěrečný modul .......................................................................... 59

5.8 5.8.1 6

Závěrečné slovo .......................................................................................... 59

Závěr ...................................................................................................................... 60

Použité zdroje ................................................................................................................. 61 Přílohy ............................................................................................................................ 64

1

Úvod

Vzhledem k dnešní době a celkovému rozvoji IT infrastruktur na zemi se dá předpokládat, že základní znalost IT je nevyhnutelná, což nám například potvrzuje fakt, že dnešní zaměstnavatelé rádi zasílají výplatu elektronickou formou a při jejím výběru se bankomatu nebo zadávání PIN kódu jen těžko vyhneme. Není snad třeba vysvětlovat, že existuje velké množství odvětví zabývajícími se informačními a komunikačními technologiemi, které vyžadují své odborníky. Z toho vyplývá, že vystudováním střední školy v oboru IT nedělá ze studenta hned odborníka v oboru. Střední škola poskytne studentovi všeobecný přehled o světě IT a je tedy pouze na něm, kterým směrem se rozhodne vydat. Ovšem není žádným tajemstvím, že ranní absolventi jak středních tak vysokých škol si hledají práci v oboru těžko, jak z důvodu chybějící praxe, tak z vysokých nároků na úzké zaměření vycházejících z potřeb firem vůči poptávce zákazníka. Potom je vhodné, aby učitel konkrétními příklady žákům vysvětlil, jakým způsobem je možno dosáhnout specifických pozic v oboru, což bez vlastní zkušenosti z praxe není možné. Čímž se také dostáváme k faktu, že specialisté v IT oborech se k učitelskému zaměstnání dostanou jen v malé míře a dle mého názoru se studentům středních škol nedostává podloženého tvrzení o světě v IT. Studenti mnohdy nedůvěřují učiteli, právě protože se mnohdy nejedná o osobu z praxe. Chybí zde kladení důrazu na samostudium a pomoc lektora při rozhodování studenta, jakým směrem by si představoval svůj budoucí rozvoj a co je pro to třeba udělat. Z vlastní zkušenosti mohu doporučit jako formu výuky pro IT obory problémové vyučování. Studenti se zájmem řeší problémy, které jsou zasazeny do konkrétního prostředí namísto neustálého opakování a procvičování technických informací, které mnohdy v praxi nevyužijí, nebo je dokonce znají z běžného života. Zvláště když vezmeme v potaz rychlost vývoje IT technologií. Proto si také myslím, že by se teoretické základy učiva měly v rámci osnov zhutnit a mělo by se věnovat více času praktickým záležitostem a právě problémovému vyučování. Východiskem, jak toho dosáhnout, může být právě přenesení teoretické výuky do formy e-learningových kurzů. Cílem této práce je tedy poskytnout učitelům technických oborů zaměřených na informační technologie podklady pro e-kurz s názvem Základy datových sítí, který v případě implementace bude online formou předávat studentům základní teoretické 1

znalosti z této oblasti a učitelé praktického vyučování již budou moci na těchto znalostech stavět a využít ušetřený čas v prezenční výuce praktičtějšími záležitostmi. Primárními uživateli zamýšleného e-kurzu jsou mí bývalí kolegové z úseku praktického vyučování na Střední škole informatiky a spojů Brno, Čichnova 23, kterým bych chtěl takto zpětně pomoci zefektivnit jejich výuku. E-kurz Základy datových sítí (ZDS) zamýšlím implementovat na této škole v rámci přechodu na elektronickou formu výuky a komunikaci se studentem na základě projektu E-learning – Moderní systém výuky. Předtím, než se ale pustím do samotného návrhu e-kurzu, je třeba vymezit problematiku e-learningu. V teoretické části, která bude nyní následovat, definuji základní pojmy z oblasti datových sítí, poté se věnuji pojmu e-learning, na který nahlížím zejména z pohledu pedagogiky. V praktické části je možné nahlédnout do konkrétních studijních materiálů, určených pro e-learningový kurz ZDS.

2

2

Datové sítě – základní pojmy

Jelikož se praktická část této práce věnuje problematice datových sítí, považuji za důležité zmínit a objasnit zde alespoň základní pojmy z této oblasti. IT (Informační technologie) - technické odvětví, které se zabývá způsobem, jakým fungují počítače, především jejich hmotná část (hardware).1 ICT (Informační a komunikační technologie) – všeobecný zastřešující pojem zahrnující všechny vyspělé technologie určené na zpracování a přenos informací.2 Počítačová síť – systém, který přenáší všechny kombinace zvuku, videa a dat mezi počítači, které jsou mezi sebou propojeny.3 Data – veškeré informace v digitální podobě určené ke zpracování počítačem. Jsou zapsána v podobě posloupností čísel – bajtů.4 Datová síť – můžeme ji specifikovat jako komunikační proces, který umožňuje vysílání a příjem dat všech typů. Právě možnost zasílat data různých typů odlišuje datovou síť od jiných typů sítí, které jsou zaměřeny na přenos pouze jednoho druhu signálu (např. audio). Datové sítě se dělí na dva základní typy, privátní a veřejné. Komunikace mezi nimi je umožněna v rámci sjednocených komunikačních modelů.5

1

Informační technologie. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia

Foundation, 2001- [cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Informa%C4%8Dn%C3%AD_technologie 2

FRANCISCI, Cyril, Milan KOVÁČIK a Ján HUDEC. Výkladový terminologický slovník elektronických

komunikácií - 2013 (anglicko-slovenský a slovensko-anglický) [online]. 2013 [cit. 2013-03-24]. ISBN 978-80-970852-2-3. Dostupné z: http://www.vus.sk/iecd/new/Vyklad.asp? 3

Tamtéž.

4

Data (počítače). In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia

Foundation, 2001- [cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Data_(po%C4%8D%C3%ADta%C4%8De) 5

What is a Data Network?. WiseGEEK: clear answers for common questions [online]. 2003 [cit. 201304-04]. Dostupné z: http://www.wisegeek.org/what-is-a-data-network.htm

3

3

E-learning

E-learning

je

moderním

inovativním

vzdělávacím

směrem.

Pro

e-learning

je charakteristické, že výuka je podporována informačními a komunikačními technologiemi, často probíhá přes internet a spojují se zde různé druhy studijních opor, jako je text, zvuk, video, prezentace a další elektronické prvky. Definic e-learningu je nemalý počet, Některé jsou obecnější, jiné komplexnější. Z hlediska pedagogiky je e-learning považován za „vzdělávací proces, ve kterém používáme multimediální technologie, Internet a další elektronická média“6. Všeobecně se pohledy na e-learning rozdělují na dva směry – tradiční a moderní. Tradiční směr jej považuje spíše za prostředníka či přenosový kanál informace, který zprostředkovává proces učení.7 Podle moderního směru je na e-learning nahlíženo jako na nový směr vzdělávání. Osobně se přikláním k modernímu pojetí e-learningu. 3.1

3 pojetí e-learningu dle Květoně

Květoň8 definuje tři rozdílné úhly pohledu na e-learning a předesílá, že nejlépe lze e-learning charakterizovat právě spojením těchto tří pohledů. První – pedagogické pojetí nahlíží na e-learning jako na vzdělávací proces využívající moderní technologie jako je internet ke zvýšení kvality vzdělávání a usnadnění přístupu ke studijním materiálům, výměně informací a spolupráci. Druhé – technologické pojetí vidí e-learning jako spektrum aplikací a procesů. Vnímá jej spíše jako je elektronický přenos obsahu s podporou učitele prostřednictvím různých kanálů, například CD-ROMů internetu či televizního nebo satelitního vysílání. Třetí – síťové pojetí je nejužším ze jmenovaných vymezení e-learningu, zahrnuje pouze využití počítačových sítí k potřebám výuky.9

6

KVĚTOŇ, Karel. Základy e-learningu 2003. Praha: Karel Květoň, c2003, ii, s. 4

7

HRONÍK, František. Rozvoj a vzdělávání pracovníků. Vyd. 1. Praha: Grada, 2007, 233 s. ISBN

9788024714578. 8

KVĚTOŇ, 2003.

9

Tamtéž.

4

3.2

Všeobecné zásady při tvorbě e-learningu

Vejvodová ve své příručce určené autorům e-kurzů definuje základní zásady, které by se měly při tvorbě úspěšného kurzu zohlednit. Tyto zásady jsou shrnuty v následujících bodech: 

Elektronický kurz by měl podporovat zapojení různých smyslů studentů využitím multimediálních studijních opor (například zvukové nahrávky, videa, grafika, animace atd.).



Studijní opory by měly mít dynamický charakter, oproti klasickým statickým textovým oporám. Převedením učebnice do elektronické podoby tedy rozhodně nevytvoříme plnohodnotný e-learningový kurz.



Texty všech studijních aktivit je třeba psát interaktivně, tzn. měly by aktivizovat a provokovat studenty k činnostem.



Studijní opory by měly mít kratší charakter než je tomu v běžných skriptech, aby bylo minimalizováno pasivní čtení a nahrazeno tak aktivními činnostmi.



Texty studijních aktivit by měly navozovat dojem komunikace, čehož lze dosáhnout použitím sloves ve 2. osobě čísla množného, tvary zájmena vy, zájmeno váš a svůj.



Kurzy by měly obsahovat v dostatečné míře možnosti ke komunikaci účastníků a tutorů, tedy například diskusní fóra či chat. Velmi důležité je také zařazení možností pro zpětnou vazbu, např. ankety či dotazníky.10

3.3

Proč DS formou e-learningu

Toto téma se hodí pro formu e-learningu z několika důvodů. Je to časově úspornější než vysvětlování teorie ústně. Mnohem efektivnější je poskytnout studentům již hotové materiály online a možnosti procvičení nových vědomostí a v prezenční výuce již stavět na těchto

základních

znalostech

získaných

v e-learningu.

V praktické

výuce

u technických oborů se zaměřením na informační technologie se jen stěží obejdeme bez počítačů, a proto se forma e-learningu v tomto případě přímo nabízí. Umožňuje také studentům rovnou ukázat praktické příklady za pomocí ilustrací či videí, a tak je pro ně výuka tímto způsobem názornější. 10

VEJVODOVÁ, Jana. Metodická příručka pro autory on-line kurzů. Plzeň : Západočeská univerzita v

Plzni, 2004. 41s.

5

3.4

Základní otázky před začátkem

Vejvodová11 definuje 8 základních otázek, které by si měli autoři kurzu zodpovědět předtím, než zahájí samotnou tvorbu kurzu. V následujících odstavcích se pokusím tyto klíčové otázky zodpovědět. Otázka 1: Co je cílem kurzu? Primárním cílem kurzu je doplnit prezenční výuku praktického vyučování v oblasti datových sítí a seznámit studenty s obsahem základního učiva, aby v prezenční výuce vznikl prostor pro učivo rozšiřující a prakticky zaměřené. Otázka 2: Kdo je adresátem kurzu? Cílovou skupinu tvoří studenti praktického vyučování technických oborů se zaměřením na digitální a telekomunikační techniku, konkrétně bude kurz poskytnut studentům Střední školy informatiky a spojů Brno, Čichnova 23. Otázka 3: Kolik studentů bude v kurzu? V kurzu budou vždy zapsaní všichni studenti praktického vyučování v aktuálním roce, což je na SŠ Čichnova při současném počtu tříd cca 150. Otázka 4: Jaký bude poměr mezi kontaktní výukou a e-learningem? Tento kurz je koncipován jako doplněk prezenční výuky, tedy zastoupení kontaktní výuky bude v rámci celého školního roku vyšší, e-learning bude využit zejména v prvních dvou měsících prvního pololetí. Otázka 5: Jaký bude časový plán kurzu? Kurz bude začínat vždy společně se školním rokem v září, kdy budou s jeho principy studenti obeznámeni ihned na úvodní hodině praktického vyučování. Od této úvodní hodiny budou on-line aktivity probíhat pravidelně každý týden po dobu 2 měsíců. V kurzu je navrženo 6 výukových modulů, z nichž každý časově odpovídá jednomu týdnu. Ovšem obvykle se v e-learningu výukové lekce doplňují jedním úvodním 11

VEJVODOVÁ, 2004.

