Tvorba obsahov pre e-learning PROJEKT REALIZOVANÝ S FINANČNOU POMOCOU ESF POČÍTAČOVÉ SIETE MULTIMEDIÁLNA UČEBNICA

Tvorba obsahov pre e-learning

PROJEKT REALIZOVANÝ S FINANČNOU POMOCOU ESF

POČÍTAČOVÉ SIETE MULTIMEDIÁLNA UČEBNICA

ZDRUŽENÁ STREDNÁ ŠKOLA DOPRAVNÁ MARTIN

Názov projektu: Kód projektu ITMS:

Tvorba obsahov pre e-learning (TOPeL) 11230100314

OBSAH: Obsah:......................................................................................................................................... 2 Počítačové siete .......................................................................................................................... 4 Stanovenie cieľov kapitoly:.................................................................................................... 4 Charakteristika sietí výpočtovej techniky .................................................................................. 5 Druhy počítačov v sieti .......................................................................................................... 5 Základné časti siete ................................................................................................................ 5 Dôvody zavádzania počítačových sietí .................................................................................. 6 ZÁKLADNÉ DRUHY POČÍTAČOVÝCH SIETÍ.................................................................... 8 Rozdelenie sietí podľa typov pripojených počítačov ............................................................. 8 Rozdelenie sietí podľa rozlohy............................................................................................... 8 Siete LAN........................................................................................................................... 9 Uloženie údajov v sieti LAN.............................................................................................. 9 Funkčné hľadisko sietí ........................................................................................................... 9 M u l t i p r o c e s o r o v é s y s t é m y .......................................................................... 9 Účel terminálových a počítačových sietí ............................................................................. 10 PREHĽAD KONFIGURAČNÝCH MODELOV.................................................................... 12 Definícia konfiguračných modelov ...................................................................................... 12 TOPOLÓGIA SIETE ............................................................................................................... 14 Stanovenie cieľov kapitoly:.................................................................................................. 14 Zbernicová topológia............................................................................................................ 14 Hviezdicová topológia.......................................................................................................... 15 Výhody hviezdicovej topológie: ...................................................................................... 15 Nevýhoda hviezdicovej topológie:................................................................................... 15 Kruhová topológia................................................................................................................ 15 Výhoda topológie: ............................................................................................................ 16 Nevýhoda: ........................................................................................................................ 16 Viacúrovňové topologické štruktúry.................................................................................... 16 METÓDY PRÍSTUPU............................................................................................................. 17 Stanovenie cieľov kapitoly................................................................................................... 17 CSMA/CD........................................................................................................................ 17 Token Ring....................................................................................................................... 18 Token Bus ........................................................................................................................ 18 HARDVÉR SIETE................................................................................................................... 19 Stanovenie cieľov kapitoly :................................................................................................. 19 Prvky hardvéru siete............................................................................................................. 19 Sieťová karta .................................................................................................................... 19 Spojovacie vedenie........................................................................................................... 19 Koaxiálny kábel................................................................................................................ 19 Krútená dvojlinka............................................................................................................. 20 Optický kábel ................................................................................................................... 21 Rozbočovače a zosilňovače.............................................................................................. 22 Rozbočovače .................................................................................................................... 22 Zosilňovače ...................................................................................................................... 22 TOPOLOGICKÁ ŚTRUKTÚRA SPOJOV............................................................................. 23 Stanovenie cieľov kapitoly:.................................................................................................. 23 Dvojbodový – priamy spoj ................................................................................................... 23 Mnohobodový spoj............................................................................................................... 23 Kruhový spoj – slučka.......................................................................................................... 23 2



7. RIADENIE KOMUNIKÁCIE ............................................................................................. 24 Stanovenie cieľov kapitoly:.................................................................................................. 24 Základné pojmy.................................................................................................................... 24 Rozsah riadenia ................................................................................................................ 24 Fázy komunikácie ............................................................................................................ 24 Komunikačné funkcie ...................................................................................................... 24 Komunikačný protokol..................................................................................................... 25 PREPÁJANIE V SIETI............................................................................................................ 26 Stanovenie cieľov kapitoly:.................................................................................................. 26 Prepájanie kanálov ............................................................................................................... 26 Výhody prepájania kanálov:............................................................................................. 27 Nevýhody prepájania kanálov:......................................................................................... 27 Princíp ukladania a odosielania............................................................................................ 28 Prepájanie správ ............................................................................................................... 28 Prepájanie správ má nasledovné nevýhody:..................................................................... 28 Výhody prepájania správ sú nasledovné: ............................................................................. 29 Prepájanie paketov ........................................................................................................... 29 Technika prepájania paketov má tieto výhody:................................................................ 30 Technika prepájania paketov má tieto nevýhody:............................................................ 30 Datagramová služba ......................................................................................................... 30 Služba virtuálnych spojov ................................................................................................ 30 Služby poskytováné sieťou ...................................................................................................... 32 Stanovenie cieľov kapitoly:.................................................................................................. 32 Záver......................................................................................................................................... 33

3



POČÍTAČOVÉ SIETE Stanovenie cieľov kapitoly: vysvetliť pojmy • •

počítačová sieť terminálová sieť

vymenovať druhy počítačov v sieti popísať základné časti siete uviesť dôvody zavádzania počítačových sietí povedať rozdiel medzi jednotlivými druhmi počítačových sietí vymenovať hľadiská delenia počítačových sietí pojmy • •

LAN siete Wan siete

povedať základné črty sietí • • • • • • • •

informačných tranzakčných spracovateľských komunikačných zmiešaných špecializovaných funkčne orientovaných mnohoúčelových počítačových

povedať charakteristické črty zadaného sieťového prvku nakresliť konfiguračný model zadaného sieťového prvku

