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

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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

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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

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

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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

21. Počítačové siete a ich modely
Elementárne operácie
Počítačové siete a ich modely

22. 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

23. Počítačové siete a ich modely
Prepojovacie prvky
Počítačové siete a ich modely

24. 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

25. 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

26. 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

27. 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

28. Počítačové siete a ich modely
Príklad smerovania
Počítačové siete a ich modely

29. 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

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

31. 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

32. 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

33. 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

34. 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

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