6

modulem, který obsahuje organizační informace, a závěrečným modulem, který zahrnuje závěrečné aktivity (v tomto případě test a dotazník). Celková doba trvání kurzu je tedy 8 týdnů. Otázka 6: Jak předejít studentovu pocitu izolovanosti? Dle mého názoru díky vysoké míře prezenční výuky nehrozí, že by se studenti cítili izolováni. I přes to bude ovšem v kurzu zařazeno diskusní fórum. Otázka 7: Bude mít kurz tutora? Ano, kurz bude mít tutora, který bude postupně zveřejňovat studijní materiály, kontrolovat průběh studia a opravovat úkoly. Pravděpodobně by jím měl být přímo jeden či více učitelů praktického vyučování. Otázka 8: Jaký je charakter obsahu kurzu? Obsah kurzu je převážně teoretický, ovšem s přesahem do praxe prostřednictvím praktických úkolů, které budou studenti řešit. 3.5

LMS

Pro správu e-learningových kurzů se využívá specializovaného software, kterému říkáme LMS neboli Learning Management System. Jelikož plánovaný kurz, o kterém je v této práci řeč, bude implementován v nejrozšířenějším systému Moodle, budu se v nadcházející kapitole věnovat právě tomuto programu. 3.5.1 Moodle Zkratka Moodle znamená Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment, v překladu Modulární objektově orientované dynamické učební prostředí. Moodle je celosvětově využívaný a mezi vyučujícími velmi populární Open Source systém. Moodle je možné využívat mnoha způsoby. Může se používat pro velké skupiny studentů (např. na vysokých školách) i pro malé skupinky. Platforma může být využita jak pro čistě on-line kurzy, tak jako podpora k prezenčnímu vzdělávání. Dále může být

7

využita jako prostředník komunikace sdružující se kolem daného předmětu (diskusní fórum) nebo může převažovat funkce zprostředkování obsahu (studijní materiály). 12 Kolem tohoto softwaru se vytvořila komunita uživatelů, příznivců a inovátorů, kteří se sdružují kolem webu www.moodle.org. 3.6

Části e-learningového kurzu podle Vejvodové

Vejvodová13 rozlišuje jednotlivé části kurzu, které jsem pro přehlednost zpracoval do následujícího diagramu:

Studijní texty Multimediální komponenty Úvodní slovo

Úkoly

Moduly

Cvičení Testy a autotesty Diskuse

Ankety

Obrázek – vizualizace částí e-kurzu podle Vejvodové

12

What is Moodle?. Moodle [online]. 2012 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: https://moodle.org/about/

13

celá následující kapitola (kromě informací týkajících se kurzu ZDS) čerpá z: Vejvodová (2004), s. 11-

37

8

3.6.1 Úvodní slovo Úvodní slovo už dle svého názvu uvádí studenta do prostředí a tématu kurzu. Vysvětluje, co bude obsahem a motivuje studeny k dalším aktivitám. Úvodní slovo by mělo podněcovat studentovu zvědavost a fantazii. Co se týče použitého jazyka, doporučuje se používat slovesný tvaru v první osobě čísla množného, způsobu oznamovacího nebo rozkazovacího. Tímto docílíme zahrnutí studenta i učitele do jedné společné oblasti zájmu. Dále je vhodné používat činného rodu a psát text ve smyslu, jako bychom se studentem vedli dialog. 3.6.2 Moduly Za modul označujeme v e-kurzu jednotlivou kapitolu či tematický celek. Počet modulů obvykle odpovídá časovému harmonogramu kurzu. Součástí modulů jsou poté rozličné studijní opory a aktivity, které přiblížím v následujících řádcích. V kurzu Datových sítí budou zařazeny tyto moduly: 1.

Úvodní modul

2.

Počítačová síť

3.

Topologie sítí

4.

Přenosová média 1. část

5.

Přenosová média 2. část

6.

Přístupové metody

7.

ISO/OSI

8.

Závěrečný modul

Studijní texty Studijní texty obvykle tvoří hlavní část učiva v e-kurzu. Často se jedná o texty ve formátu pdf, doc. Pro jejich tvorbu platí určitá pravidla či zásady. Jednou z nejdůležitějších zásad je použít komunikativní styl psaní, ne tolik formální jako u tištěné učebnice, dále vyjadřovat vše jasně, srozumitelně a bez zahlcení odbornými výrazy. Pokud je nutné uvést větší množství odborných výrazů, je třeba je vysvětlit. Důležité je také zařazení velkého množství příkladů, abychom předešli tomu, že student něco nepochopí správně. V e-learningu se běžně používá zvýraznění důležitých

9

informací a klíčových slov, odkazy v rámci textu pro lepší orientaci a zařazování přiměřeného množství ilustrací a vizualizací. V kurzu Základy datových sítí (ZDS) budou studijní texty tvořit hlavní učivo. Proto se při jejich tvorbě budu držet výše uvedenými zásadami. Pro lepší přehlednost materiálů použiji zejména zvýraznění důležitých pojmů, ilustrace, a příklady. Multimediální komponenty Multimediálními oporami rozumíme video a audio klipy, dále powerpointové či flashové interaktivní prezentace, obrázky, grafy, tabulky apod. Videa či prezentace mohou být použity jako hlavní materiál (např. nahrávka učitele při výkladu), ale také se hojně objevují jako doplňující materiály. Ve studijních materiálech v kurzu ZDS bude použito velké množství ilustrací, dále budou použity videonahrávky jako doplňkový materiál ve formě odkazu na externí zdroj. Ve studijních materiálech by se ale mohl například objevit záznam pracovní plochy, pokud bude třeba nějakou problematiku prakticky předvést. Úkoly Důvodem k zařazení úkolů obvykle bývá procvičení a lepší zapamatování učiva. Jejich prostřednictvím studenti hlouběji proniknou do studované problematiky a zároveň tím zlepší svoji dovednost řešení problémových úkolů. Úkoly mohou být prováděny i skupinovou formou, což přispívá k rozvoji dovednosti práce v týmu. Moduly kurzu Datových sítí budou doprovázeny řadou úkolů, které se budou vyskytovat v osnově kurzu jakožto samostatné aktivity. Úkoly s opravou bude komentovat tutor. Skupinové úkoly probíhají zejména v přidružené prezenční výuce, proto v e-kurzu o jejich zařazení neuvažuji. Cvičení Jedná se o aktivity, kde si studenti procvičují svoje znalosti a zároveň se nemusejí obávat, že budou mít něco špatně, nebo že dostanou špatnou známku. Cvičení slouží k upevnění znalostní a poskytnutí zpětné vazby studentovi.

10

V kurzu datových sítí se budou studenti moci procvičovat tak, že si zodpoví otázky uvedené přímo ve studijních materiálech. Tím, že budou nuceni si vyhledat správné odpovědi, se upevní jejich nově nabyté znalosti. Testy a autotesty Testy i autotesty jsou určeny ke kontrole znalostí. Testy se tvoří obvykle velmi jednoduše přímo v učebních systémech, z nichž některé umožňují i nastavení podmínek pro odemykání dalších studijních aktivit. Pokud tedy například student nesplní test na požadovaný počet bodů, systém mu nezobrazí další studijní materiály a vyzve ho k opakovanému pokusu. Studijní materiály kurzu ZDS budou proloženy několika znalostními testy, které budou vycházet ze studijních materiálů. Testy budou ovšem cvičné a jejich hodnocení bude dostupné pouze studentovi samotnému. Pomocí těchto dílčích autotestů se budou studenti moci připravovat na závěrečný test, který již bude hodnocen známkou a bude výstupem z celého kurzu. Diskuse Diskuse probíhají často asynchronně prostřednictvím diskusních fór. Ovšem někdy je možné použít synchronní komunikaci, například chat – vše záleží na nastavení a potřebách kurzu. Diskusní fórum slouží především ke komunikaci mezi tutory a účastníky kurzu a mezi účastníky navzájem a tím přispívá k odstranění pocitu izolovanosti. Tutor by měl při psaní dbát na přátelský tón, srozumitelné a zdvořilé vyjadřování a důležitá je i schopnost empatie. Jelikož kurz datových sítí je koncipován jako podpora ke klasické prezenční výuce, studenti budou moci kromě diskusních fór pokládat dotazy učiteli přímo ve vyučovacích hodinách nebo v konzultačních hodinách učitele. Protože existuje tato alternativa, fóra v kurzu nebudou pravděpodobně natolik využívána. Ankety Ankety se obvykle zavádí na počátku a na konci kurzu. Úvodní anketa informuje tutora o tom, co studenti od kurzu očekávají. Závěrečná anketa je neméně důležitá, protože je to mnohdy jediný prostředek pro zpětnou vazbu. Studenti se v ní mají možnost vyjádřit, 11

jak s kurzem byli spokojeni. Proto by tutor měl tvorbě otázek této ankety věnovat náležitý čas, aby se studentů zeptal na co nejvíce věcí, které by mohly poté pomoci kurz zdokonalit. V kurzu ZDS vzhledem k jeho povaze bude pravděpodobně zařazen pouze závěrečný dotazník, ve kterém učitel získá zpětnou vazbu spíše ohledně formálních a organizačních záležitostí. Obsah kurzu je totiž šitý na míru osnovám předmětu, učivo v něm je tedy pevně dané a není zde příliš prostoru pro změny. Při prvotním spuštění kurzu bude zejména zapotřebí sledovat a zhodnotit, zda studentům vyhovoval časový harmonogram kurzu a zda byla dobře nastavena obtížnost úkolů, zda jim studijní texty připadaly srozumitelné a přehledné a podobně.

12

4

Pedagogická stránka

4.1

Související pedagogické teorie

4.1.1 Behaviorismus Behaviorismus je myšlenkový směr, jehož zájem se soustřeďuje na chování, jeho pozorování a analýzu. Součástí je takzvaná teorie operantního podmiňování B.F. Skinnera. „Vycházel z toho, že chování se skládá z prvku, které nazval operantami. Ty produkuje organismus jako spontánní reakce na nerozlišené podněty. Hnacím motorem učení je zpevnění. Pozitivní zpevnění je odměna, negativní zpevnění nastane při odstranění rušivého podnětu z dosahu organismu. Je-li některý operant zpevněn, pravděpodobnost jeho opakování vzrůstá.“14 To je teorie operantního podmiňování, která vedla až ke snaze o algoritmizaci pedagogického procesu. Tzv. programované učení si kladlo za cíl nahradit špatného pedagoga dobře naprogramovaným strojem. V praxi je ovšem prakticky nemožné vytvořit dokonalý program, který by vyhovoval potřebám všech studentů a vyhodnocoval optimálně jejich výsledky. Tento behavioristický model bohužel nepodporuje přirozenou kreativitu studenta, a proto je již dávno překonaný.15 4.1.2 Konstruktivismus „Konstruktivismus je moderní pedagogický směr, který vychází z předpokladu, že lidé si své nové znalosti vytvářejí aktivně prací s informacemi a předkládanými zkušenostmi, v interakci se svým okolím. Tento pedagogický směr je tedy v opozici proti pojetí, kdy vzdělávání je chápáno jako předávání hotových informací studujícím, kteří jsou tak odsunuti do pasivní role příjemců.“16 Konstruktivistické pojetí tedy zahrnuje aktivní učení, motivaci k učení, samostatnou práci žáků, spolupráci při učení, používání kritického myšlení – hledání souvislostí mezi novými informacemi

14

Behaviorismus. Specializační studium výchovného poradenství PedFUK [online]. 2005 [cit. 2013-03-

23]. Dostupné z: http://www.ssvp.wz.cz/Texty/Behaviorismus.html 15

VEJVODOVÁ, Jana. Pravidla vedení on-line kurzu. In: Kompetentní učitel [online]. 2011 [cit. 2013-

03-23]. Dostupné z: www.kompetentniucitel.cz/cms/get/file.php?id=306 16

Co to znamená konstruktivistické učení a B-learning. Moodle server FP TUL [online]. 2008 [cit. 2013-

03-23]. Dostupné z: https://moodle.fp.tul.cz/mod/book/view.php?id=8515&chapterid=19

13

a znalostmi, které již člověk získal dříve.17 Podle Bořivoje Brdičky konstruktivismus vychází z modelu, podle něhož se během života mění počet neuronů v mozku a jejich synapsí. Tento proces přirovnává k síti, v níž jsou celkové schopnosti definovány znalostmi propojujícími jednotlivé uložené informace, u kterých také dochází v průběhu života k neustálým dynamickým změnám.18 4.1.3 Konstrukcionismus Konstrukcionismus je teorie založená na názoru, že učení je efektivní, tvoříme-li při něm něco pro ostatní. Člověk může lehce zapomenout text článku, který si přečetl před několika okamžiky, ale pokud se pokusí jeho obsah vysvětlit vlastními slovy někomu jinému, nebo ho demonstrovat vlastními ilustracemi, jistě by si daný text zapamatoval a proniknul by mnohem hlouběji do jeho problematiky. Souvisí to například s děláním si poznámek při výkladu učitele. Obvykle si údaje zapamatujeme natolik, že je někdy už nemusíme znovu číst.19 4.1.4 Konektivismus „Konektivismus pohlíží na vzdělávání jako na proces, který se odehrává v prostředí počítačové sítě přesahující rámec jednotlivce.“ Klíčovým prvkem teorie je existence sítě (ať už počítačová či sociální). Teorie také vychází z faktu, že svět je přehlcen informacemi a člověk sám není schopen se v nich efektivně orientovat a všemu se naučit. Proto se každý člověk – článek (tzv. uzel) jedné velké sítě specializuje jen na určitou oblast znalostí. Je-li potřeba řešit nějaký úkol, uzly se propojují, a dojde ke sdílení znalostí a tím k procesu učení. Pro jednotlivce je poté důležitá schopnost poznávání a rozeznávání souvislostí a dovednost rozhodování se. Podmínkou učení v rámci sítě je ale navazování nových spojení a jejich údržba.20

17

Tamtéž.