4



CHARAKTERISTIKA SIETÍ VÝPOČTOVEJ TECHNIKY Počítače sa v súčasnosti v čoraz väčšej miere využívajú ako prvky zložitých systémov a prognózy naznačujú, že v budúcnosti tento spôsob využívania výpočtovej techniky bude prevažovať. Pretože štruktúra týchto systémov má sieťovú formu, tento charakteristický štruktúrny znak sa zaužíval pre ich označenie – „siete“. S vývojom výpočtovej techniky vyniklo niekoľko druhovsystémov, ktoré je možné zaradiť pod všeobecný názov siete výpočtovej techniky. Siete výpočtovej techniky tvoria rozličné konfigurácie programovateľných i neprogramovateľných zariadení prepojených pomocou niektorej formy diaľkového prenosu dát. Medzi takéto siete patria terminálové siete, počítačové siete, ale aj siete zberu, prenosu a distribúcie údajov, transakčné siete /systémy typu otázka-odpoveď/ atď. Terminálová sieť /TS/ je spojenie jedného počítača s viacerými koncovými zariadeniami – terminálmi pomocou diaľkového prenosu dát. Terminály umožňujú styk užívateľov s počítačmi. Podľa vzdialenosti terminálov sa rozlišujú lokálne /miestne/ TS, územne rozložené TS a globálne TS. Počítačová sieť /PS/ je vytvorená dvoma, alebo viacerými počítačmi, ktoré sú navzájom prepojené. Počítače si môžu navzájom vymieňať údaje, programy a riadiace informácie. Styk užívateľa so sieťou sa uskutočňuje prostredníctvom terminálov /zvyčajne PS obsahuje aj terminálové siete/.

Druhy počítačov v sieti Podľa funkcie rozlišujeme v sieti dva druhy počítačov: • •

pracovné stanice servery

Pracovná stanica slúži na spracovanie údajov používateľom. Je to vlastne samostatný počítač, ktorý je pripojený do siete a tak môže využívať jej služby. Server zabezpečuje chod siete. Realizuje funkcie siete a poskytuje ostatným používateľom svoje prostriedky (pamäťové miesto na svojich diskoch, tlačiarne, plotre...). Všeobecne môže byť v sieti ľubovoľný počet serverou a pracovných staníc. Ak je sreverov v sieti viac, môžu sa navzájom v poskytovaní služieb a prostriedkov doplňovať.

Základné časti siete Sieť pozostáva y nasledujúcich základných častí: • • •

hardvér, softvér, organizačné zabezpečenie.

5



Hardvér siete zahrňuje všetky technické prostriedky v sieti (počítače, tlačiarne, plotre, atď.). Pod hardvér sa zaraďujú aj prostriedky, ktorými je realizované vlastné prepojenie siete. Sú to hlavne sieťové adaptéry – sieťové karty, ktoré sa vkladajú do počítačov a zabezpečujú prenos údajov medzi počítačmi a spojovacie vedenie, ktoré zabezpečí prepojenie počítačov. Toto vedenie môže byť ľubovoľne dlhé. Pre krátke spojenia sa používajú káblové spoje, napr. koaxiálny kábel. Pre dlhšie spojenia sa dá použiť existujúca telefónna sieť. Pri vlastnej realizácií siete sa používajú aj prídavné zariadenia ako rozbočovače, zosilňovače signálu, modemy, atď. Sieťový adaptér – je programové vybavenie, ktoré v spolupráci s hardvérom siete zabezpečuje funkciu siete. U niektorých sietí je programové vybavenie veľmi rozsiahle a je realizované ako samostatný operačný systém, ktorý je uložený a pracuje na serveroch siete, zatiaľ čo na pracovných staniciach sa spúšťa len jeho malá časť v prostredí operačného systému počítača. Organizačné zabezpečenie siete zahŕňa opatrenia na zaistenie správy siete a súbor pravidiel správania sa používateľov pri používaní siete. Patrí sem zabezpečenie funkcie správcu siete, ktorý sa stará o chod a riadenie siete.

Dôvody zavádzania počítačových sietí Počítačové siete prinášajú v porovnaní so samotnými počítačmi niekoľko zásadných výhod. Najvýznamnejšie z nich sú: • • •

zdieľanie údajov, zdieľanie prostriedkov, zvýšenie spoľahlivosti systému.

Zdieľanie údajov je najvýznamnejší fakt pri zavádyaní počítačových sietí. Podstata zdieľania údajov je v tom, že potrebné dátové súbory môže spracovávať, používať viac používateľov súčasne. Je to umožnené tým, že dátové súbory sú uložené na serveroch siete a pripojení používatelia majú k nim prístup.ň Zdieľanie prostriedkov umožňuje pracovným staniciam spoločne používať prostriedky siete, ktoré sa nachádzajú nainštalované spravidla na serveri siete. Najčastejšie ide o zdieľanie diskov, využívanie tlačiarní, plotrov, atď.

6



Animácia Zvýšenie spoľahlivosti systému znamená ďalšiu výhodu, ktorú poskytujú siete. V súvislosti so zdieľaním prostriedkov je možné v prípade poruchy sieťovej tlačiarne nahradiť ju inou a systém môže plynule pracovať ďalej. Ak má používateľ svoje programy a údaje uložené na serveri, v prípade poruchy jeho pracovnej stanice môže v práci pokračovať na ktorejkoľvek stanici pripojenej k tomu istému serveru.

7



ZÁKLADNÉ DRUHY POČÍTAČOVÝCH SIETÍ Rozdelenie sietí podľa typov pripojených počítačov Podľa druhu počítačov použitých v sieti delíme siete na: • •

homogénne heterogénne.

