Počítačové siete a ich modely Úvod do programovania a sietí Počítačové siete a ich modely © 2016

Komunikácia (jazykovedne) je sprostredkovanie informácií, väčšinou v podobe hovoreného alebo písaného slova. V informatike – údajová komunikácia: diaľkový prenos údajov oboma smermi a ich spracovanie pomocou počítačov. Diaľkový prenos : vysielanie a prijímanie údajov medzi koncovými zariadeniami Počítačové siete a ich modely

Typy prenášaných údajov: text, hlas, video, ostatné údaje. Komunikačný proces klasifikujeme podľa: spôsobu komunikácie (interaktívne, neinteraktívne), času potrebného na výmenu údajov, toho, či ide o jednosmernú alebo obojsmernú výmenu informácií Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Súhrnné označenie technických a programových prostriedkov, pomocou ktorých je realizované ich vzájomné prepojenie. Umožňuje používateľom komunikaciu podľa stanovených pravidiel. Počítačové siete a ich modely

Výhody počítačových sietí: zdieľanie údajov (dátové súbory uložené na serveroch), zdieľanie prostriedkov, zvýšenie spoľahlivosti systému. Vývoj počítačových sietí: proprietárne systémy (SNA - IBM, DECNet,a pod.), prepojenie rôznych sietí (Internetting project - MO USA), zavedenie štandardov sietí, otvorené systémy – dodržiavajú štandardy. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Štandardy Štandardizujúce organizácie: ISO založená 1947 (International Organization for Standardization) v Ženeve IEEE-SA založená 1963 (Institute of Electrical and Electronic Engineers – Standards Association) - USA Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Základné pojmy uzol siete (node) – zariadenie vybavené sieťovým rozhraním, hostiteľský počítač (host), prenosové médium, prenosová cesta (prenosová linka, trasa) – prepojenie dvoch staníc, architektúra siete – definuje vnútornú štruktúru riadenia komunikácie spolu s technickými a programovými prostriedkami, topológia siete - definuje priestorové rozloženie siete a spôsob prístupu k prenosovému médiu. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Referenčný model OSI OSI – Open Systems Interconnection (ISO 7498 – začiatok 80-tých rokov) Definuje jednotnú architektúru siete. ( štruktúra riadenia komunikácie, programové a technické prostriedky) Hierarchický, skladá sa zo siedmich vrstiev: fyzická spojová (linková) sieťová transportná relačná prezentačná aplikačná Počítačové siete a ich modely

Výhody hierarchického modelu jasná formulácia funkčnosti vrstiev, rozčlenenie funkcií siete do vrstiev – menšia zložitosť sieti, konštrukčný základ pre návrh sieťových produktov, zvýšenie miery spolupráce medzi odlišnými sieťami, jednoduchšie riešenie problémových situácií, zvyšuje rýchlosť rozvoja sieťového odvetvia. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Protokoly a rozhrania Komunikačný protokol je súbor pravidiel, formátov a procedúr pre komunikáciu medzi rovnocennými vrstvami na rôznych uzloch, Rozhranie definuje spôsob spolupráce dvoch susedných vrstiev na tom istom uzle, Protokolové údajové jednotky (PDU) sú údaje prenášané medzi uzlami siete na báze komunikačných protokolov. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Referenčný model OSI Odosielanie – enkapsulácia (zapúzdrenie), prijímanie – dekapsulácia (odpúzdrenie). Počítačové siete a ich modely

Protokolové údajové jednotky fyzická vrstva prenáša reťazce bitov, spojová vrstva prenáša rámce (frames), sieťová vrstva prenáša pakety, transportná vrstva prenáša segmenty (T-PDU), relačná vrstva prenáša správy (R-PDU), prezentačná vrstva prenáša správy (P-PDU), aplikačná vrstva prenáša správy (A-PDU). Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Rozdelenie vrstiev Sieťovo závislé – fyzická, spojová, sieťová; ich funkcie závisia od konkrétnej siete, Sieťovo nezávislé – transportná, relačná, prezentačná, aplikačná; ich funkcie nezávisia od konkrétnej siete. Počítačové siete a ich modely

Funkcie vrstiev modelu OSI Fyzická vrstva: poskytuje služby spojovej vrstve, zabezpečuje sériový prenos bitov medzi dvoma uzlami, zaoberá sa elektrickými a mechanickými charakteristikami prenosového média, kódovaním signálu, špecifikáciami konektorov, prenosového napätia a pod., poskytuje nezabezpečené spojenie dvoch priamo prepojených uzlov (nerieši chyby). Počítačové siete a ich modely

Funkcie vrstiev modelu OSI Spojová vrstva: využíva služby fyzickej vrstvy a poskytuje služby sieťovej vrstve, zabezpečuje prenos rámcov spolu s fyzickým adresovaním, obsahuje definície štandardov lokálnych sietí, zabezpečuje detekciu chýb, riadi tok údajov medzi dvoma uzlami, aby nedošlo k uviaznutiu prenosu, počíta kontrolný súčet (CRC-cyclical redundancy check, FCS-frame check sequence). Počítačové siete a ich modely

Funkcie vrstiev modelu OSI Sieťová vrstva: využíva služby spojovej vrstvy a poskytuje služby transportnej vrstve, zabezpečuje prenos paketov, zabezpečuje logické adresovanie, zabezpečuje smerovanie v sieti, t.j. stanovenie vhodnej trasy, je jedinou vrstvou, ktorá „vidí“ topológiu siete, môže riadiť tok údajov a zabezpečiť prenos voči chybám. Počítačové siete a ich modely