18

BRDIČKA, Bořivoj. Konektivismus - teorie a vzdělávání v prostředí sociálních sítí. In: Česká škola

[online]. 2008 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://www.ceskaskola.cz/2008/09/borivoj-brdickakonektivismus-teorie.html 19

Východiska. In: Moodle.org [online]. 2006 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z:

http://docs.moodle.org/archive/cs/Východiska 20

MIKOLÁŠ, David. Vzdělávání v prostředí počítačových sítí aneb. In: Česká škola [online]. 2011 [cit.

2013-03-23]. Dostupné z: http://www.ceskaskola.cz/2011/10/david-mikolas-vzdelavani-v-prostredi.html

14

4.1.5 Teorie zapojení Tato teorie částečně vychází z konstruktivismu i konektivismu a je určena přímo pro e-learningové

vzdělávání. Vznikla prakticky syntézou různých elementů

předchozích pedagogických teorií.

Hlavní myšlenkou je, že studenti musí být

smysluplně zapojeni ve vzdělávacích aktivitách. Důraz je kladen na týmové učení a lidskou interakci ve skupinových aktivitách. Vzdělávací aktivity by se tedy měly realizovat ve skupinách, měly by mít praktické zaměření a měly by být založené na projektech, protože řešení problémů je účelné a navíc je při něm rozvíjena kreativita studujících.21 4.2

Klasické didaktické metody v e-kurzu ZDS

E-learning využívá řady didaktických metoda a postupů, které napomáhají zatraktivnění výuky. Mezi ty nejhlavnější patří metoda samostatné práce žáků, dále učení v životních situacích, řešení problémů, projektová výuka a skupinová a kooperativní výuka. První tři uvedené metody budou využity také v kurzu datových sítí, a proto je zde popíši podrobněji. 4.2.1 Metoda samostatné práce žáků Samostatná práce žáků patří podle Ourody mezi metody přímé zkušenosti. Ačkoliv je nejvíce vyžívána v tradiční formě výuky, kdy se jedná například o domácí úkoly, jejichž cílem je ověřit zapamatované znalosti22, v e-kurzu je také možné ji uplatnit, protože samotná výuka probíhá samostudiem (což můžeme také označit jako metodu práce s textem) a úkoly a testy (které lze v tomto případě považovat za domácí úkoly) ověřující nově nabyté vědomosti jsou příkladem jejího využití. 4.2.2 Učení v životních situacích Tato metoda se podle Maňáka a Švece snaží při učení posílit aktivitu, zkušenosti, zájmy a potřeby žáka a to tím, že propojuje výuku s praxí tak, že učí žáky řešit reálné úlohy, 21

KEARSLEY, Greg a Ben SHNEIDERMAN. Engagement Theory: A framework for technology-based

teaching and learning. Greg Kearsley's web [online]. 1999 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://home.sprynet.com/~gkearsley/engage.htm 22

OURODA, Stanislav. Oborová didaktika. Vyd. 1. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická

univerzita, 2000, 117 s. ISBN 80-715-7477-5.

15

se kterými se setkávají v běžném životě. Měla by, dle těchto autorů, být hlavně součástí výuky odborných předmětů.23 Jelikož datové sítě jsou součástí odborného vyučování, je zde zapotřebí mnoho poznatků vysvětlovat a aplikovat do praxe. Proto tato metoda má své místo i v plánovaném e-kurzu. 4.2.3 Metoda řešení problémů Poslední metodou, která bude uplatněna v kurzu datových sítí je metoda řešení problémů, jejímž základem je, aby žáci dospěli k novým poznatkům samostatnou tvořivou činností a uvažováním. Principem této metody je zadání určitého problému (obvykle z reálných životních situací, ale není to podmínkou), který mají žáci vyřešit. Problémy by neměly být triviální, ale nastaveny tak, aby se při hledání jejich řešení studenti naučili něco nového. Do této metody patří i kladení otázek typu: Vysvětli ..., Jak to souvisí s...?, Proč? atd.24 Tato metoda bude uplatňována v rámci řešení úkolů v jednotlivých modulech kurzu a také pomocí kontrolních otázek, které jsou umístěny přímo v rámci studijních textů. 4.3

Pedagogické principy a jejich uplatnění v kurzu Základů datových sítí

Pedagogické principy jsou v oblasti pedagogiky notoricky známou kapitolou. Rozumíme jimi obecné normy zajišťující efektivnost výchovně vzdělávacího působení. Jůva25 definuje 9 těchto principů. Nyní je krátce přiblížím a uvedu, jakým způsobem budou uplatněny v e-kurzu datových sítí. Princip cílevědomosti Princip cílevědomosti znamená jasné stanovení cílů výchovně vzdělávacího procesu a jejich interpretace a zdůvodnění vychovávanému jedinci či skupině. V kurzu budou hlavní cíle studentům prezentovány ihned na počátku v rámci úvodního modulu a dále jim budou předloženy dílčí cíle na začátku studia každého modulu.

23

MAŇÁK, Josef a Vlastimil ŠVEC. Výukové metody. Brno: Paido - edice pedagogické literatury, 2003,

219 s. ISBN 8073150395. 24

MAŇÁK, Josef. Alternativní metody a postupy. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 1997, 89

s. ISBN 8021015497. 25

JŮVA, V. sen. & jun. Úvod do pedagogiky. Brno : Paido, 1997. ISBN 80-85931-39-7.

16

Princip soustavnosti (systematičnosti) Tímto principem rozumíme jím požadavek na co nejsoustavnější proces osvojování učiva, a to v logickém pořádku. Tento princip bude v kurzu ZDS naplněn tak, že probíraná látka bude navazovat na tu předchozí. Soustavnosti bude docíleno pravidelným spouštěním učebních textů ke studiu. Princip aktivnosti Zde je kladen důraz na to, aby byl vychovávaný jedinec aktivizován – tedy aby byl při výuce co nejaktivnější (aktivní pozorování, přemýšlení nad tématem, diskuse atd.). Žák by měl být dále motivován k praktickému využívání získaných vědomostí. V kurzu datových sítí bude aktivizace žáků probíhat za pomocí otázek vložených přímo do textu studijních materiálů a praktických úkolů, které budou muset řešit. Další aktivizace bude jistě prováděna v samotné prezenční výuce předmětu. Princip názornosti Tento princip vychází ze smyslového vnímání. Pokud jsou ve výuce uplatňovány názorné metody a ukázky, které se opírají o dosavadní zkušenosti jedince, dochází k lepšímu zapamatování učiva ze strany žáků. Princip názornosti budou v kurzu demonstrovat případné videonahrávky a dále velké množství ilustrací, bez kterých by se učivo datových sítí neobešlo. Princip uvědomělosti Princip uvědomělosti znamená, že učitel by se měl přesvědčit, že žák probíranému tématu opravdu porozuměl. Zjistí to například tak, že žáci kladou otázky k danému tématu nebo že reagují na otázky pedagoga a přitom bez problémů používají odborných výrazů. Tutor kurzu ZDS si bude moci ověřit, že žáci látku správně pochopili prostřednictvím úkolů, které budou plnit. Dále tak, že s nimi na dané téma bude diskutovat buď prostřednictvím diskusního fóra v kurzu, nebo v prezenční výuce. 17

Princip trvalosti Princip trvalosti určuje, že by si jedinec měl osvojené vědomosti uchovat po delší dobu nebo dobu trvalou. Toho můžeme docílit častým opakováním a procvičováním učiva. V kurzu Základy datových sítí budou zařazeny úkoly a testy, které studenti budou plnit za účelem utužení nově nabytých znalostí. O učivu mohou dále diskutovat ve fórech nebo s učitelem v praktickém vyučování. Pokud budou svoje povinnosti plnit svědomitě a zvládnou závěrečný test, měly by jejich znalosti být trvalé. Princip přiměřenosti Tento princip klade důraz na to, aby obsah, formy a metody výuky byly v souladu s věkovou vyspělostí a s dosavadní úrovní znalostí vychovávaného jedince. Tedy to, jak bude student danou problematiku vyučovat, by mělo odpovídat úrovni jeho studentů. V kurzu ZDS bude použito učivo, které předepisují osnovy pro daný ročník střední odborné školy. Proto je dle mého názoru přiměřenost adekvátní a zajištěna. Princip emocionálnosti Tímto principem rozumíme potřebu probouzet ve výchovně vzdělávacím procesu citové prožitky jedince, například zážitkovou pedagogikou. Cílem je udržovat ve třídě trvale pozitivní atmosféru. Přátelská atmosféra bude v e-kurzu navozena jednak tónem jazyka studijních materiálů a jednak příjemným vystupováním tutora kurzu. Princip jednotnosti výchovného působení Dle tohoto principu je základem úspěšné výchovy jednotnost v přístupu všech učitelů. Neměl by tedy jeden tvrdit něco a druhý mu odporovat. Jelikož kurz ZDS bude vytvořen tak, aby odpovídal aktuálním osnovám a přesvědčení učitelů, a pravděpodobně jeho tutorem budou učitelé praktického vyučování, neměl by nikde vzniknout rozpor a porušení tohoto principu.

18

4.4

Shrnutí

V předcházející části práce jsem se pokusil vybrat pro svůj záměr relevantní teoretické zakotvení a pedagogická východiska. Díky svému zaměření na tvorbu podkladů k e-kurzu jsem se v jednotlivých kapitolách zároveň snažil uvést, jak dané teoretické poznatky využiji prakticky v e-learningovém kurzu Základy datových sítí. Studijní materiály budu tvořit s přihlédnutím k uvedeným zásadám a principům, aby bylo dosaženo patřičné kvality e-kurzu.

19

5

Praktická část – podklady pro e-kurz

Následující podklady k jednotlivým modulům kurzu jsou věnovány základním pojmům z oblasti datových sítí a jsou určeny učitelům a posléze žákům, středních odborných škol s technickým zaměřením, primárně ze Střední školy informatiky a spojů, Brno, Čichnova 23. Tyto materiály jsou koncipovány pro použití v e-learningovém kurzu, v jehož průběhu bude student seznámen se základními principy provozu a chodu datových sítí a jejich vnitřní strukturou. Materiály jsou zaměřeny směrem od celkového pohledu uživatele k vnitřním zákonitostem jednotlivých prvků datových okruhů. Rozdělení do jednotlivých modulů koresponduje s tematickými okruhy v prezenční části výuky. Minimálními studijními předpoklady je orientace a znalosti na uživatelské úrovni při práci s informačními a komunikačními technologiemi a dále pak angličtina na úrovni čtení a porozumění technické dokumentaci v anglickém jazyce. Cílem studia je porozumět datovým sítím a znát jejich význam v chodu lidské civilizace, jejíž nedílnou součástí jsou i specialisté, kteří se starají o údržbu různých škál IT odvětví. Vytvořené podklady pro e-kurz budou připraveny k implementaci do systému Moodle, se kterým SŠ Čichnova již pracuje. Studijní materiály bude moci spravovat místní technik, který má tuto agendu na starosti. Učivo je rozděleno dle požadavků osnov daných předmětů na tyto hlavní kapitoly (moduly): 1.

Úvodní modul

2.

Počítačová síť

3.

Topologie sítí

4.

Přenosová média 1. část

5.

Přenosová média 2. část

6.

Přístupové metody

7.

ISO/OSI

8.

Závěrečný modul

V následujících podkapitolách se budu věnovat každému modulu samostatně.