Homogénne siete sú také, v ktorých všetky prepájané počítače súrovnakého druhu. V súčastnosti sú to najčastejšie siete osobných počítačov IBM PC a kompatibilných. Heterogénne siete môžu obsahovať viac druhov počítačov. Existujú siete, kde sú pripájané veľké sálovépočítače, minipočítače aj osobné počítače. Typickým predstaviteľom týchto sietí sú verejné dátové siete.

Rozdelenie sietí podľa rozlohy Z hľadiska rozlohy delíme siete na: • • •

lokálne, globálne, firemné WAN

Lokálne siete (LAN) sú také, pri ktorých vzdialenosti medzipočítačmi sú rádovo stovky metrov, resp. kilometrov. Väčšinou sa používajú v jednej, resp. viacerých blízkych budovách. Globálene siete (WAN) majú v podstate neobmedzenú rozlohu. Môžu spájať počítače na väčších územiach, napr. štátu, kontinentu, alebo aj na celom svete. Využívajú prostriedky pre diaľkový prenos údajov.

Animácia 8



Siete LAN Siete Lan sú homogénne siete realizované na báze osobných počítačov. Sú najrozšírenejším typon siete, lebo sú jednoduché a pomerne lacné.

Uloženie údajov v sieti LAN Uloženie údajov v sieti je možné dvoma spôsobmi: • •

client – to – server, Peer – to – peer.

Client – to – server sú siete, kde údaje sú umiestnené na serveri a na pracovných staniciach sa vykonáva len ich spracovanie. Všetky údaje sú uložené na jednom počítači, takže ich spracovanie a zálohovanie je jednoduché. V porípade poruchy pracovnej stanice môže používateľ v práci pokračovať na inej pracovnej stanici pripojenej k tomu istému serveru. Peer – to – peer sú siete, ktoré majú údaje uložené na všetkých počítačoch a žiaden z nich nie je dôležitejší ako druhý.

Funkčné hľadisko sietí Na siete je však možné sa pozerať aj z funkčného hľadiska. Potom je v prípade terminálových sietí namieste označenie S y s t é m pre diaľkové spracovanie. Pri počítačových sieťach sa vtedy hovorí o systéme pre rozdelené spracovanie. Od distribučného spracovania je potrebné odlišovať decentralizované spracovanie, ktoré predstavuje protiklad k centralizovanému spracovaniu. Pri decentralizovanom spracovaní sa spracúvajú dáta na mieste ich vzniku pomocou lokálného systému. V jednej organizácii môže byť takýchto systémov viac, napr. kancelárske počítače v administratíve, systém pre kontrolu projektovania v projekčnej kancelárii, minipočítač s bázou dát v informačnom stredisku a pod. Okrem terminálových a počítačových sietí existujú ďaľšie formy spojenia počítačov a to: • •

viacpočítačový systém, multiprocesorový systém.

V i a c p o č í t a č o v ý s y s t é m - počítačový komplex – toto označenie sa používa pre spojenie počítačov, ktoré sa nachádzajú v tesnej blízkosti, t. j. v jednej sále. Pre ich spojenie sa používajú rovnaké techniky ako pre spojenie jednotiek vlastného počítača. Počítače tvoriace komplex môžu byť z funkčného hľadiska navzájom prepojené rôznymi spôsobami.

Mul tiprocesorové systémy V multiprocesorových systémoch sú v sieťových štruktúrach navzájom prepojené procesory a operačné pamäti. Tieto systémy sú vysokovýkonné.

9



Účel terminálových a počítačových sietí Terminálové a počítačové siete sa realizujú za určitým konkrétnym účelom. Z hľadiska hlavnej funkcie, ktorú plnia, sa siete rozdeľujú na: • • • • •

informačné, transfekčné, sparacovateľné, komunikačné, zmiešané.

Informačným účelom slúžia siete pre prístup do báz dát, siete pre zber dát a systémy pre vyhľadávanie informácii. Spracovateľným účelom slúžia siete pre diaľkové dávkové spracovanie a siete pre interaktívne (konverzačnmé) využívanie počítača viacerými úžívateľmi. – výsledkové listiny Komunikačné siete slúžia hlavne na prenos správ. Zmiešané siete plnia viac funkcií, medzi ne možno zaradiť aj siete slúžiace na zber dát v reálnom čase a na riadenie výrobných procesov. Transakčné siete slúžia pre zabezpečovanie operácií v bankovníctve, obchode, pri rezervácí leteniek a pod. Pod transakciu sa rozumie jednoúčelové a preto jednoduché spracovanie, prípadne aj výber z banky dát. Transakcia sa skladá z požiadavky na spracovannie, vykonávanie príslušného (málo rozsiahlého) spracovania a z odoslania odpovede. Schématicky to znázor§uje nasledujúci obrázok. Počítačové siete môžu slúžiť väčšine z uvedených účelov a navyše umož§ujú prístup ku viacerým informačným alebo výpočtovým zdrojom. Ďalej umož§ujú výmenu dát a programov medzi počítačmi, čím je možné rozdeliť spracovanie medzi viaceré počítače /zdielanie záťaže/. Z hľadiska rozdelenia zdrojov, ktorými sú všeobecne dáta, programi sw a trechnické HW prostriedky poznáme tri typy počítačových sietí: • • •