Funkcie vrstiev modelu OSI Transportná vrstva: využíva služby sieťovej vrstvy a poskytuje služby relačnej vrstve, zabezpečuje komunikáciu medzi dvoma procesmi, poskytuje služby piatich tried: trieda 0 – len vytvorenie spojenia, prenos údajov. trieda 4 – aj riadenie toku údajov, zabezpečenie prenosu voči chybám, segmentovanie a desegmentovanie. Počítačové siete a ich modely

Funkcie vrstiev modelu OSI Relačná vrstva: využíva služby transportnej vrstvy a poskytuje služby prezentačnej vrstve, vytvára, udržiava a ruší logické spojenia – relácie, riadi komunikáciu medzi dvoma aplikáciami na rôznych počítačoch a dátovými prúdmi zabezpečuje vkladanie bodov návratu do dlhých správ. Počítačové siete a ich modely

Funkcie vrstiev modelu OSI Prezentačná vrstva: využíva služby relačnej vrstvy a poskytuje služby aplikačnej vrstve, zaoberá sa vnútornou reprezentáciou údajov a ich konverziou, aby boli zrozumiteľné pre obe strany, zabezpečuje kompresiu, dekompresiu a šifrovanie správ. Počítačové siete a ich modely

Funkcie vrstiev modelu OSI Aplikačná vrstva: využíva služby prezentačnej vrstvy, sprístupňuje sieťové služby koncovým používateľom – aplikačným procesom, zabezpečuje používateľské rozhranie k sieťovým službám. Predstavuje okno na prípravu a odosielanie dát po sieti. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Elementárne operácie Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Typy služieb Tri dvojice typov služieb: so spojením / bez spojenia (telefón/list), (connection oriented / connectionless) s potvrdením / bez potvrdenia, (confirmed / unconfirmed) spoľahlivé/ nespoľahlivé. (reliable/ unreliable) Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Prepojovacie prvky Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Prepojovacie prvky na fyzickej vrstve: opakovač (repeater) rozbočovač (hub) na spojovej vrstve: most (bridge) prepínač (switch) na sieťovej vrstve: smerovač (router) na úrovni sieťovo nezávislých vrstiev: brána (gateway) Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Opakovač a rozbočovač Opakovač: spája dva segmenty siete, zosilňuje a regeneruje signál, nezávisí na protokoloch, môže mať 2 časti vzdialené niekoľko km, nemá pamäť. Rozbočovač: (koncentrátor) multiportový opakovač (koncentrátor), môžu byť: pasívne, (neregenerujú signál, bez napájania) aktívne, inteligentné. (mikroprocesor – diagnostika atď.) Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Most a prepínač Most: spája dve rovnaké lokálne siete, logicky oddeľuje dva segmenty siete na základe fyzickej adresy (MAC), prepúšťa len tie rámce, ktorých adresát je v príslušnom segmente, dávkový princíp (Store and Forward), môže mať 2 vzdialené častí (desiatky km). Prepínač: multiportové mosty, môžu pracovať na spojovej aj sieťovej vrstve. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Smerovač Smerovač: spája rôzne lokálne siete, odovzdáva pakety medzi rôznymi segmentami po prepojených sieťach, zabezpečuje smerovanie v sieti, spravuje smerovacie tabuľky. Smerovacie tabuľky: statické, dynamické – kontrolujú priechodnosť trás. Metrika: logická vzdialenosť medzi uzlami meraná v počte skokov z uzla na uzol Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Príklad smerovania Počítačové siete a ich modely

Brána – konvertor protokolov konvertuje protokoly, spája dve rôzne siete, ktoré sa líšia protokolmi aj spôsobom prevádzky, slúži ako jediné spojenie siete s vonkajším svetom. Počítačové siete a ich modely

Realizácia fyzickej vrstvy Prenosové médiá: metalické káble, optické káble, bezdrôtové spojenia. Metalické káble: koaxiálne káble krútená dvojlinka. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Koaxiálne káble hrubý ethernet thicknet 10BASE5 prenosová rýchlosť 10 Mbps, max.dĺžka segmentu 500 m, priemer kábla 10 mm, do interiérov aj exteriérov. tenký ethernet thinnet 10BASE2 prenosová rýchlosť 10 Mbps, max. dĺžka segmentu 200 m, priemer kábla 3,5 mm, len do interiérov. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Krútená dvojlinka štyri páry vodičov, každé dva krútené okolo seba, a všetky štyri krútené spolu maximálna prenosová rýchlosť 1 Gbps, maximálna dĺžka 100m, niekoľko druhov: STP Shielded Twisted Pair, FTP Foil Twisted Pair, UPT Unshielded Twisted Pair. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Optické vlákna zložené z jadra a plášťa, svetelný lúč, vid, generuje LED dióda, detekuje ho fotodióda, alebo fototranzistor, optický lúč sa pri prechode do iného opt. prostredia: láme (refrakcia), odráža (reflexia). optické vlákna rozlišujeme: jednovidové, desiatky km, mnohovidové, do cca 2 km. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Bezdrôtové spojenia rádiové vlny, desiatky km., priama viditeľnosť, laserové lúče, desiatky km., priama viditeľnosť, satelitné spojenia, tisícky km, oneskorenie. Počítačové siete a ich modely

Počítačové siete a ich modely Ďakujem za pozornosť Počítačové siete a ich modely