20

Náhled kurzu v Moodlu:

21

5.1 Modul 1 – Úvodní modul První celek tvoří modul úvodní. Jeho cílem je seznámit studenty s náplní kurzu, jejich povinnostmi a podmínkami ukončení. Tento modul bude obsahovat pouze úvodní slovo a přehled značek pro různá zařízení. Tyto značky budou často používány v ilustracích, a proto je vhodné, aby se je studenti naučili rozlišovat ještě před tím, než začnou se samotným studiem. 5.1.1 Úvodní slovo Vážení studenti, vítejte v kurzu Základy datových sítí, kde se společně naučíme teorie a principy uplatňované při přenosu elektronických dat v dnešní digitální době. Kromě tohoto a posledního modulu se závěrečným testem, budou náplní kurzu tato témata: Počítačová síť, Topologie sítí, Přenosová média, Přístupové metody a ISO/OSI. Moduly budou zpřístupněny vždy v neděli. V každém z nich naleznete příslušný studijní materiál, seznam doporučené literatury a případné doplňující materiály. Jednotlivé moduly budou ukončeny povinnými úkoly, na jejichž splnění budete mít vždy 7 dní. Podmínkou pro řádné ukončení je splnění alespoň 3 ze 4 úkolů! U některých modulů naleznete také cvičné testy, které vám poslouží při přípravě na test závěrečný, který je výstupem z tohoto kurzu a za který získáte známku. V případě jakýchkoliv dotazů se na mne obraťte zde v diskusním fóru nebo na emailové adrese, kterou naleznete v profilu učitele. Přeji vám příjemné studium tohoto kurzu. ______________________________________________________________________ V tomto modulu si prosím nastudujte následující obrázek. Tyto značky pro jednotlivá zařízení se budou v kurzu objevovat velmi často, a proto je důležité, abyste se v nich dobře orientovali.

22

26

5.2

Modul 2 – Počítačová síť

Modul s názvem “Počítačová síť” se věnuje přehledu základních pojmů. Obsahuje studijní text s kontrolními otázkami a úkol. 5.2.1 Úvodní slovo Pojem síť je dnes používán v mnoha rovinách, ať už se jedná o například sociální síť nebo naši datovou v obou případech je základní myšlenkou propojení dílčích prvků a umožnění vzájemné komunikace. Dostupnost technologií za posledních 13 let vzrostla a tak se s počítačem můžeme dnes setkat úplně všude. Bylo tedy potřeba stanovit hranice, kterými se budou označovat různé typy sítí. V tomto prvním výukovém modulu se tedy seznámíme se základními pojmy z oblasti počítačových sítí a s jejich základním dělením. Na konci studijního textu naleznete kontrolní otázky, které si můžete zodpovědět. Tento modul je ukončen povinným úkolem, na jehož splnění je lhůta 1 týden.

26

Zdroj obrázku: MCQUERRY, Steve. Authorized self-study guide: interconnecting Cisco network devices. 2nd ed. Indianapolis, Ind.: Cisco Press, c2008, xxv. ISBN 978-1-58705-462-4, s.XX.

23

5.2.2 Klíčová slova Síť, protokol, server, klient, paket. 5.2.3 Vlastní text studijního materiálu

1. Základní pojmy V první části tohoto studijního materiálu si objasníme základní pojmy týkající se datových sítí. Jsou jimi: počítačová síť, server, klient, administrátor, síťový protokol a paket. Počítačová síť (computer network) Jde o síť, která je tvořena vzájemně propojenými počítači. Jednotlivé počítače se označují jako stanice (uzly). Propojení počítačů je realizováno pomocí přenosového média (metalické, optické, bezdrátové) a síťové karty NIC (Network Interface Card). Počítačová síť umožňuje přenos dat mezi počítači (sdílení softwaru) a poskytování síťových služeb (sdílení hardwaru - sdílení diskových kapacit, tisk na tiskárnách). Server Počítač, který poskytuje své síťové služby (hardwarové i softwarové) ostatním pracovním stanicím - klientům. Mezi tyto služby řadíme například poskytování diskových kapacit, výpočetní kapacity, operační paměti, správa tiskových front atd. Typy serverů ■

souborový server (file server) - řídí přístup k souborovým a diskovým zdrojům na síti, zajišťuje bezpečnost (přístupová práva) a synchronizaci sítě (zamykání souborů a jejich aktuálnost)

■

tiskový server (print server) - poskytuje přístup k síťovým tiskárnám, provozuje programy nutné pro vytváření a řízení tiskových front

■

aplikační server (application server) - provozuje aplikace určené pro pracovní stanice, na kterých běží klientské aplikace vyžadující přenos datových souborů na/ze serveru

24

■

komunikační server (communication server) - poskytuje přístup k modemům, telefonním linkám, propojuje dvě a více sítí dohromady

■

databázový server (database server) - poskytuje přístup k databázovým záznamům pro programy běžící na jiných počítačích (klientech)

■

vyhrazený server (dedicated server) - je využíván pouze pro speciální účely. Přístup má pouze osoba, které jej spravuje

■

nevyhrazený server (non-dedicated server) - může sloužit i jako pracovní stanice, nedoporučuje se pro větší sítě

Klient (workstation) Počítač zapojený v počítačové síti, který slouží k práci uživatele a zpřístupňuje služby počítačové sítě. Administrátor (administrator) Osoba, správce sítě, která disponuje neomezenými právy. Síťový protokol (network protocol) Množina pravidel určující komunikaci mezi počítači v rámci jednotlivých segmentů sítě. Paket (packet) Blok dat sloužící k přenášení informací v síti. Skládá se ze tří částí hlavička, data a trailer. Obsahuje adresu odesílatele, adresu příjemce, přenášená data, kontrolní informace.

2. Rozdělení počítačových sítí V následující kapitole si přiblížíme typologii počítačových sítí podle pěti různých kriterií dělení. V závěru tohoto studijního materiálu se seznámíme s režimy komunikace. A) podle rozsahu ■

LAN (Local Area Network) – místní síť, do 1000 PC, rozsah např. do 1km, v rámci jedné organizace nebo budovy.

25

■

MAN (Metropolitan Area Network) – metropolitní síť, stále jedna organizace, rozsah až 160km.

■

WAN (Wide Area Network) – spojuje sítě LAN a MAN, rozsáhlá síť, spojuje statisíce PC a je spravována na sobě nezávislými administrátory

B) podle přístupu do sítě ■

P2P (Peer to peer) - všechny počítače v sítí jsou si rovny. Sítě tohoto typu jsou celkově jednodušší z hlediska požadavků na architekturu sítě, ale jejich bezpečnost a případně požadavky na výkonnost jsou naopak nízké. (např. torrenty)

■

Klient/server – striktně určeno, který počítač je server a který klient. Náročnější požadavky na architekturu sítě jsou kompenzovány spolehlivostí a větší bezpečností. (např. uloz.to)

C) podle protokolu ■

TCP/IP

■

IPX/SPX

■

Net BEUI

■

Apple Talk

■

LPR

■

IPP/SMB

■

RAW TCP

D) podle rychlosti ■

56kb/s až 1000 Gb/s

E) podle komunikace ■

Circuit switching

–

uzavřený přenos pouze mezi 2 stanicemi.

Při komunikaci se vytvoří jedna cesta a pakety dojdou v pořadí, v jakém byly vyslány. ■

Packet switching – data jsou rozdělena na více částí.

Vysílané

27

datagramy nemusí používat stejnou datovou cestu a nemusí dorazit k cíli v pořadí, v jakém byly vyslány. 27

datagram – datový packet v protokolu IP

26

3. Režimy komunikace ■

Simplex – přenos dat probíhá pouze jedním směrem, a to od odesílatele k příjemci (například satelitní televize)

■

HalfDuplex – přenos probíhá oběma směry, ale ne v stejnou dobu

■

FullDuplex – komunikace probíhá oběma směry ve stejný časový okamžik

28

KONTROLNÍ OTÁZKY Otázka 1: V rámci jakého rozsahu můžeme identifikovat počítačovou síť naší školy? Otázka 2: Do které kategorie spadají počítačové sítě vysokých škol? Otázka 3: V jakém režimu komunikace pracuje pager, mobil a vysílačka?

5.2.4 Doporučené zdroje pro další studium  Warriors of the net: The Movie. Warriors of the net [online]. 2002 [cit. 2013-0403]. Dostupné z: http://www.warriorsofthe.net/movie.html

28

Zdroj obrázku: http://www.dcs.bbk.ac.uk/~ptw/teaching/IWT/data-comms/transmission-modes.jpg

27

 Základy PC: počítačové sítě snadno a rychle. Pctuning [online]. 2006 [cit. 201304-03]. Dostupné z: http://pctuning.tyden.cz/navody/zaklady-stavba-pc/7543zaklady_pc-pocitacove_site_snadno_a_rychle  Základy počítačových sítí. Samurajovo fórum: Cisco, sítě, doména [online]. 2010 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: http://www.samuraj-cz.com/serie/zakladypocitacovych-siti/ 5.2.5 Návrh úkolu k tomuto modulu Nakreslete libovolné schéma počítačové sítě jakékoliv společnosti a vysvětlete. Příklad schéma:

29

5.3

Modul 3 – Topologie sítí

Modul 3 s názvem “Topologie sítí” se zabývá výčtem druhů topologií. Obsahuje text s kontrolní otázkou, úkol a test určený k procvičování učiva modulu 2 a 3. 5.3.1 Úvodní slovo Nacházíte se v modulu 3, jehož tématem jsou topologie sítí. Dnes si představíme ty nejznámější z nich. Na konci na Vás čeká domácí úkol a doporučuji využít

29

Zdroj obrázku: http://www.conceptdraw.com/samples/resource/images/solutions/networkdiagram/network-diagram-Cisco-Network-Diagram.png

28

i nepovinný znalostní test z učiva modulů 2 a 3 k procvičování nových znalostí a zejména k přípravě na závěrečný test. Na splnění úkolu máte opět 1 týden. 5.3.2 Klíčová slova Topologie sítí, BUS, RING, DOUBLE RING, MESH, STAR TREE, Back bone 5.3.3 Vlastní text studijního materiálu

1. Topologie sítí V této kapitole si představíme pojem topologie sítí a poté se podíváme na konkrétní příklady nejčastěji používaných topologií, jako je například BUS, RING, MESH atd. Topologie sítí určuje, jak jsou prvky v síti uspořádány. Znalost topologie je důležitá hlavně pro správce sítí, kteří musí mít přehled jak z pohledu fyzického uspořádání počítačů, tak i z pohledu logické komunikace mezi nimi. Topologii dělíme na fyzickou a logickou: ■

fyzická – je dána způsobem fyzického propojení všech komponent sítě, definuje kabelové rozložení sítě (konektory, síťové karty, kabely).

30

■

logická - definuje logické rozložení sítě, určuje, jakým způsobem mezi sebou komunikují jednotlivé prvky v síti. Nemusí být shodná s fyzickou.

30

Zdroj obrázku: http://curriculum.netacad.net/virtuoso/servlet/org.cli.delivery.rendering.servlet.CCServlet/LMS_ID=CNA MS,Theme=ccna3theme,Style=ccna3,Language=en,Version=1,RootID=knetlcms_discovery2_en_41,Engine=static/CHAPID=null/RLOID=null/RIOID=null/theme/cheetah.html?cid =0500000000&l1=en&l2=none&chapter=intro

29

31

1.1 Příklady nejčastěji používaných topologií BUS (sběrnice) Všechna PC jsou zapojena na společné médium. Každá stanice má přímý přístup ke sběrnici. Propojení stanice je realizováno pomocí odboček, což umožňuje snadné odpojování a připojování stanice od/do sítě. Zpráva vyslaná z daného uzlu se šíří ke koncovým uzlům sběrnice. Výpadek stanice neohrozí funkci sítě. Přerušení sběrnice způsobí výpadek sítě. Oba konce sítě je nutné zakončit zakončovacími odpory – terminátory. Výhodou BUS topologie je její jednoduchost, nízká cena, snadná rozšiřitelnost. Nevýhodou pak malá spolehlivost.

32

RING (kruh) Každé PC je přímo propojeno s následujícím počítačem. Kabelové linky jsou uspořádány tak, že po jedné lince PC signál vysílá a po druhé přijímá. Data se pohybují v kruhu od odesilatele přes všechny následující PC až k příjemci. Každé PC je připojeno k síti aktivně, přijatá data určená jinému PC převezme, provede regeneraci signálu a pošle dál. Používají se speciální kabelové propojky, 31

Tamtéž. Zdroj obrázku: MCQUERRY, Steve. Authorized self-study guide: interconnecting Cisco network devices. 2nd ed. Indianapolis, Ind.: Cisco Press, c2008, xxv. ISBN 978-1-58705-462-4, s.15. 32

30

které zabraňují výpadku stanice. Nevýhodou je nutnost odstraňovat zprávy ze sítě, aby nedocházelo ke kolizím sítě. Výpadek libovolné stanice způsobí na klasické kruhové síti výpadek sítě.

33

DOUBLE RING (dvojitý kruh) Data mohou chodit oběma směry, jedním se přijímá, druhým směrem se odesílá. Oproti klasické RING topologii je přenos dat rychlejší. Primární (vnější) a sekundární

(vnitřní)

kruh,

při

výpadku

primárního

data

přecházejí

do sekundárního okruhu.

34

STAR (hvězda) Veškerá komunikace probíhá přes centrální bod. Při výpadku jedné stanice či kabelu není ohrožena funkce sítě. Naopak výpadek centrálního přepínače způsobí výpadek celé sítě.