Špecializované siete. Charakterizuje ich predovšetkým to, že množina programov je vopred daná. Užívatelia nemajú prostriedky pre vytváranie programov a spolupracujú so sieťou pomocou terminálov v dialógovom režime. Funkčne orientované siete. Obsahujú vyčlenené súbory programov, z ktorých každý je orientovaný na realizáciu určitej funkcie užívateľských služieb. Mnohoúčelové siete predstavujú najvšeobecnejší typ zložený z rôznych hlavných počítačov, ktoré spolupracujú medzi sebou. V týchto sieťach nie je nutné pevné spojenie uživaťeľských procesov s určitými hlavnými počítačmi v sieti. Ak sa na počítačovú sieť budeme pozerať z hľadiska prevádzky, rozlišujeme uzavreté siete a otvorené siete. V uzavretých sieťach je množina užívateľov ohraničená , napr. sú to len pracovníci určitej organizácie. Otvorené siete sú prístupné pri splnení určitých podmienok ľubovoľným osobám alebo organizáciám. Osobitné postavenie majú experimentálne siete, ktoré sú samé výskumným objektom. Pre základné úvahy

10



o štruktúre sietí je výhodné znázorniť si ich v zjednodušenej forme. Tomu slúžia tzv. konfiguračné modely.

11



PREHĽAD KONFIGURAČNÝCH MODELOV Základné úvahy o štruktúre sietí si vyžadujú ich znázornenie v zjednodušenej forme. Tomuto účelu slúžia konfiguračné modely. Sieťové prvky majú nasledovné grafické znázornenie: HP – hlavný počítač

ZBD – systém zberu dát

UP – uzlový počítač

KL - klávesnica

T – terminál

MUX – multiplexor

K – koncentrátor

DT – dávkový terminál

TRJ – terminálová riadiaca

PP – predradený počítač /front end processor/

jednotka

KRJ – komunikačná riadiaca jednotka

IT – inteligentný terminl

SP – medzisieťový počítač /gateway/

––– prepojenie na ďiaľku

==== prepojenie na blízko

Definícia konfiguračných modelov HP

- hlavný počítač predstavuje spracovateľský alebo informačný zdroj

UP

- uzlový počítač je minipočítač, ktorý plní komunikačné funkcie v uzle siete

T

- terminál je koncové zariadenie, je to prídavné zariadenie počítača umožňujúce styk s užívateľom a s počítačom v spriahnutom režime

K

- koncentrátor, zariadenie ktoré zlučuje správy a posiela ich do počítača cez jeden alebo niekoľko spojov s veľkým prenosovým výkonom

TRJ

- terminálová riadiaca jednotka, má funkciu koncentrovať správy, Terminály ktoré riadi, sú miestne

KL

- klávesnica

MUX

- multiplexor riadi prístup terminálov k počítaču, prepína ich na počítač. Túto funkciu vykonáva len technickými prostriedkami

PP

- predradený počítač spostredkúva prístup terminálov do hlavného počítača, osolobodzuje HP od obsluhy dátových spojov, riadenia terminálov, je to univerzálny minipočítač

12


KRJ


- komunikačná a riadiaca jednotka-technickými a programovými prostriedkami zabezpečuje funkciu prístupu k HP

SP

- medzisieťový počítač stykový-gateway zabezpečuje funkciu styku medzi dvoma sieťami s rozdielnou architektúrou

13



TOPOLÓGIA SIETE Stanovenie cieľov kapitoly: vysvetliť pojem topológia siete vymenovať základné typy topológií uviesť charakteristické črty zadanej topológie nakresliť schématické znázornenie zadanej topológie vysvetliť pojem viacúrovňová topologická štruktúra nakresliť schématické znázornenie zadanej viacúrovňovej topológie. Topológia siete charakterizuje spôsob, akým sú medzi sebou prepojené jednotlivé počítače siete. Je určená len použitým sieťovým hardvérom. Najbežnejšie typy topológií sú : • • •

zbernicová, hviezdicová, kruhová.

Zbernicová topológia Je charakteristická tým, že jednotlivé počítače siete sú pripájané na zbernicu. Zbernica je priame vedenie, ku ktorému sa pripájajú ostatné káble. Správa vysielaná ľubovoľnou stanicou sa šíri po celej zbernici a tak ju môže počítač, pre ktorý je určená, prijať. Správy určené iným staniciam bude ignorovať. Veľkou výhodou tejto topológie je, že porucha jednej stanice prevádzku na sieti neovplyvní. Ďalšou výhodou je jednoduhé pripojenie nových staníc. Nevýhodou zbernicovej topológie je, že pri prerušení kábla zbernice nemôže žiaden z uzlov ďalej komunikovať. V niektorých prípadoch môžu medzi sebou komunikovať oddelene uzly na dvoch častiach siete, na ktoré sa pôvodná sieť rozpadla.

Animácia 14



Hviezdicová topológia Je charakteristická tým, že jednotlivé počítače sú pripojené cez prvok siete – rozbočovač. Stredom topológie je tzv.centrálny koncentrátor (hub), ku ktorému sú jednotlivé uzly pripojené. Správy zo všetkých staníc sú posielané do koncentrátora a ten otvára (zatvára) a udržuje otvorenú (zatvorenú) logickú cestu k cieľovej stanici tak, aby nedochádzalo ku konfliktom medzi správami.

Animácia

Výhody hviezdicovej topológie: pri prerušení spojenia medzi stanicou a koncentrátorom nie je ovplyvnená činnosť ostatných staníc.

Nevýhoda hviezdicovej topológie: pri poruche koncentrátora je činnosť celej siete zastavená (sieť sa zbortila). Zapojenie do hviezdy: Schématické znázornenie:

Kruhová topológia Je charakteristická tým, že počítače sú prepojené do uzatvoreného kruhu. V tejto topológie sa správa šíri jedným smerom od počítača k počítaču až k počítaču cieľovému.

15



Animácia

Výhoda topológie: záruka maximálnej doby pre dosiahnutie spojenia medzi dvoma stanicami v sieti.

