Sieci komputerowe

:

Sieci komputerowe

Sied komputerowa to grupa komputerów lub innych urządzeo połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów.

Na przykład sied może służyd do:

• korzystania ze wspólnych urządzeo, np. drukarek

• korzystania ze wspólnego oprogramowania np. programów przeszukujących Kosmos w poszukiwaniu obcej inteligencji

• korzystania z centralnej bazy danych np. bazy publikacji naukowych

• korzystania z zasobów typu treści na stronach internetowych, muzyka, gry itp.

• przesyłania informacji między komputerami (komunikaty, emaile, pliki).

:

Sieci komputerowe

Z punktu widzenia złożoności, sieci komputerowe można podzielid 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)

Większośd sieci rozległych to kombinacje sieci lokalnych i dodatkowych połączeo między nimi. Może byd to np. sied obejmująca cały kampus uniwersytecki.

:

Sieci komputerowe

Z punktu widzenia zastosowanych mediów transmisyjnych sieci dzielimy na:

• przewodowe

• bezprzewodowe

:

Sieci komputerowe

Z punktu widzenia zastosowanych mediów transmisyjnych sieci dzielimy na:

• przewodowe

• bezprzewodowe

:

Sieci komputerowe – adres MAC

Aby urządzenie podłączone do sieci czyli host(komputer, urządzenie mobilne itp.) był identyfikowalny w sieci musi posiadad swój indywidualny i unikalny identyfikator.

Takim identyfikatorem jest adres sprzętowy MAC(ang. Media Access Control) nadawany urządzeniu sieciowemu (np. karcie sieciowej) przez jego producenta. Adres MAC to 48-bitowy numer (zawiera 48 cyfr, zer lub jedynek). W systemie operacyjnym adres MAC jest przedstawiony w systemie szesnastkowym.

Sieci komputerowe – adres MAC

Aby znaleźd adres MAC swojej karty sieciowej, trzeba wykonad następujące kroki:

• Otworzyd menu "Start" i wybrad "Uruchom"• W oknie wyszukiwania wpisad polecenie: "cmd"• Pojawi się okienko, w którym musimy wpisad "ipconfig

/all" i potwierdzid• Po wpisaniu "ipconfig /all', wiersz poleceo wyświetli

nam wszystkie ustawienie związane z siecią w naszym komputerze. Dla nas istotną jest tylko pozycja "Połączenie lokalne", a w nim "Adres fizyczny".

• Adresem MAC naszej karty sieciowej jest 6 par znaków znajdujących się na prawo od napisu "Adres fizyczny".

Sieci komputerowe – adres MAC

:

Sieci komputerowe

Ethernet – zawiera standardy wykorzystywane w budowie głównie lokalnych sieci komputerowych (LAN). Standardy obejmują np. specyfikację przewodów używanych w sieci, format przesyłanych nimi sygnałów (ramka) oraz opisane powyżej adresy MAC.

Sieci komputerowe

Ethernet – obecnie obejmuje różne grupy standardów stąd np. standardy opisujące działanie sieci bezprzewodowych (Wi-Fi) opisane są jako standard IEEE 802.11

Sieci komputeroweTypowa topologia (budowa) współczesnej sieci czyli

topologia gwiazdy z jednym centralnym urządzeniem zarządzającym ruchem w sieci. Urządzeniem tym jest przełącznik (ang. switch).

Karta sieciowaKarta sieciowa jest często wbudowana w płytę główną.

Może byd to karta przewodowa lub bezprzewodowa (Wi-Fi). Oddzielne (nie wbudowane) karty korzystające z przewodów lub bezprzewodowe łączymy z płytą główną przy pomocy złącz PCI, PCIelub USB.

Karta sieciowa

W przypadku połączenia kablowego karta sieciowa posiada bardzo często złącze RJ-45 i przy pomocy wtyku w tym standardzie jest podłączona do gniazdka sieciowego, które z kolei ma połączenie z przełącznikiem/routerem.

Router

Dane w sieci są przekazywane przy pomocy tzw. pakietów. Router jest urządzeniem, które „rutuje” czyli zarządza ruchem pakietów z sieci, którą obsługuje. Przykładowo jeśli dane są wysyłane z serwera WWW (czyli ładowana jest strona internetowa) do klienta to wówczas kolejne routery na drodze tych danych decydują, którą drogą będą one przekazywane. Router pełni więc funkcję węzła komunikacyjnego.

Protokół TCP/IP

Ethernet jest zbiorem standardów definiującym sied. Sam Ethernet jednak nie wystarcza do stworzenia kompletnej sieci. W celu umożliwienia komunikacji w sieci różnym urządzeniom np. komputerom z różnymi systemami operacyjnymi stworzono protokoły opisujące w jaki sposób odbywa się taka komunikacja. Zbiór tych protokołów określony jest nazwą TCP/IP(ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Każde urządzenie podłączone do sieci musi mied zainstalowane i skonfigurowane oprogramowanie obsługujące TCP/IP.

Adres IP

Protokół TCP/IP określa sposób identyfikowania komputera w sieci. W danej sieci każdy komputer posiada unikalny adres IP. Adresy te określone są zwykle zgodnie ze schematem adresowania IPv4 (IP version 4). W tym schemacie adresy IP złożone są z czterech 8-bitowych liczb. Przykładowy adres IP może wyglądad tak: 11001010.00100010.00010000.00001011

Adres IP

Zwródmy uwagę, że 8-bitowa czyli 8-cyfrowa liczba dwójkowa może przyjąd wartości z zakresu od 0 do 255. Przykładowo:

00000000 = 0(10)

00000110 = 6(10)

10001000 = 136(10)

11111111 = 255(10)

Adres IP

Powszechnie adresy IP zapisuje się używając liczb dziesiętnych. Poniższy adres:

11001010.00100010.00010000.00001011

w postaci dziesiętnej wygląda tak:

202.34.16.11

Maska sieci (podsieci)

Pewna częśd cyfr na początku adresu określa sied. Pozostałe cyfry określają indywidualny komputer (host). W celu określenia, która częśd adresu określa sied stosuje się tzw. maskę. Podobnie jak adres maska składa się z czterech liczb 8-bitowych i również podawana jest zwykle w postaci dziesiętnej. Uwaga! Maska nie jest adresem.