35

33 34

Tamtéž s. 17 Tamtéž s. 18

31

STAR TREE (strom) Výhodou je snadná rozšiřitelnost sítě. Jedná se o propojení více segmentů sítě pracujících v topologii hvězda. Při použití redundance spojů mezi přepínači eliminujeme možnost havárie sítě. Jednotlivé částí sítě jsou od sebe odděleny a tak při výpadku jedné části zbytek sítě může komunikovat.

36

MESH (úplná síť) Každý propojen s každým. Nevýhodou je velký počet kabelů a špatná rozšiřitelnost. To vše je naopak kompenzováno velkou spolehlivostí.

37

Back bone (páteřní síť) Propojuje jednotlivé sítě LAN dohromady. Používá se pro sítě WAN. Pokud probíhá komunikace uvnitř některé LAN sítě, neprobíhá komunikace přes páteř. Využívá se při datovém přenosu z jedné sítě do druhé.

KONTROLNÍ OTÁZKA Otázka 1: Kterou topologii byste předložili zákazníkovi při zpracování zakázky pro LAN síť a proč? Nad správným řešením můžete diskutovat se spolužáky a tutorem v diskusním fóru. 35

Tamtéž s. 16 Tamtéž. 37 Tamtéž s. 19 36

32

5.3.4 Doporučené zdroje pro další studium  Počítačové sítě: topologie sítí. Site.the.cz: počítačové sítě [online]. 2003 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: http://site.the.cz/index.php?id=15  STRYHAL, Tomáš. Studijní materiály pro předmět Informatika a výpočetní technika: Počítačové sítě [online]. 2010 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: https://sites.google.com/a/cgym-kh.cz/stryhal/kvarta/pocitacove-site 5.3.5 Návrh úkolu k tomuto modulu Nakreslete logickou topologii své domácí počítačové sítě. Příklad řešení:

38

5.3.6 Návrh testových otázek k procvičování učiva modulu 2 a 3 Osoba, správce sítě, která disponuje neomezenými právy, se nazývá: a) server b) administrátor c) klient 38

Zdroj obrázku: http://askville.amazon.com/set-wired-home-networkrouter/AnswerViewer.do?requestId=2231521

33

Který typ sítě je charakterizován těmito body: místní síť, do 1000 PC, rozsah např. do 1km, v rámci jedné organizace nebo budovy? a) LAN b) MAN c) WAN Pro kterou topologii platí následující výrok: „Veškerá komunikace probíhá přes centrální bod, při výpadku jedné stanice či kabelu není ohrožena funkce sítě.“? a) BUS b) Back bone c) STAR Co je charakteristické pro tzv. úplnou síť (MESH)? a) velmi malý počet kabelů b) každý je propojen s každým c) používá se pouze pro sítě WAN

5.4

Modul 4 – Přenosová média 1. část

Modul “Přenosová média 1. část” se věnuje základním informacím o přenosových médiích a rozboru prvního typu – metalických médií. Na tento modul navazuje druhý díl, proto není ukončen úkolem ani testem. 5.4.1 Úvodní slovo Tento týden si přiblížíme první část problematiky přenosových médií. Budeme se soustředit zejména na koaxiální kabely a kroucené dvojlinky. Modul není ukončen úkolem ani testem, ten Vás čeká až příště. 5.4.2 Klíčová slova Přenosová média, metalická média, kroucená dvojlinka, koaxiální kabel

34

5.4.3 Vlastní text studijního materiálu

1. Přenosová média V následujícím textu se seznámíte s problematikou přenosových médií, které se obecně dělí na metalická, optická a bezdrátová. Tento týden si podrobněji představíme první typ – tedy metalická přenosová média. Přenosová média jsou fyzická média, kterými přenášíme data, hlasový signál nebo jiný typ signálu od odesílatele ke svému cíli. 1.1 Dělení přenosových médií a) metalická (koaxiální kabely, kroucená dvojlinka) b) optická (jednovidové, multividové, gradientní) c) bezdrátová (bluetooth, wifi, infraport, wi-max) 1.2 Základní parametry přenosových médií 

Odolnost proti elektromagnetickému rušení - vyskytuje se na metalickém vedení



Šířka pásma (bandwidth) - množství dat, které lze přenést médiem za jednotku času o digitální data - b/s o analogová data - Hz



Útlum - úbytek signálu na médiu se vzdáleností, udává se v decibelech (dB)



Impedance - velikost odporu vodiče vůči střídavému elektrickému proudu



Přeslech - rušení signálem ze sousedního vedení, udává se v dB

1.3 Typy přenosových médií 1.3.1 Koaxiální kabely (coax) - Common Axis = přímý vodič Skládá se z nosného (signálového) vodiče, izolace, foliového stínění, splétaného stínění a pláště. Nosný vodič může být drát plný nebo splétaný měděný. Izolace izoluje jednotlivé vodiče mezi sebou, aby se nespojily. Fóliové stínění je tenká

35

fólie kolem dielektrika. Splétané stínění je splétaný vodič vyrobený z mědi nebo hliníku,

může

sloužit

nosnému

vodiči

jako

zemnění,

chrání

vodič

před elektromagnetickým rušením. Plášť je vnější kryt vodiče, nejčastěji z teflonu, kynaru (žáruvzdorný) anebo PVC. Koaxiální kabel může pracovat ■

v základním pásmu (base-band) - má pouze jeden kanál, kterým může být přenesena pouze jedna zpráva

■

v přeloženém pásmu (broad-band) - může přenášet několik analogových signálů na různých frekvencích současně

Výhody koaxiálního kabelu ■

nízká cena

■

odolnost proti elektromagnetickému vlnění (je dána stíněním)

■

snadná instalace

■

v přeloženém pásmu může přenášet více signálů

Nevýhody koaxiálního kabelu ■

nízká přenosová rychlost max. 10Mb/s

■

náchylný k poškození

■

nízká spolehlivost

39

39

Zdroj obrázku: http://site.the.cz/images/products/koaxkab.gif

36

1.3.2 Kroucená dvojlinka (twisted pair) Dva vodiče jsou vzájemně kolem sebe obtočeny, obtočení minimalizuje přeslechy elektromagnetického rušení a ztráty způsobené kapacitním odporem. Signál je přenášen jako rozdíl mezi dvěma vodiči. Kroucená dvojlinka pracuje do rychlosti 100Mb/s a do maximální vzdálenosti 100m. Vyrábí se ve dvou variantách: STP (shielded twisted pair = stíněná dvojlinka) a UTP (unshielded twisted pair = nestíněná dvojlinka). Impedance kroucené dvojlinky je Z0 = 100 ± 15 ohm. Do vzdálenosti 100m. Složení kroucené dvojlinky ■

vodivé dráty, což jsou signálové vodiče vyrobeny z mědi, vždy v párech kolem sebe obtočené, mohou být plné nebo splétané. Počet párů je různý např. 2, 4, 6, 8, 25, 50, 100. Nejčastější počet je 8 vodičů = 4 páry.

■

plášť - vnější obal, nejčastěji z PVC nebo teflonu

■

stínění -navíc pouze u STP (stíněné dvojlinky), může být fóliové kolem každého páru vodiče, splétané nebo i fóliové kolem všech párů vodičů

Výhody kroucené dvojlinky ■

snadné připojení jednotlivých zařízení (konektor RJ - 45)

■

možnost použití i pro telefonní rozvody (konektor RJ - 11)

■

u STP dobrá ochrana proti elektromagnetickému rušení

■

snadná instalace

Nevýhody kroucené dvojlinky ■

UTP citlivější na šum než koaxiální kabel

■

UTP bez regenerace nemůže přenášet signál na větší vzdálenost

■

STP je silná = obtížná manipulace a instalace konektorů

40

40

Zdroj obrázku: http://www.lanshack.com/images/cat6a/utp-stpcable.jpg

37

KONTROLNÍ OTÁZKA Otázka 1: Jaké přenosové médium je nejvýhodnější pro domácnost z pohledu cena / výkon? Své názory můžete sdílet s ostatními v diskusním fóru k tomuto modulu. 5.4.4 Doporučené zdroje pro další studium  ARVAI, Ladislav. Nové trendy ve strukturované kabeláži. In: NETGURU: Nezávislý odborný on-line magazín [online]. 2010 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: http://www.netguru.cz/odborne-clanky/nove-trendy-ve-strukturovanekabelai.html  PETERKA, Jiří. Strukturovaná kabeláž. Earchiv.cz: archiv článků a přednášek Jiřího Peterky [online]. 1996 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: http://www.earchiv.cz/a96/a646k150.php3

5.5

Modul 5 – Přenosová média 2. část

Modul „Přenosová média 2. část“ je pokračováním předchozího modulu. Zabývá se podrobněji optickým a bezdrátovým přenosem dat. Je ukončen úkolem a nepovinným testem. Časová dotace jeden týden, jako u všech ostatních modulů. 5.5.1 Úvodní slovo Vítejte ve druhém dílu studia přenosových médií. Tentokrát se podrobněji podíváme na optický a bezdrátový přenos dat. Na konci tohoto modulu je pro Vás připraven povinný úkol a opět cvičný test (nepovinný). 5.5.2 Klíčová slova Přenosová média, optická média, bezdrátová média, optický kabel, vysílač, přijímač, bezdrátové spoje, mikrovlnné spoje

38

5.5.3 Vlastní text studijního materiálu 1. Optické kabely (fiber optic) Jako první si dnes vysvětlíme, jak fungují optické kabely. Nejdříve se zaměříme na jejich složení a poté si přiblížíme jejich dělení. Optický kabel je médium, kterým přenášíme signály pomocí světla. Na vysílači je fotodioda, která mění elektrický signál na světelný. Na přijímači je fotodioda v závěrném směru, která naopak mění světelný signál na elektrický. Je nezbytné, aby při vysílání byla dodržena numerická apertura, což je míra schopnosti vlákna shromažďovat světlo. Je určená maximálním úhlem, pod kterým světlo, dopadající na vlákno, skrze něj projde. Komunikuje v simplexním módu. Přenosy nejsou náchylné na elektromagnetické vlnění. Světelný signál podléhá minimálnímu odporu (malý útlum). Optické kabely mohou být použity na velké vzdálenosti (stovky kilometrů) bez nutnosti regenerace. Informace je možné přenášet rychlostí až 10Gb/s. Optický kabel je vyráběn většinou v páru, každé vlákno slouží pro komunikaci v jednom směru. Složení vysílače ■

LED dioda nebo laser

Složení přijímače ■

fotodetektor - přenáší optický signál a převádí ho na elektrický

■

zesilovač - zesílí signál a převádí ho do tvaru připraveného pro zpracování

■

procesor - reprodukuje (převede) signál do původního tvaru

41

41

Zdroj obrázku: http://www.thefoa.org/tech/ref/testing/accuracy/MMlaunch.jpg

39

1.1 Složení optického kabelu Jádro Jádro optického kabelu je složeno z jednoho nebo více skleněných nebo plastických vláken, kterými prochází světelný signál. Plastická vlákna mají jednodušší výrobu, lze je použít pouze na kratší vzdálenosti. Průměr jádra se pohybuje od dvou do několika stovek mikrometrů. Plášť Plášť je vyroben jako jedna část společně s jádrem, je to ochranná vrstva obvykle z plastu s nižším indexem lomu světla. Rozměry 100 mikrometrů - 1milimetr. Obal Obal optického kabelu je vyroben nejčastěji z PVC

42

1.2 Dělení optických kabelů A) Jednovidové (single-mode) Mají velmi úzké jádro, menší než 10 mikrometrů. Je zde jeden paprsek jdoucí jedním směrem. V ideálním případě paprsek světla postupuje středem jádra, ve skutečnosti dochází k odrazům a tím vzniká určitý útlum. Obtížně se instaluje. Dovoluje přenosové rychlosti až 50Gb/s. B) Vícevidové (multi-mode) Mají tlustší jádro, světelný paprsek má více prostoru, tudíž může probíhat v jádru 42

Zdroj obrázku: http://www.fibersavvy.com/Shared/images/fiber_demo.jpg

40

více cestami. Více světelných paprsků (vidů) v přenosu ale může vést ke zkreslení signálu ze strany přijímače. Paprsky se mohou mezi sebou ovlivňovat. Toto rušení se nazývá modální disperze a představuje rozdíl mezi nejrychlejším a nejpomalejším paprskem. Exitují dva typy vícevidových vláken Step index - jednodušší co se týče výroby. Vhodné pro rychlosti 200Mb/s - 3Gb/s. Průměr jádra 50-125 mikrometru, plášť 140 mikrometrů Gradientní - s postupnou změnou indexu lomu (graded index). Používán pro vícevidové kabely, lépe vedou světelný signál. Má nižší útlum i modální disperzi čímž umožňuje až 10x širší přenosové pásmo než vícevidový se skokovou změnou. Je tedy nejpoužívanějším typem optického kabelu.