Nevýhoda: vyššia cena sieťových kariet, ktoré sú elektronicky náročnejšie. Schématické znázornenie: Zapojenie do kruhu:

Viacúrovňové topologické štruktúry Používajú sa v hierarchických sieťach, to znamená v sieťach s viacerými úrovňami kde je dané, ktorá úroveň je nadradená a ktorá je podriadená, t. j. ktorá je podsieťou danej siete. Sú to: • • • •

rozvetvená hviezdicová štruktúra rozvetvená kruhová sieť stromová štruktúra kombinovaná topologická štruktúra

Voľba konkrétnej topológie závisí od požiadaviek na funkčnú spoľahlivosť siete.

16



METÓDY PRÍSTUPU Stanovenie cieľov kapitoly vysvetliť pojem metóda prístupu vymenovať metódy prístupu v oblasti sietí LAN uviesť základné črty zadanej prístupovej metódy Metóda prístupu je súhrn pravidiel určujúci akým spôsobom budú uzly siete spolu komunikovať. V oblasti siete LAN sú využívané nasledujúce metódy prístupu: •

CSMA/CD,

•

Token Ring,

•

Token Bus.

Výber prístupovej metódy je rozhodujúci vo fáze budovania siete. Od voľby prístupovej metódy závisí výber hardvéru siete.

CSMA/CD Je metóda náhodného prístupu na prenosový kanál s detekovaním kolízie. V prípade, že počítač chce vyslať správu, chce získať prístup na prenosový kanál, žačne zisťovať stav obsadenosti prenosového kanála. Ak je kanál voľný, vyšle správu. Ak nie je voľný, vyčká a po čase opätovne zisťuje obsadenie kanálu. Problém nastane, keď je kanál voľný, ale súčastne začnú naraz vysielať dva uzly. Vzniká kolízia, ktorú vysielajúci uzol odhalí spätným počúvaním, vtedy prestane vysielať. A proces získania prístupu k prenosovému kanálu sa opakuje. Túto metódu využívajú siete so zbernicovou topológiou.

Animácia

17



Token Ring Podstatou tejto prístupovej metódy je odovzdávanie riadiacej značky, práva vysielať správu, medzi jednotlivými počítačmi. V prípade, že počítač obdrží právo ( riadiacou značkou ) vysielať a má správu pripravenú, tak je vyšle. Po odvysielaní odovzdá riadiacu značku ďalšiemu počítaču. Táto metóda je určená pre počítače s kruhovou topológiou.

Animácia

Token Bus Podstata metódy Token Bus je zhodná s metódou Token Ring. Rozdiel je v tom, že táto metóda sa používa pre topologiuzbernivovú resp. hviezdu, a je vopred určené poradie komunikujúcich, je dané, kto je predchodca a kto následník.

18



HARDVÉR SIETE Stanovenie cieľov kapitoly : vysvetliť pojem hardvér siete vymenovať prvky hardvéru siete popísať zadaný prvok hardvéru siete vymenovať stavebné prvky siete popísať zadaný stavebný prvok siete Hardvér siete tvoria technické prostriedky, ktorými je v sieti realizované fyzické prepojenie počítačov.

Prvky hardvéru siete Sieťová karta Je rozširujúca doska, ktorá sa zasúva do slotov na základnej doske počítača. Na zadnej stane má umiestnený jeden, alebo viac konektorov na pripojenie sieťového vedenia. Existuje niekoľko druhov sieťových dosiek a líšia sa medzi sebou hlavne nasledujúcimi vlastnosťami: • • • •

typ sieťového hardvéru, pre ktorý je karta určená, druh spojovacieho vedenia, ktoré možno ku karte pripojiť, topológia prepojenia, výkonnosť.

Voľba sieťovej dosky je závislá od použitého hardvéru, topológie siete a použitého vedenia.

Spojovacie vedenie Tvoria káble, ktorými sú navzájom poprepájané počítače v sieti a môže byť realizované rôznymi druhmi káblov. Najčastejšie sa používajú: • • •

koaxiálne káble, krútená dvojlinka, optický kábel.

Koaxiálny kábel Je najčastejšie používaný druh spojovacieho vedenia v oblasti siete LAN. Vyznačuje sa jednoduchým spôsobom pripájania, veľkou odolnosťou proti rušeniu elektromagnetickým poľom a priaznivou cenou.

19



Animácia

Krútená dvojlinka Je u nás málo používaný druh vedenia. Existuje v dvoch vyhotoveniach a to: • •

tienená krútená dvojlinka, netienená krútená dvojlinka.

Animácia: tienený skrútený pár

20



Animácia: netienený skrútený pár Netienená krútená dvojlinka je menej odolná voči rušeniu vonkajšími vplyvmi, preto sa používa len v menej náročných prostrediach.

Optický kábel Je najmodernejší druh spojovacieho vedenia. Je odolný voči elektromagnetickým vplyvom a vyznačuje sa vysokou prenosovou rýchlosťou. Jeho nevýhodou je, že je finančne nákladný a má náročný spôsob konektorovania. Spojovacie vedenia z hľadiska použitia a odolnosti voči vonkajším vplyvom rozdeľujeme na: • •

vonkajšie káble, používajú sa v prostredí s vonkajšími vplyvmi ako vlhkosť, teplota, mechanické pôsobenie, vnútorné, použiteľné na vedenia vo vnútri budov.

Animácia

21



Každý kábel musí byť zakončený konektorom. Existujú rôzne typy konektorov a ich použitie závisí od použitého druhu vedenia.

Rozbočovače a zosilňovače V rozsiahlych sieťach je nutné použiť ďalšie stavebné prvky a to: • •

rozbočovače zosilňovače.