Maska sieci (podsieci)

Przykładowo jeżeli mamy:

adres IP: 192.168.4.33

oraz maskę 255.255.255.0

Liczby 255.255.255 w masce decydują o tym, że trzy pierwsze liczby adresu IP czyli 192.168.4 określają sied, a ostatnia liczba czyli w tym przypadku 33określa konkretny komputer w tej sieci. Żadne dwa komputery w danej sieci nie mogą mied takich samych numerów. Taka sytuacja określana jest jako konflikt IP.

Jak działa maska sieci (podsieci)?

Numer komputera w tej sieci nie może byd zerem ponieważ 192.168.4.0 określa całą sied. Nie może też byd to adres 192.168.4.255, gdyż jest to tzw. adres rozgłoszeniowyużywany do wysyłania informacji do wszystkich komputerów w sieci. Zatem pozostają 254 adresy, które mogą byd adresami konkretnych komputerów (hostów): 192.168.4.1, 192.168.4.2, …, 192.168.4.254.

Jak działa maska sieci (podsieci)?

Działanie maski staje się bardziej jasne jeśli odwołamy się do zapisu binarnego. Wiemy, że:

11111111 = 255(10)

Maska podsieci 255.255.255.0 w zapisie binarnym ma zatem postad:

11111111.11111111.11111111.00000000

Maska zawsze ma na początku pewną liczbę jedynek, a potem są do kooca już same zera.

Maska sieci (podsieci)

Nakładając maskę na adres i stosując operację AND dla każdego bitu (cyfry) otrzymamy adres sieci. Przykładowo

Adres: 11000000.10101000.00000100.00000111Maska: 11111111.11111111.11111111.00000000Adres sieci: 11000000.10101000.00000100.00000000Zauważmy, że w operacji AND zera znajdujące się na koocu

maski sprawią, że na koocu adresu IP będą w tych miejscach również zera. W naszym przykładzie otrzymamy zatem adres sieci:

11000000.10101000.00000100.00000000czyli dziesiętnie 192.168.4.0 tak jak zostało to już określone

wyżej.

Maska sieci (podsieci)W przykładzie z wcześniejszych slajdów maska 255.255.255.0

pozwalała zaadresowad 254 komputery w sieci. Jeśli przykładowo sied złożona jest z 15 komputerów, wówczas maska określona dla 254 komputerów będzie aż nadto wystarczająca.

Dla sieci złożonej z 15 komputerów można ograniczyd liczbę zer, zostawiając ich tyle, aby liczba adresów IP wystarczyła dla 15 komputerów. Ile zer musimy zostawid?

Zauważmy, że musi byd przynajmniej pied zer, ponieważ 24-2=14 czyli za mało o jeden komputer, natomiast 25-2=30 wystarczy do zaadresowania 30 komputerów czyli tym bardziej 15. W naszej sieci 15 komputerów maska może zatem wyglądad tak:

11111111.11111111.11111111.11100000, czyli w zapisie dziesiętnym 255.255.255.224.

Maska sieci (podsieci)Biorąc adres np.

192.168.4.230 =11000000.10101000.00000100.11100110

nakładając na niego maskę

255.255.255.224 = 11111111.11111111.11111111.11100000

i stosując operację AND otrzymamy adres IP sieci dla naszych 15 komputerów. Ma on następującą postad:

192.168.4.224

Maska sieci (podsieci)Aby określid wspomniany wcześniej adres

rozgłoszeniowy zastosujemy operację NOT do maski czyli otrzymamy:

00000000.00000000.00000000.00011111

Jeżeli dodamy tę liczbę do adresu sieci otrzymamy adres rozgłoszeniowy:

11000000.10101000.00000100.11100000

+ 00000000.00000000.00000000.00011111

= 11000000.10101000.00000100.11111111

czyli dziesiętnie 192.168.4.255

Maska sieci (podsieci)Zamiast przeprowadzad operacje logiczne AND i

NOT możemy zapamiętad, że adres sieci zawsze będzie miał koocówkę taką jak maska (w naszym przykładzie 224) natomiast adres rozgłoszeniowy ma koocówkę 255 (czyli same jedynki binarnie)

Maska sieci (podsieci)

W związku z zapisem binarnym zamiast używad zapisu dziesiętnego określając maskę podaje się liczbę jedynek. Przykładowo 255.255.255.0 to w zapisie binarnym liczba:

11111111.11111111.11111111.00000000, która ma 24 jedynki zatem sied określa się jako /24.

Maska 255.255.255.224 czyli dwójkowo:11111111.11111111.11111111.11100000 oznacza

27 jedynek czyli maskę /27.

Maska sieci (podsieci)

Zadanie:

Określid optymalną maskę podsieci złożonej z:

a) 24 komputerów

b) 50 komputerów

c) 158 komputerów

d) 1000 komputerów

Sieci komputerowe

Przykładową sied sześciu komputerów z maską 255.255.255.0 przedstawiono poniżej. Trzy pierwsze liczby są takie same i określają sied.

Sieci komputerowe

Nasza sied sześciu komputerów łączy się z Internetem przy pomocy routera o adresie 192.168.4.1