43

2. Bezdrátové a mikrovlnné spoje (wireless and microwave) V této druhé polovině studijního materiálu se budeme společně věnovat bezdrátovým a mikrovlnným spojům. Zaměříme se na především na pojmy jako je toposférický a družicový spoj. Nejprve si ale pojďme objasnit, co jsou to mikrovlnné vlny. Mikrovlnné vlny jsou elektromagnetické vlny o krátké vlnové délce a velké frekvenci. V praxi se používá frekvence 1-12GHz a délka 30-2,5cm. Vlny o vysoké frekvenci lze pomocí parabolických vysílacích antén soustředit do úzkého paprsku a ten nasměrovat na přijímací anténu. Úzký paprsek vykazuje 43

Zdroj obrázku: http://www.jiast.cz/wp-content/uploads/obrazek22.png

41

malý rozptyl, dovoluje používat malý výkon vysílače a je odolný proti rušení. U přímočarého šíření elektromagnetických vln se využívá přímá viditelnost mezi příjemcem a vysílačem. Maximální vzdálenost mezi 2 vysílači je 50km, na větší vzdálenosti musí být použity tzv. mezivysílače. Rychlost se pohybuje kolem 10Mb/s,v závislosti na frekvenci. Dochází k rušení změnou ročního období nebo i změnou počasí. Používá se například tam, kde není možné položit kabel. Na vyšší vzdálenosti než výše zmiňovaných 50km se používá troposférický spoj.

44

Družicové spoje (satelit links) - družice jsou zavěšeny ve výšce 36.000km nad rovníkem Přenosová pásma pro družice: ■

C-band 6GHz – 4GHz

■

KU-band 14GHz – 12GHz

Rychlost řádově v desítkách až stovkách Mb/s Dochází ke zpoždění řádově 100ms. Typy družic ■

pasivní – fungují jako odrážeče signálu, přijmou signál a pošlou ho dále, popřípadě ho zesílí

■

aktivní – obsahují transpondéry (převaděče signálu, frekvence), přijmou signál, jsou schopny ho frekvenčně posunout a pak ho poslat na jiný přijímač (samozřejmě v obou směrech)

44

Zdroj obrázku: http://www.earchiv.cz/a92/gifs/p206c112.gif

42

45

KONTROLNÍ OTÁZKY Otázka 1: Odhadněte efektivitu využití při použití optické sítě v domácím prostředí z hlediska vytížení média s ohledem na cenu. Svoje názory můžete vkládat do diskusního fóra k tomuto modulu. 5.5.4 Doporučené zdroje pro další studium  BUCHTA, Marek. Optické sítě 1.část. In: INTELEK: komponenty datových a telekomunikačních

sítí [online].

2012

[cit.

2013-04-03].

Dostupné

z:

http://www.intelek.cz/art_doc-D43CA150914A7FDAC1257AC9004B8530.html  PETERKA, Jiří. Optická vlákna. Earchiv.cz: archiv článků a přednášek Jiřího Peterky [online]. 1996 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: http://www.earchiv.cz/a96/a645k150.php3  POTŮČEK, Jan. Satelit nemusí být jenom televize, ale taky internet. Jak na něj?. In: DigiRoom.cz: průvodce digitální domácností [online]. 2009 [cit. 2013-0403]. Dostupné z: http://digiroom.digizone.cz/clanky/satelit-nemusi-byt-jenomtelevize-ale-i-internet/  Satellite

signals [online].

2013

[cit.

2013-04-03].

Dostupné

z:

http://www.satsig.net/ 5.5.5 Návrh úkolu k tomuto modulu Do odevzdávárny odevzdejte seminární práci na téma: c) bezdrátová (bluetooth, wifi, infraport, wi-max). Lhůta je jako obvykle jeden týden. 45

Zdroj obrázku: http://www.sonet.at/dsdsl-vpn/Bilder/satlynx-vpn_img_1.jpg

43

5.5.6 Návrh testových otázek k procvičování Kroucená dvojlinka se řadí mezi přenosová média a) metalická b) optická c) bezdrátová Koaxiální kabel se skládá z: a) splétaného vodiče, izolace, nosného stínění, foliového stínění b) foliového vodiče, izolace, nosného stínění, splétaného stínění c) nosného vodiče, izolace, foliového stínění, splétaného stínění Pomocí jakého typu signálu jsou přenášena data v optickém kabelu? a) světelný b) elektrický c) ani jedno z výše uvedených

5.6

Modul 6 – Přístupové metody

Šestý modul nese název "Přístupové metody". Obsahuje praktický úkol, na jehož splnění je opět lhůta 1 týden. 5.6.1 Úvodní slovo Milí studenti, tento týden se již budeme zabývat složitějším tématem, a to přístupovými metodami a jejich dělením. Po prostudování materiálů ale dostanete možnost si nové znalosti ihned vyzkoušet na praktickém úkolu, na jehož splnění máte jako obvykle 7 dní. 5.6.2 Klíčová slova Přenosové metody, přístupové metody, frekvenční multiplex, časový multiplex 5.6.3 Vlastní text studijního materiálu Dříve, než se pustíme do samotných přístupových metod, si objasníme základní přenosové metody. Dále se budeme věnovat dvěma nejčastějším přístupovým 44

metodám, a to frekvenčnímu multiplexu a časovému multiplexu. Nakonec se podíváme blíže na dělení přístupových metod. 1. Přenosové metody 1) Unicast = přenos dat od jednoho zdroje k jednomu cíli (požadavek na stažení souboru) 2) Broadcasting = přenos od jednoho zdroje k více uživatelům. Například přenos satelitních kanálů. 3)

Multicasting = komunikace pouze v rámci předem specifikované skupiny prvků.

46

KONTROLNÍ OTÁZKA Otázka 1: Najděte schéma páteřní sítě kteréhokoliv místního providera internetových služeb a určete typy použitých přenosových médií. 2. Přístupové metody Přístupové metody určují typ systému předávání dat mezi jednotlivými stanicemi (uživateli). Frekvenční multiplex Přiděluje více kanálů v rámci jednoho velkého přenosového pásma. Přenosové pásmo je rozděleno do různých od sebe oddělených rozsahů. Každý slouží k přenosu určitých informací.

46

Zdroj obrázku: http://miru.hk/wiki/PGM_casting.png

45

Časový multiplex Je to metoda, která zpřístupňuje komunikační kanál několik účastníkům součastně. Každý účastník má přidělen časový úsek, jehož doba trvání závisí na počtu účastníků, kteří potřebují vysílat a na prioritě účastníka. 2.1 Dělení přístupových metod A) Deterministické metody mají pevně určený přístup. Uzly ho získávají v předem určeném pořadí čímž je zaručeno, že každý uzel získá přístup do sítě. ■

centralizované (polling) pořadí, ve kterém získávají přístup, je dáno řídícím uzlem (serverem). V předem daném pořadí testují jednotlivé počítače v síti. Testování je prováděno formou výzev. Každý počítač je vyzván, jestli chce vysílat. Počítač vysílá pouze, je-li k tomu vyzván. Zasílání výzev provádí centrální počítač, zvaný controller.

■

decentralizované (token47 passing) pořadí, kde neexistuje žádný řídící uzel, ale přístup je dán fyzickým nebo logickým uspořádáním uzlů. Je zde využíván speciální paket, který se nazývá token k tomu, aby uzly mohly v síti vysílat. Vysílat může pouze ten uzel, který drží peška. Pešek je vytvořen při inicializaci sítě. Za vytvoření peška je zodpovědný souborový server, nebo jiná předem určená stanice. Vygenerováním peška jsou zahájeny síťové operace. Pešek je předáván podle předem dané sekvence (posloupnosti) pořadí. Pešek může být ve 2 tvarech: IDLE – dostupný nebo BUSY – obsazen (zaneprázdněný). Metoda předávání peška pracuje tak, že uzel, který obdrží peška typu IDLE a chce vysílat, označí ho jako BUSY a pošle peška s připojeným datovým paketem dalším uzlům. Datový paket je společně s peškem předáván z uzlu na uzel, dokud nedorazí k adresátovi. Příjemce potvrdí přijatý datový paket zasláním peška zpět odesílateli. Odesílatel uvede peška do stavu IDLE a předá dalšímu uzlu. Na síti je nutná přítomnost AM (active monitor) a jednoho nebo více pohotovostních monitorů SM (standby monitor). Úlohou AM je vygenerovat peška a sledovat jeho stav. V případě

47

token - pešek

46

ztráty nebo poškození aktivní monitor vygeneruje peška a obnoví provoz na síti. SM kontrolují AM, v případě poškození AM se jeden z SM stává AM a síť je opět funkční. B) stochastické (náhodné) metody jsou používány v sítích, kde jsou přenosy rozesílány všem, neboli každý účastník dostane informaci téměř ve stejný okamžik. Tedy chce-li uzel vysílat, zkontroluje linku, je-li linka obsazená, uzel čeká náhodně dlouhou dobu, než zkusí přístup znovu. Patří sem metody CSMA/CD a CSMA/CA. ■

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) je metoda takzvaného naslouchání nosné s detekcí kolizí. U této metody jako první získá přístup k síti uzel, kterému se podaří přistoupit k nečinné síti jako první. Princip této metody - pracuje tak, že odesílající stanice neboli uzel, který chce vysílat informace, nejprve naslouchá, jestli je na lince provoz, a pokud je linka obsazena, uzel počká náhodně dlouhou dobu a zkusí zkontrolovat linku znovu. Pokud je linka volná, začne vysílat svůj paket, který se šíří ke všem stanicím připojeným do sítě. Vysílací stanice sleduje, zda jsou na síti data, která poslala. Je možné, že na linku připojilo a začalo vysílat více uzlů současně a dojde ke kolizi. Každý uzel, který detekoval kolizi, zruší svůj přenos vysláním rušícího signálu – JAM signal / jam packet. Příjmová stanice tedy každý uzel kromě vysílajícího naslouchá, přijde-li kolizní paket, pak ho ignoruje. Není-li kolizní, zkontroluje cílovou adresu a data. Ta mohou být několika typů: 1.

pro tento uzel – uzel přečte data

2.

součástí broadcastu – data určená pro všechny uzly

3.

paket je součástí multicastu – přečte data

CSMA/CD má nejlepší výsledky tam, kde je pouze mírná síťová aktivita. Nejhorší výsledky jsou u sítí kde s velkým množstvím malých zpráv. CSMA/CD tedy najde využití především v sítích typu ethernet.

47

48

■

CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) aneb metoda naslouchání nosné s předcházením kolizím. U této metody je nutné dodržovat minimální rozestup mezi následujícími pakety přibližně 200 mikrosekund. Pracuje na principu naslouchání aktivity sítě. Pokud chce uzel vysílat, poslouchá aktivitu na sítí. Je-li síť obsazena, počká náhodně dlouhou dobu a pak se pokusí přistoupit k síti znovu. Pokud je síť volná, vyšle uzel signál RTS49. Vysílající uzel čeká na signál CTS50, kterým adresát odpoví na RTS. Pokud neodpoví do předdefinovaného časového intervalu, předpokládá se kolize. Po obdržení CTS signálu se zahájí přenos. V případě broadcastu je RTS signál obsahuje speciální adresu 255 (pro celý uzel/skupinu). Nečeká se na signál CTS a okamžitě začíná přenos. Tato metoda se využívá v sítích Apple MacIntosh.