Rozbočovače Slúžia na rozvetvenie vedenia do viacerých smerov. Medzi rozbočovače patrí napr. T – rozbočovač, slúžiaci na odbočenie z priebežného smeru vedenia napr. k pracovným staniciam.

Zosilňovače Zosilujú prichádzajúci signál, udržujú ho na potrebnej úrovni vo vedení celej siete. Funkcia rozbočovača a zosilňovača sa často zlučuje do jedného zariadenia. Rozoznávame niekoľko druhov týchto zariadení, líšia sa od seba množstvom a typom konektorov. Delíme ich na interné a externé. Interné sa zasúvajú do počítačov vo forme prídavnej dosky, externé existujú ako samostatné zariadenia.

22



TOPOLOGICKÁ ŚTRUKTÚRA SPOJOV Stanovenie cieľov kapitoly: vysvetliť pojem spoj vymenovať typy spojov objasniť význam zadaného typu spoja nakresliť schématické znázornenie zadaného typu spoja Spojom v terminológii počítačových sietí rozumieme logické prepojenie pracovných staníc medzi sebou v rámci počítačovej siete. V tomto zmysle definujeme: • • •

dvojbodové spoje, mnohobodové spoje, kruhové spoje.

Dvojbodový – priamy spoj Prepája dve stanice, dva body. Spojenie je okamžité, priame. Realizuje sa takto prepojenie: • • •

počítač s terminálom, počítač s počítačom, terminál s koncentrátom.

Znázornenie:

Mnohobodový spoj Chápeme ako paralelné pripojenie staníc napr. terminálov na prenosové médium /tlf. Vedenie , optický kábel, koaxiálny kábel/ Vhodným riadením komunikácie môžu komunikovať ľubovolné dvojice staníc, prípadne i viac ako dve stanice súčasne / obežník/.

Kruhový spoj – slučka Vytvára sériové spojenie staníc. Signál prechádza všetkými pripojenými stanicami jedným smerom (pri jednosmernom prenose). Sériové zapojenie znižuje spoľahlivosť, porucha jednej stanice znemožní prevádzku.

23



7. RIADENIE KOMUNIKÁCIE Stanovenie cieľov kapitoly: Vysvetliť základné pojmy • • • •

rozsah riadenia fáza komunikácie komunikačná funkcia komunikačný protokol

Základné pojmy Komunikácia v terminálových, ale najmä v počítačových sieťach je zložitý proces celý rad činnosti, ktoré musia byť riadené.

Rozsah riadenia rozlišujeme: • •

lokálne riadenia, týka sa dvojice staníc globálne, zahrňuje väčší počet staníc, ich vzájomnú spoluprácu a ovplyvňovanie.

Fázy komunikácie Komunikácia vyjadrená v časovom meradle sa volá komunikačný proces, ktorý delíme na fázy komunikácie. Sú to: • • • •

fáza otvorenia prenosu, fáza prenosu, fáza ukončenia prenosu, pokojová fáza.

Animácia

Komunikačné funkcie Rozdelenie priebehu komunikácie na fázy umožňuje rozlíšiť rôzne skupiny činností vykonávané v rámci riadenia komunikácie. Pre skupiny takýchto činností sa zaviedol názov komunikačné funkcie.

24



Patrí sem funkcia: • • •

otvorenia procesu, výmeny dát, zrušenie procesu.

Komunikačný protokol Je súhrn presne definovaných pravidiel, podľa ktorého prebieha komunikácia.

25



PREPÁJANIE V SIETI Stanovenie cieľov kapitoly: vymenovať principiálne rozdelenie sietí podľa typu prepájania vysvetliť princíp zadaného typu prepájania vymenovať výhody zadaného typu prepíjania vymenovať nevýhody zadaného typu prepájania objasniť pojem paket objasniť pojem datagram objasniť podstatu služby virtuálnych spojov V sieťach, kde prechádza údajový spoj cez niekoľko uzlov, vyžaduje sa zaviesť v uzloch siete prepájanie. Podľa princípu, na ktorom je prepájanie založené, sa rozlišujú siete: • • •

s prepájaním kanálov, s prepájaním správ, s prepájaním paketov.

Prepájanie kanálov Princíp prepájania kanálov spočíva v tom, že sa v sieti podľa požiadavky uživateľa /účastníka/ vytvorí dočasný fyzický spoj /okruh/ medzi dvomi stanicami a po tomto spoji sa uskutočňuje prenos dát podľa zadaných pravidiel. Princíp prepájania kanálov sa používa v sieťach pre prenos: • •

analógových signálov /telefónne, telegrafné siete/, vktorých sa pri prenose dát musia používať meniče signálov, číslicových signálov /verejné dátové siete/.

V obidvoch prípadoch sú to siete, ktoré zriaďuje správa spojov a poskytuje ich užívateľom prenosu dát. Prevádzka sa uskutočňuje podľa pravidiel, ktoré stanoví správa spojov.

26



Animácia

Výhody prepájania kanálov: vytvorenie fyzického prepojenie po dobu spojenia

Nevýhody prepájania kanálov: kvalita spoja závisí od jeho najhoršieho úsekum, vytváranie spojenia je síce automatické /len v niektorých prípadoch aj manuálne/, ale dohľad a riadenie pri vytváraní spoja musí vykonávať úžívateľ, v prípade neúspechu musí užívateľ celú operáciu opakovať. Pritom pod neúspešným vytváraním spoja sa rozumie nielen nemožnosť vytvoriť spoj pre preťaženosť ústredne, ale i z dôvodu neúčasti volaného účastníka alebo pri poruche jeho stanice, po dobu spojenia sú spoje blokované pre ostatných účastníkov aj v prípade, kedy sa nevyužívajú efektívne. Uvedené problémy je možné redukovať použitím pevných prepožičaných spojov, ktoré môžu byť spoločne využivané formou multiplexovania. Čislicové spoje umožňujú v porovnaní s analógovými dosiahnuť podstatne vyššie rýchlosti prenosu dát a veľké rýchlosti prepájania kanálov. Používajú sa v nich elektronické ústredne, ktorými sa dosahujú veľmi krátke prepájacie časy, čo umožňuje prekonať väčšinu nevýhod uvedených vyššie.

