Sieci komputerowe

Sieć jest zbiorem komputerów, połączonych ze sobą w celu wspólnego korzystania z informacji i zasobów sprzętowych. Sieć pozwala na łatwą wymianę plików i informacji, umożliwia wspólne korzystanie z wyposażenia: drukarki, modemu i urządzenia do przechowywania danych. Także połączenie z Internetem może być wspólnie wykorzystywane przez wszystkie komputery w sieci. Sieć może składać się tylko z dwóch połączonych kablem komputerów lub być tak duża, że łączy ze sobą setki komputerów i urządzeń peryferyjnych.

Zwykle powodem zainstalowania pierwszej sieci jest potrzeba wspólnego korzystania z plików, programów i drukarek za pośrednictwem kilku komputerów. Tego typu podstawowe sieci są tanie i łatwe do zbudowania.


Z punktu widzenia złożoności, sieci komputerowe można podzielić na grupy:

LAN (Local Area Network)

Jest to najpowszechniej spotykany rodzaj sieci, który składa się z kilkudziesięciu do kilkuset komputerów połączonych w miarę możliwości jednolitym nośnikiem. Sieci te zainstalowane są na niewielkim obszarze (np. w jednym budynku).


WAN (Wide Area Network)

Większość sieci rozległych to kombinacje sieci lokalnych i dodatkowych połączeń między nimi. Do określenia zasięgu i rozmiaru sieci rozległych, stosowane są następujące terminy:

Sieć miejska (MAN - Metropolitan Area Network)
Jest to sieć WAN obejmująca niewielki obszar geograficzny. Zasadniczo sieci takie obejmują jedno miasto lub region.
Sieć uczelniana (CAN - Campus Area Network)
Termin stosowany często do określania sieci WAN łączącej poszczególne wydziały w ośrodku akademickim.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Topologia to nic innego jak rozkład urządzeń i okablowania w sieci.

Wyróżnia się następujące topologie (nie są to wszystkie, a najbardziej znane):

Magistrali - w topologi tej wszystkie komputery/hosty są połączone jednym przewodem (jeden po drugim). Zaletą jest to, że wszystkie komputery/hosty mogą się bezpośrednio komunikować; wadą, że przerwanie kabla w jednym miejscu powoduje przerwanie działania sieci (rozłączenie komputerów/hostów).

Gwiazdy - to taka topologia, w której komputery/hosty(lub inne urządzenia) w sieci połączone są ze wspólnym, centralnym punktem łączącym. Każde z urządzeń połączone jest tylko z punktem centralnym (np. z hub'em lub switch'em) sieci. Wadą takiego rozwiązania jest to, że gdy punkt centralny ulegnie uszkodzeniu, cała sieć przestaje działać. Rozszerzonej gwiazdy - pochodzi od topologi gwiazdy. W tej topologi każde z urządzeń końcowych działa jako urządzenie centralne dla własnej topologi gwiazdy. Jest to topologia o charakterze hierarchicznym i może być tworzony w niej ruch lokalny.

Pierścienia - hosty połączone są w zamkniętym pierścieniu (urządzenia tworzą zamknietą pętlę) to znaczy, że każdy z nich połączony jest bezpośrednio z dwoma sąsiadującymi urządzeniami.

Podwójnego pierścienia - składa się z dwóch pierścieni. Pierścienie te nie są ze sobą połączone. Topologia podwójnego pierścienia jest tym samym co topologia pierścienia z tym, że drugi pierścień łączy te same urządzenia. Zapewnia to niezawodność w sieci. Każde z urządzeń podłączone jest do dwóch niezależnych obwodów sieci. 

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Wyróżniamy następujące urządzenia sieciowe:

Wzmacniacz (repeater) - jest to urządzenie wzmacniające sygnał (regeneruje i przedłuża sygnały sieciowe). Na przykład, jeśli jest sieć zrobiona na skrętce UTP kategori 5 Ethernet to maksymalna długość, na którą można wysyłać dane wynosi 100 metrów. Wzmacniak może być użyty do powiększenia tej długości. 

Koncentrator (hub) - jest urządzeniem podobnym do wzmacniaka. W zasadzie jest to wieloportowy wzmacniak. Koncentratory wysyłają sygnał na wszystkie swoje porty czyli jak dany host wysyła komunikat, to jest on wysyłany do każdego hosta podłączonego do koncentratora. 

Most (bridge) - tworzy dwa lub więcej segmentów sieci. O co chodzi ? W przypadku wzmacniaka i koncentratora dane wysyłane są wszędzie, a w przypadku mostu dane przekazywane są do odpowiedniego segmentu. Mosty przetwarzają dane w sieci i kierują ruchem tych danych. Dla przykładu, sieć składa się z 8 komputerów podłaczonych w ten sposób, że:
- 4 komputery połączone są ze sobą koncentratorem,
- druga czwórka komputerów połączonych jest ze sobą drugim koncentratorem,
- obydwa koncentratory połączone są ze sobą za pomocą mostu.
I teraz tak. Most stworzył dwa segmenty po 4 komputery. W przypadku wysyłania danych pomiędzy hostami w jednym segmencie, hosty w drugim segmencie nie przetwarzają danych. Wniosek jest taki, że dzięki mostom można lepiej wykorzystać pasmo.

Przełącznik (switch) - jest to wieloportowy most. Gdy podłączone zostanie np. 8 komputerów za pomocą przełącznika to w przypadku wysyłania danych z hosta o numerze 1 do hosta o numerze 3, dane odbierze tylko host o numerze 3. Przełącznik zadecyduje o tym gdzie dane zostaną wysłane. W przypadku hub'a dane wysłane byłyby do każdego z hostów co zwiększyłoby ruch w sieci. 

Router - jest to urządzenie, które wyznacza najlepszą scieżkę w sieci. Router podejmuje decyzje na podstawie adresów sieci (IP), posiada on tablicę routingu z docelowymi adresami IP i wysyła dane do właściwej podsieci i hosta. Różnica między routerem, a mostem i przełącznikiem jest taka, że mosty i przełączniki podejmują decyzje na podstawie adresów MAC. Adresy MAC znajdują się na karcie sieciowej, a adresy IP przypisuje administrator.