48

Zdroj obrázku: https://learningnetwork.cisco.com/servlet/JiveServlet/showImage/2-17610358046/Untitled.png 49 Request To Send - žádost o vysílání 50 Clear To Send – volno pro vysílání

48

5.6.4 Doporučené zdroje pro další studium  KOVÁŘ, P. a V. NOVOTNÝ. Přístupové metody bezdrátových sítí. Access server [online]. 2008 [cit. 2013-04-03]. ISSN 1214-9675. Dostupné z: http://access.feld.cvut.cz/view.php?cisloclanku=2008100003  PETERKA, Jiří. Přístupová metoda Ethernetu. Earchiv.cz: archiv článků a přednášek Jiřího Peterky [online]. 1996 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: http://www.earchiv.cz/a97/a717k150.php3 5.6.5 Návrh úkolu k tomuto modulu Vypracujte návrh připojení k internetu (včetně návrhu fyzické topologie a nacenění) přes satelitní spoj. 5.7

Modul 7 – ISO/OSI

Modul „ISO/OSI“ se zabývá mezinárodním referenčním modelem ISO/OSI. Je ukončen nepovinným testem. Časová dotace je jeden týden. 5.7.1 Úvodní slovo V tomto posledním výukovém modulu se podíváme na mezinárodně uznávaný referenční model ISO/OSI. Tento model je využíván pro názornou ukázku principů a zákonitostí pro komunikaci v počítačových sítích. Celý modul je ukončen posledním cvičným testem, pomocí kterého se můžete připravovat na závěrečný test, který Vás čeká již příští týden. Z důvodu přípravy k závěrečnému testu nebude v tomto modulu žádný domácí úkol. 5.7.2 Klíčová slova ISO/OSI, vrstva, komunikace, protokol, přenos, data 5.7.3 Vlastní text studijního materiálu

1. ISO/OSI Dozvíte se jaké jsou základní principy sedmi vrstev mezinárodního modelu ISO/OSI, který je používán jako základní myšlenka systému komunikace 49

v počítačových sítích. Jedná se pouze o jakousi základnu, pomocí které jsou odvozovány a vytvářeny reálných síťových protokolů komunikace. ISO – International Organization for Standardization OSI – Open System Interconnection

■

mezinárodní standard pro organizaci lokálních sítí

■

popisuje způsoby, jak lze připojit různé zařízení za účelem vzájemné komunikace

■

má

sedmi-vrstvou

architekturu

definovanou

v

normalizačních

materiálech ISO ■

7 vrstev tvoří hierarchii (posloupnost) začínající fyzickým spojením na nejnižší úrovni a končící aplikacemi na nejvyšší úrovni

■

každá vrstva přijímá data od nižší vrstvy, upravuje je a předává data vrstvě vyšší

■

ke každé vrstvě přísluší rozhraní se sousedící vrstvou

■

odděluje síťový hardware a software

Přehled vrstev

51

Fyzická vrstva (physical layer) zajišťuje přenos jednotlivých bitů mezi příjemcem a odesílatelem. Zabývá se technickými, hardwarovými vlastnostmi

51

Zdroj obrázku: MCQUERRY, Steve. Authorized self-study guide: interconnecting Cisco network devices. 2nd ed. Indianapolis, Ind.: Cisco Press, c2008, xxv. ISBN 978-1-58705-462-4, s.40.

50

a délkou jednotlivých bitů a úrovní napětí. Pracuje s pasivními a aktivními prvky. Definuje typ síťové karty a přenosové médium. Linková vrstva (data link layer) se stará o bezchybný přenos celých bloků dat nazývaných rámce (frames). Musí rozeznat začátek a konec, včetně jeho jednotlivých části. Síťová vrstva (network layer) směruje přenášené pakety k jejich cíli a volí nejideálnější trasu přes mezilehlé uzly. Postupné předávání jednotlivých paketů od odesílatele k příjemci je podmíněno znalostí topologii sítě. Transportní vrstva (transport layer) vytváří přímé spojení mezi koncovými účastníky. Při odesílání dat sestavuje jednotlivé pakety, od kterých rozděluje (definuje) přenášená data. Na straně příjemce se skládá do původního tvaru. Relační vrstva (session layer) navazuje, udržuje a ruší relace mezi koncovými účastníky. Prezentační vrstva (presentation layer) se zabývá konverzí, kompresí a kódováním dat. Aplikační vrstva (aplication layer) pracuje s daty jednotlivých spuštěných aplikací a předává je nižším vrstvám. 1.1 Fyzická vrstva Fyzická vrstva může pracovat se dvěma typy přenosů dat. a) paralelní přenos (parallel transmission) je typ přenosu kdy jsou data přenášena po více bitech najednou, k čemuž je potřeba příslušný počet souběžných vodičů. Proto je tento typ málo používaný nehledě na jeho velkou chybovost. b) sériový přenos (serial transmission) je sice složitější, protože data jsou přenášena bit po bitu, kdy přenášíme celé znaky, ale více rozšířený pro jeho úspornost, kdy není potřeba tak velký počet jednotlivých vodičů. Sériový přenos se dále dělí na synchronní a asynchronní. U asynchronního sériového přenosu jsou jednotlivé znaky přenášeny s libovolnými časovými odstupy a prokládány 51

start a stop bity. U synchronního sériového přenosu jsou přenášeny celé bloky znaků. Datové bloky jednotlivých znaků následují ihned po sobě a nejsou prokládány start a stop bity. Začátek každého bloku je označován speciálními synchronizačními znaky, které slouží k synchronizaci odesílatele a příjemce.

52

1.2 Linková vrstva Využívá spojení vrstvy fyzické a z jednotlivých bitů vytváří bloky dat neboli rámce (frames), přenos rámců následně nabízí jako svou službu vrstvě síťové. Dále se stará o zabezpečení přenášených dat na fyzickém médiu jako služba detekce přijetí poškozených nebo neúplných dat případně proti odposlechu. To je zajištěno pomocí bezpečnostních kódů. Bezpečnostní kódy jsou dvojího typu: detekční a samoopravné. Po přijetí zprávy je odesílatel informován o přijetí dat příjemcem pomocí potvrzovacího kódu. Linková vrstva se dále dělí na dvě části. Nižší MAC a vyšší LLC část. MAC (Media Access Control) se zabývá řízením přístupu k přenosovému médiu neboli poskytuje přístup k fyzickému kódovacímu a přenosovému zařízení. Vyšší LLC (Logical Link Control) slouží jako rozhraní pro protokoly síťové vrstvy. Detekční kódy (Error-Detection Codes) umožňují pouze detekovat chybu. a) Parita (lichá / sudá) - přidává na konec přenosu jeden paritní (nadbytečný) bit o hodnotě 1 nebo 0. V případě liché parity je na konec rámce přidán bit tak, aby celkový počet jedničkových bitů byl lichý.

52

Zdroj obrázku: http://quatech.com/support/figures/comfig12.gif

52

b) Kontrolní součet (Checksum) provádí předem danou matematickou operaci, kde výsledkem je kontrolní součet o délce 1 či 2 bajtů, a ten se přidá na konec bloku. Příjemce vypočítá svůj vlastní zabezpečovací údaj a porovná jej s přijatým kódem. c) Cyklický kód (CRC – Cyclic Redundancy Code) se vytváří na začátku ještě před započetím přenosu kdy je vygenerován polynom53, na kterém jsou dohodnuti příjemce s odesílatelem a pomocí něj se vytvoří výsledné dva bajty, které jsou přidány na konec rámce. Příjemce si tedy na základě přidaného CRC kódu může přepočítat, zda jsou přijatá data správná. Samoopravné kódy (Self-Correction Codes) nám kromě detekce chyby umožňují i opravu chybně přeneseného znaku. Bezpečnostní kódy přenášejí více bitů než je k vyjádření znaku nutné (redundance). Samoopravný kód umožňuje opravu chyby v jednom bitu. Bežně tedy k 8 bitům můžeme dostat 5-6 bitů navíc. Potvrzovací kód informuje odesílatele, že příjemce po kontrole bezchybnosti přijal rámec. a) Jednotlivé potvrzování může mít tři stavy. Idle request (RQ), Stop a Wait RQ. Vysílající odešle rámec a čeká na reakci příjemce. Další rámec vyšle až po úspěšném přijetí a potvrzení původního rámce příjemcem. V případě chyby nebo nedojde-li potvrzení do určitého časového limitu znovu odešle poslední vyslaná data. Nevýhodou jednotlivého potvrzování je časově náročný přenos. b) Kontinuální potvrzování může být prováděno dvěma metodami a to se selektivním opakováním nebo potvrzováním s návratem. Potvrzování kontinuální vysílá nové rámce a nečeká na zprávu o jejich přijetí. Potvrzení o přijetí dat tedy dochází s časovým zpožděním. Při selektivním opakování se vysílá znovu pouze chybně přenesený rámec. Tato metoda je rychlejší než opakování s návratem. Její nevýhodou je ovšem velká kapacita bufferu54 na straně vysílajícího i příjemce. U opakování s návratem se vysílá chybně

53 54

Polynom – matematický výraz též mnohočlen Buffer – vyrovnávací paměť

53

přenesený rámec a po něm i všechny následující rámce, které mezitím již byly odvysílány. c) Sliding window označuje již odvysílané a potvrzené rámce. Šířka okénka je 4 rámce. To znamená že se bude vysílat po kladném potvrzení N+3. 1.3 Síťová vrstva Tato vrstva přenáší bloky dat neboli pakety. Nejdůležitější funkcí této vrstvy je směrování (routing). Síťová vrstva dále zajišťuje předávání jednotlivých paketů přes mezilehlé uzly na cestě k příjemci. Dále musí předcházet přetížení nebo také zahlcení sítě, řídit tok dat a dbát o nejrovnoměrnější využití prostředků při přenosu. Při vzájemném propojení 2 nebo více sítí zajišťuje nezbytné předávání paketů mezi sítěmi. Síťová vrstva nabízí dva typy přenosu dat CONS a CLNS. To vše je podmíněno směrovacími algoritmy pro určení ideální cesty dat. CONS (Conection-Oriented Network Services) jsou spojované síťové služby pracující s virtuálními okruhy (virtual calls, virtual circuits). Virtuální okruh předpokládá, že mezi zdrojem dat je na začátku vyslán speciální paket, který vytvoří logickou cestu, která je neměnná. Údaje o virtuálním spoji jako je například číslo virtuálního spoje se ukládají do tabulek uzlů (routovací55 tabulky) Odesílané datové pakety jsou označeny číslem virtuálního spoje. Výhodou virtuálních okruhů je, že každý uzel se o směru přenosu paketů rozhodne pouze jednou. Nevýhodou je pak statický charakter cesty, který nemusí být vždy přínosem. CLNS (Conection-Less Network Services) jsou nespojované síťové služby. Nespojovaný charakter mají pakety (datagramy), které jsou označeny adresou odesílatele, příjemce a není navázáno žádné přímé (trvalé) spojení k cíli. Jednotlivé pakety jsou doručovány nezávisle na ostatních. Během přenosu se v jednotlivých meziuzlech vytváří tabulky, které mají základní informace o topologii sítě. Výhodou nespojovaných služeb je jejich dynamický charakter. Směrovací algoritmy dělíme na dva typy, neadaptivní a adaptivní. Používají se oba typy v závislosti na použité topologii a typu sítě. 55

Route - cesta

54

Neadaptivní algoritmy (Non-adaptive Algorithm) nevyužívají informace dynamického charakteru (výpadky, změna topologie, ...), ale svá rozhodnutí, kterým směrem budou odeslána data staví na statickém (předem definovaném) charakteru. Před uvedení sítě do provozu jsou nastaveny potřebné informace zanesením do routovacích tabulek. Adaptivní algoritmy (Adaptive Algorithm) se dokáží přizpůsobit okamžitému stavu sítě. Adaptivní algoritmy můžeme dále dělit na několik tipů. ■

centralizované směrování (centralized routing) shromažďuje informace o stavu sítě v jednom bodě na základě znalostí skutečného stavu sítě.

■

izolované směrování (Isolated Routing) znamená, že uzel o nejvhodnější cestě rozhoduje sám za sebe na základě dat, které získá sám bez spolupráce s ostatními uzly.

■

metoda horké brambory (Hot-potato algorithm) pracuje s algoritmem, kdy se uzel snaží zbavit každého paketu co možná nejrychleji. Sleduje počet paketů, které čekají ve frontě na odeslání jednotlivými směry a nový paket zařadí do nejkratší fronty.

■

metoda

zpětného

učení

(Backward

Learning)

nutí

uzel,

aby

si do směrovacích tabulek poznamenával, ze kterého směru dostává pakety od jiných uzlů. Tím se uzel postupně se učí, kde se jiné uzly nalézají. Když pak potřebuje odeslat paket jinému uzlu, vyšle jej směrem, ze kterého paket dříve přijal. Aby bylo dynamické je potřeba po čase smazat tabulky. ■

záplavové směrování (Flooding) znamená, že přijatý paket je odeslán všemi směry, mimo ten odkud sám přišel.

■

distribuované směrování (Distrubuted Routing) předpokládá, že jednotlivé uzly si vyměňují informace o stavu sítě a podle nich volí příslušné cesty. Měřítkem je délka, která může určovat počet mezi uzlů, přenosovou rychlost, cenu za přenesená data, zpoždění při přenosu či délku výstupní fronty. Jedná se o nejpoužívanější typ směrování v sítí internet.