27



Princíp ukladania a odosielania Princíp ukladania a odosielania /store and forward/ spočíva v tom, že dáta sa vyšlú do siete ako blok, v uzloch sa uklada jú do pamäte a znovu vysielajú určenými úsekmi prenosovej cesty k cieľu. Vysielaná informačná jednotka musí obsahovať adresu príjemcu. Aby sa zabezpečilo udržanie integrity dát, vysielajúci uzol musí podržať kópiu správy, pokiaľ jej príjem nie je potvrdený prijímacím uzlom. Uvedený princíp je aplikovaný dvomi spôsobmi: • •

prepájaním správ, prepájaním paketov.

Prepájanie správ V sieťach s prepájaním správ preberie sieť od účastníka celú správu a ten sa o ňu ďalej nemusí starať. Pretože sieť spracováva správu ako celok, správa musí mať vopred stanovený formáť, ktorý obsahuje záklavie a vlastný text. Každá správa vstupuje do siete s adresou príjemncu uvedenou v záklaví a na princípe „ukladania a odosielania“ postupuje cez uzly siete. Sieť zaručuje, že sa správa po určitej dobe dostane do cieľa, t. j. sieť poskytuje listovú službu.

Animácia

Prepájanie správ má nasledovné nevýhody: užívateľ nemá zaručené, za akú dobu bude správa doručená, čo úplne znemožňuje interaktívnu prácu, s narastajúcou dĺžkou správ neúmerne rasú požiadavky na kapacitu pamäti v uzloch a zhoršuje sa výkonnosť prenosového systému.

28



Výhody prepájania správ sú nasledovné: využitie spojov, ich prenosovej rýchlosti je väčšie, ako pri prepájaní kanálov, sieť si vie poradiť s rýchlostnou a kódovou nekompatibilitou, správy môžu byť doručené účastníkovi podľa určitého poriadku, čím je možné vytvoriť jednoduchý prioritný systém.

Prepájanie paketov V sieti s prepájaním paketov sa prenášajú dátové bloky vhodnej dĺžky, tzv. pakety. Dlhé správy sa rozdeľujú do paketov zvyčajne ešte pred vstupom do podsiete diaľkového prenosu dát. Pakety majú väčšinou rovnakú dĺžku. Je možné ich vysielať nielen postupne za sebou, ale aj simultánne rôznymi smermi, ak medzi zdrojovým a cieľavým uzlom existuje niekoľko prenosových ciest. Tým však pribúda nový problém – usporiadanie obsahov paketov, t. j. ich dátových častí /fragmetov/ do pôvodne vyslanej správy. Tomu slúžia organizačné dáta, t. j. záhlavie, ktoré je v každom pakete predradené vlastnej čiastkovej správe /textu/. Záhlavie sa skladá napr. z ukazovateľa typu kódu /riadiace dáta/, poradového čísla spoja, poľa adresy zdroja správy, poľa adresy adresáta správy.

Animácia Prijatie paketu potvrdzuje uzol, ktorý ho prijal, vysielajúcemu uzlu tým, že mu pošle späť paket typu POTVRDENIE PRÍJMU. Tento má krátky formát, obsahujúci iba ukazovateľ typu kódu a poradové číslo spoja. Sieť s prepájaním paketov môže poskytovať dva druhy služieb: • •

datagramovú službu službu virtuálnych spojov. 29



Technika prepájania paketov má tieto výhody: rýchlejší prenos, sieť je zdieľaná dynamicky, potrebné malé kapacity vyrovnávacích pamätí v uzloch.

Technika prepájania paketov má tieto nevýhody: Jedinou vážnejšou nevýhodou je, že záhlavie je teraz pri každom pakete, jeho „celková dĺžka“ sa voči celkovému textu správy zväčšila.

Datagramová služba Podsieť diaľkového prenosu dát, poskytujúca datagramovú službu, prijíma a odovzdáva jednotlivé pakety, ktoré sa v tomto prípade nazývajú datagramy. O rozklad správy a to jej zloženie po prenesení spríslušných paketov sa musia postarať sami užívatelia /účastníci/ podsiete. Pakety prenášané medzi dvojicami účastníkov môžu byť prenášané po rôznych cestách, a to aj vtedy, ak patria k jednej správe.

Animácia

Služba virtuálnych spojov V rámci služby virtuálnych spojov sa vytvorí logický kanál medzi zdrojovým a cieľovým uzlom a každý paket sa posiela k príslušnému cieľu, pričom sieť zaručuje zachovanie poradia prenesených paketov.

30



Animácia

31



SLUŽBY POSKYTOVÁNÉ SIEŤOU Stanovenie cieľov kapitoly: vymenovať služby poskytované sieťou objasniť podstatu zadanej služby siete Každá sieť poskytuje používateľom istý okruh služieb, ktoré vychádzajú zo základných výhod použitia site. Sú to služby: • • • • • • • • • •

podávanie správ, prenosy súborov, konverzácia medzi používateľmi site, zdieľanie súborov, tlač na zdieľaných tlačiarňach, vzdialené zavádzanie operačného systému, ochrana údajov, účtovanie služieb siete, spojenie s inými sieťami, práca na vzdialenej stanici.

Podávanie správ umožňuje používateľom siete navzájom medzi sebou komunikovať. Umožňuje prenos jednoriadkovej správy a jej zobrazenie na obrazovke aj v prípade spustenia aplikačného programu u adresáta. Do tejto služby patrí aj elektronická pošta, ktorá umožňuje prijať správu aj u neaktívneho adresáta. Tento si správu prečíta po prihlásení sa do site. Prenos súborov umožňuje prenášať súbory medzi počítačmi v sieti. V sieťach Clien - to server je prenos možný len medzi serverom a pracovnou stanicou, alebo medzi dvoma servermi. V sieťach Peer – to – peer je tento prenos možný len, keď sa pracovná stanica pre ostatné stanice dočasne serverom. Konverzácia medzi použivateľmi siete umožňuje v sieti zorganizovať tzv. konferencie, čo je vlastne bezprostredná vzájomná komunikácia niekoľkých používateľov. Zdieľanie suborov umožňuje viacerým používateľom prácu stými istými súbormi, avšak nie súčastne v tom istom čase. Tlač na vzdialených tlačiarňach umožňuje tlač na „sieťových“ tlačiarňach, to znamená, že režim tlače môže používať aj používateľ, ktorý na svojej pracovnej stanici nemá prepojenú tlačiareň. Použije tlačiareň servera, alebo inej stanici. Vzdialené zavádzanie operačného systému umožňuje zaviesť operačný systému umožňuje zaviesť operačný systém do pracovnej stanice z inej tanice v sieti, napr. vtedy, keď táto nemá pevný disk, alebo disketovú mechaniku. Ochrana údajov umožňuje yískať informácie o využívaní siete používateľmi, účtovať poplatky za služby poskytované sieťou. Spojenie s inými sieťami ponúka pripojenie k iným sieťam. Práca na vzdialenej stanici umožňuje používateľovi zo svojej pracovnej stanici riadiť prácu inej stanice.

32



ZÁVER Cieľom mojej práce bolo vypracovať vo forme základného učiva odbornú príručku z oblasti POČÍTAČOVÝCH SIETI. Príručka ma slúžiť ako študijný material pre žiakov tretieho ročníka SOUŽ odbor MECHANIK, maturitný odbor, na predmete AUTOMATIZÁCIA. Obsah náplň predstavuje náplň modulu POČITAČOVÉ SIETE a je v súlade s náplňou tohto materialu. Študijný materiál je rozčlenený na jednotlivé kapitoly tvoriace informačné celky. Každá kapitola má v záhlaví stanovené ciele, ktorým je podriadený celý ďalší obsah kapitoly. Ciele sú stanovené tak, aby od osvojenia jednotlivých pojmov, vzťahov a zákonitosti žiakovo snaženie plynuje prechádzalo k objasneniu zásad činnosti a postupov. Spĺňajú teda požiadavku konzistentnosti, podriadenosti nižších cieľov výšším. Formulácia ciešov, ako aj obsahová náplň spĺňa požiadavku primeranosti, t. j. základné učivo ja sprístupnené žiakom formu rešpektujúcou možnosti a výkladu, z hľadiska logického prístupu od jednoduchšieho k zložitejšiemu, od vysvetlenia pojmov k objasneniu súvislostí až k aplikácií poznatkov. Ciele jednoznačne vyjadrujú aké výkony má žiak dosiahnúť, aké vedomosti a zručnosti si osvojiť. Napriklad nakresliť schématické znázornenie dvojdobého spoja, vymenovať rozdelenia sietí podľa rozlohy atď. Splnenie požiadaviek stanovených cieľmi je kontrolovateľné, t. j. je možné rozhodnúť či bol alebo nebol cieľ dosiahnúť. Napríklad vyhodnotenie nakreslenej topologickej štruktúry zadnej siete, vyhodnotenie vymenovaných nevýhod zadaného typu prepájania, atď. Formulaácia cieľov je realizovaná tak, aby ich splnenie pokrývalo rôzne učenia sa, t. j. je rešpektovaná taxtómia cieľov vyučovacieho procesu. Napríklad vymenovanie metód prístupy k siete LAN, nakreslenie topologie siete, obsnenie podstaty služby virtuálnych spojov. Obsahová náplň zaručuje dosiahnutie stanovených cieľov. Ciele spĺňajú požiadaky vyučovacieho procesu. Moja záverečná práca koncipovaná formu základného učiva je článok spájajúcim teoretickú vužbu v škole a praktickú výučbu na realizovanej počitačovej siete u prevádzkovaeľa, ktorý je zároveň naším partnerom pri zabespečení odbornej praxe žiakov SOUZ. Táto skutočnosť je hlavným prínosom práce. Odstraňuje základné neznalosti problematiky v oblasti počitačových sieti. Na odborných základoch uvedených v tomto materiáli je možné stavať v ďalšom, či už v priebehu odbornej praxe u prevádzkovateľa, ale aj v osobnom rozvoji absolventa školy v jeho prvom zamestnaní. Profesia správcu počitačových sietí je dnes profesiou žiadanou a aj príťažlivou. Vedomosti získane študio tohto materialu, rozšírené konkrétnou živateľskou príručkou konkretnej počitačovej siete sú dostatočnými vedomosťami pre každého bežného uživateľa počitačových sietí. Verím, že prínos mojej záverečnej práce bude prínosom aj pre absolventov našej školy a napomôže im pri uplatnení sa na trhu práce.

33

Tvorba obsahov pre e-learning PROJEKT REALIZOVANÝ S FINANČNOU POMOCOU ESF POČÍTAČOVÉ SIETE MULTIMEDIÁLNA UČEBNICA

Recommend Documents