55

1.4 Transportní vrstva Hlavním úkolem transportní vrstvy je poskytovat efektivní přenosové služby své bezprostředně vyšší (tj. relační) vrstvě. Primárně se zabývá komunikací koncových účastníků. Standardně je spojení mezi 2 uzly transportní vrstvy realizováno pomocí jednoho sítového spojení. Pokud transportní spojení vyžaduje vyšší přenosovou kapacitu, než jakou dokáže zajistit jedno síťové spojení, může být jedno transportní spojení zajišťováno pomocí více spojení síťových. Transportní vrstva se pak stará o rozdělení přenášených dat mezi jednotlivá síťová spojení tak, aby bylo pro vyšší vrstvy transparentní. Může však nastat i opačný případ kdy je zapotřebí vytvořit více transportních spojení s relativně malými nároky na přenosovou kapacitu a tak může být vždy několik z nich realizováno prostřednictvím jediného síťového spojení. Kategorie přenosových služeb na úrovní síťové vrstvy A - bez chyb při přenosu paketů a bez výpadků spojení B - bez chyb při přenosu paketů, s výpadky spojení C - s chybami při přenosu paketů, s výpadky spojení 1.5 Relační vrstva je zodpovědná za přenos dat. Výchozí pakety jsou opatřeny pořadovým číslem, které je příjemcem ověřeno. Relační vrstva tedy zaručuje, že všechny pakety budou doručeny a poskládány ve správném pořadí. U odesílatele uchovává jednotlivé pakety do jejich potvrzení odesílatelem. Dále zajišťuje zotavení přenosu při ztrátě spojení. Udržuje spojení až do doby, kdy je přenos ukončen. Často zahrnuje i služby prezentační vrstvy. Relační vrstva řeší přenos ztracených dat, vkládáním kontrolních bodů (hlavní, vedlejší) do přenášených dat takzvaných checkpointů. Příjemci pak umožňuje, aby si na vysílajícím vyžádal návrat k zadanému kontrolnímu bodu a nové vyslání těch dat, která leží za tímto bodem. Úkolem relační vrstvy není si pamatovat přenášená data. Přes vedlejší kontrolní bod se vracet lze, přes hlavní nikoliv.

56

1.6 Prezentační vrstva Prezentační vrstva je šestou vrstvou modelu ISO/OSI. Jejím úkolem je transformovat (konvertovat) data to formátu příslušných aplikací. Aplikace totiž mohou běžet na rozdílných systémech. Dále je zde řešena otázka zmenšení (komprese) dat pro zajištěni rychlejšího a plynulejšího přenosu. Ve výsledku jsou data zakódována a předána vrstvě nižší (relační). 1.7 Aplikační vrstva Aplikační vrstva řeší přístup aplikace do sítě. Jejím úkolem je přenos souborů. Jedná se o části aplikací jako například elektronická pošta (Outlook) a jiné programy využívající síťové služby.

56

56

Zdroj obrázku: http://curriculum.netacad.net/virtuoso/servlet/org.cli.delivery.rendering.servlet.CCServlet/LMS_ID=CNA MS,Theme=ccna3theme,Style=ccna3,Language=en,Version=1,RootID=knetlcms_discovery2_en_41,Engine=static/CHAPID=null/RLOID=null/RIOID=null/theme/cheetah.html?cid =0500000000&l1=en&l2=none&chapter=intro

57

57

5.7.4 Doporučené zdroje pro další studium  LAMMLE, Todd. CCNA: výukový průvodce přípravou na zkoušku 640-802. Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2010. 928 s. ISBN 978-80-251-2359-1.  BERTSEKAS, Dimitri P a Robert G GALLAGER. Data networks [online]. 2nd ed. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, c1992, xix, 556 p. [cit. 2013-04-04]. ISBN 01-320-0916-1. 5.7.5 Návrh testových otázek k procvičování Co znamená zkratka CSMA? a) Carrier Sense Multiple Access b) Courier Sense Multiple Access c) Capacity Sense Multiple Access Která vrstva nepatří do ISO/OSI modelu: a) aplikační b) reliační c) linková

57

Zdroj obrázku: http://farm9.staticflickr.com/8530/8552060067_bbc5120178_o.gif

58

Která vrstva modelu ISO/OSI má na starosti směrování dat? a) transportní b) linková c) síťová 5.8

Modul 8 – Závěrečný modul

Modul 8 je závěrečným modulem, který bude obsahovat test, který bude hodnocen známkou, která bude pro žáky výstupem z celého kurzu. Podmínkou k připuštění je ovšem průběžné plnění úkolů. Test by měl být z poloviny složen z otázek, které si studenti procvičovali v průběžných testech a z poloviny z nových otázek, které učitel na základě studijních materiálů vytvoří. Vyučující také stanoví škálu bodování pro konkrétní známky a čas, po který budou moci studenti test plnit. Dále bude v tomto modulu obsažena závěrečná anketa, ve které by měl vyučující stanovit otázky tak, aby získal zpětnou vazbu o tom, zda kurz studentům vyhovoval. 5.8.1 Závěrečné slovo Vážení studenti, nyní jste se dostali do samotného závěru tohoto kurzu. Tento modul obsahuje online závěrečný test, za který budete hodnoceni známkou. Minimální počet bodů, který je nutné splnit, čas, který budete na test mít a další podrobnosti se dozvíte, pokud kliknete v osnově kurzu na aktivitu „Závěrečný test“. Pozor! Na test máte pouze jeden pokus, proto si jej prosím naplánujte v době, kdy Vás nebude nikdo rušit. Na jeho splnění máte přesně 1 týden. Po skončení testu prosím vyplňte závěrečnou anketu, kterou naleznete taktéž v osnově kurzu. Můžete v ní vyjádřit názor na tento kurz. Pomůžete tak k jeho dalšímu zdokonalení. Přeji zdárný průchod testem a mnoho úspěchů v dalším studiu.

59

6

Závěr

Tato bakalářská práce byla zaměřena na tvorbu podkladů k e-learningovému kurzu Základů datových sítí. Nejdříve jsem prezentoval základní pojmy z oblasti datových sítí, aby byl s nimi čtenář seznámen a lépe porozuměl praktické části práce. Dále jsem se věnoval teoretickému ukotvení pojmu e-learningu, a poté jsem se zaměřil na stavbu e-kurzů a na zásady jejich tvorby. Také jsem se zabýval pedagogickou stránkou e-learningu, a to především souvisejícími pedagogickými teoriemi, klasickými didaktickými zásadami a pedagogickými principy. Zde jsem se snažil objasnit použití různých zásad a principů v plánovaném e-learningu. Ve druhé části této práce jsem prakticky navrhnul osnovu, tedy stavbu 8 modulů e-learningového kurzu, zabývajících se učivem datových sítí pro střední odborné školy s technickým zaměřením. Součástí tohoto návrhu je celkem 6 studijních textů, které jsou doprovázeny kontrolními otázkami k procvičování, praktickými úkoly, klíčovými slovy, doporučenou literaturou a ukázkovými testovými otázkami, které mohou být využity pro závěrečný test. Ke každému modulu jsem také navrhnul úvodní slovo pro studenty a celý kurz jsem časově zasadil do harmonogramu školního roku. Nakonec jsem vytvořil jeden ukázkový modul v systému Moodle, který je přílohou této práce. Naučit studenty pracovat s elektronickými materiály se mi jeví jako stěžejní, nejen z důvodu primárního použití materiálů v elektronické formě na vysokých školách, ale hlavně z důvodu, že tento typ školení je dnes běžný v řadě společností se zaměřením právě na datové sítě.

60

Použité zdroje BERTSEKAS, Dimitri P a Robert G GALLAGER. Data networks [online]. 2nd ed. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, c1992, xix, 556 p. [cit. 2013-04-04]. ISBN 01320-0916-1. BRDIČKA, Bořivoj. Konektivismus - teorie a vzdělávání v prostředí sociálních sítí. In: Česká škola [online]. 2008 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://www.ceskaskola.cz/2008/09/borivoj-brdicka-konektivismus-teorie.html BOUŠKA, Petr. SAMURAJ-cz [online]. 2005 [cit. 2012-05-30]. Dostupné z: http://www.samuraj-cz.com/ CCNA Exploration 4.0: Network Fundamentals. Cisco Networking Academy [online]. 2007 [cit. 2012-05-30]. Dostupné z: http://curriculum.netacad.net/virtuoso/servlet/org.cli.delivery.rendering.servlet.CCServl et/LMS_ID=CNAMS,Theme=ccna3theme,Style=ccna3,Language=en,Version=1,RootI D=knetlcms_exploration1_en_40,Engine=static/CHAPID=null/RLOID=null/RIOID=null/index .html Co to znamená konstruktivistické učení a B-learning. Moodle server FP TUL [online]. 2008 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: https://moodle.fp.tul.cz/mod/book/view.php?id=8515&chapterid=19 Data (počítače). In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Data_(po%C4%8D%C3%ADta%C4%8De) FRANCISCI, Cyril, Milan KOVÁČIK a Ján HUDEC. Výkladový terminologický slovník elektronických komunikácií - 2013 (anglicko-slovenský a slovenskoanglický) [online]. 2013 [cit. 2013-03-24]. ISBN 978-80-970852-2-3. Dostupné z: http://www.vus.sk/iecd/new/Vyklad.asp? HRONÍK, František. Rozvoj a vzdělávání pracovníků. Vyd. 1. Praha: Grada, 2007, 233 s. ISBN 9788024714578.

61

Informační technologie. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Informa%C4%8Dn%C3%AD_technologie JŮVA, V. sen. & jun. Úvod do pedagogiky. Brno : Paido, 1997. ISBN 80-85931-39-7. KALOUSEK, Jiří a KLIMEŠ, Cyril. Datové komunikace 1. Vyd. 1. Orlová: Obchodní akademie Orlová, 2006 [i.e. 2007]. 75 s. Informatika v ekonomice v distanční formě vzdělávání na středních školách. ISBN 978-80-87113-13-4. KEARSLEY, Greg a Ben SHNEIDERMAN. Engagement Theory: A framework for technology-based teaching and learning. Greg Kearsley's web [online]. 1999 [cit. 201303-23]. Dostupné z: http://home.sprynet.com/~gkearsley/engage.htm KOVÁŘ, P. a V. NOVOTNÝ. Přístupové metody bezdrátových sítí. Access server [online]. 2008 [cit. 2013-04-03]. ISSN 1214-9675. Dostupné z: http://access.feld.cvut.cz/view.php?cisloclanku=2008100003 KVĚTOŇ, Karel. Základy e-learningu 2003. Praha: Karel Květoň, c2003, ii, 116 s. LAMMLE, Todd. CCNA: výukový průvodce přípravou na zkoušku 640-802. Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2010. 928 s. ISBN 978-80-251-2359-1. MAŇÁK, Josef. Alternativní metody a postupy. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 1997, 89 s. ISBN 8021015497. MAŇÁK, Josef a Vlastimil ŠVEC. Výukové metody. Brno: Paido - edice pedagogické literatury, 2003, 219 s. ISBN 8073150395. MCQUERRY, Steve. Authorized self-study guide: interconnecting Cisco network devices. 2nd ed. Indianapolis, Ind.: Cisco Press, c2008, xxv, 491 p. ISBN 978-1-58705462-4. MCQUERRY, Steve. Interconnecting Cisco network devices. 3rd ed. Indianapolis, Ind.: Cisco Press, c2008, xxii, 384 p. Self-study guide series. ISBN 978-1-58705-463-1.

62

MIKOLÁŠ, David. Vzdělávání v prostředí počítačových sítí aneb. In: Česká škola [online]. 2011 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://www.ceskaskola.cz/2011/10/davidmikolas-vzdelavani-v-prostredi.html ODVÁRKA, Petr. Základy počítačových sítí. Svět sítí: informace ze světa počítačových sítí [online]. 2000 [cit. 2012-05-30]. Dostupné z: http://www.svetsiti.cz/rubrika.asp?rid=17&tid=1 OURODA, Stanislav. Oborová didaktika. Vyd. 1. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2000, 117 s. ISBN 80-715-7477-5. PETERKA, Jiří. Co je čím … v počítačových sítích. Earchiv.cz: archiv článků a přednášek Jiřího Peterky [online]. 1996 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: http://www.earchiv.cz/i_coje.php3 STRYHAL, Tomáš. Studijní materiály pro předmět Informatika a výpočetní technika: Počítačové sítě [online]. 2010 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: https://sites.google.com/a/cgym-kh.cz/stryhal/kvarta/pocitacove-site VEJVODOVÁ, Jana. Metodická příručka pro autory on-line kurzů. Plzeň : Západočeská univerzita v Plzni, 2004. 41s. VEJVODOVÁ, Jana. Pravidla vedení on-line kurzu. In: Kompetentní učitel [online]. 2011 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: www.kompetentniucitel.cz/cms/get/file.php?id=306 Východiska. In: Moodle.org [online]. 2006 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://docs.moodle.org/archive/cs/Východiska What is Moodle?. Moodle [online]. 2012 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: https://moodle.org/about/

63

Přílohy Příloha č. 1: Ukázkový modul kurzu Datové sítě – soubor zálohy kurzu v aplikaci Moodle na CD

64