Sieci komputerowe

Sieci komputerowe Wykład 1

Tematyka

• Wprowadzenie

• Sieci LAN i WAN

• Protokoły sieciowe

• Warstwa fizyczna

• Transmisja danych w sieci

• Warstwa łącza danych

Współczesne sieci Rozwój sieci

Tematyka

• Wprowadzenie

• Sieci LAN i WAN





Udostępnianie zasobów w sieci Sieci mają różne rozmiary

LAN, WAN i Internet Komponenty sieci

Sieci składają się z trzech elementów,

do których zaliczamy:

•urządzenia

•media

•usługi

Komponenty sieci Urządzenia końcowe

Kilka przykładów urządzeń końcowych:

•komputery (stacje robocze, laptopy, serwery plików,

serwery WWW),

•drukarki sieciowe,

•telefony VoIP,

•urządzenia końcowe do obsługi teleobecności,

•kamery monitoringu,

•niewielkie urządzenia mobilne (np. smartfony,

tablety, PDA, skanery kodów kreskowych, czytniki

kart płatniczych).

Komponenty sieci Urządzenia sieciowe

Przykładem urządzeń pośredniczących

są:

•urządzenia dostępowe (koncentratory,

przełączniki, bezprzewodowe punkty

dostępowe),

•urządzenia łączące sieci (routery),

•urządzenia zapewniające

bezpieczeństwo (zapory sieciowe).

Komponenty sieci Media transportowe

Komponenty sieci Graficzna reprezentacja sieci

Komponenty sieci Topologie sieci

Sieci LAN i WAN Typy sieci

Najczęściej występującymi typami sieci są:

•sieć lokalna (LAN),

•sieć rozległa (WAN).

Innymi typami sieci są:

•sieć miejska (MAN),

•lokalna sieć bezprzewodowa (WLAN),

•sieć serwerów SAN (Storage Area Network).

Sieci LAN i WAN Sieci lokalne (LAN)

Sieci LAN i WAN Sieci rozległe (WAN)

Sieci LAN, WAN i Internet Internet

Sieci LAN, WAN i Internet Intranet i Extranet

Podłączenie do Internetu Sposoby zdalnegopodłączenia do Internetu

Podłączenie do Internetu Podłączenie użytkowników biznesowych

Tematyka

• Wprowadzenie

• Sieci LAN i WAN





Reguły Czym jest komunikacja?

Reguły Ustalanie reguł

• identyfikacja nadawcy i odbiorcy,

• uzgodnienie metody komunikacji

(bezpośrednia, przez telefon, list,

fotografia),

• wspólny język i gramatyka,

• szybkość i czas dostarczenia,

• wymagania dotyczące potwierdzenia

otrzymania wiadomości.

Reguły Kodowanie informacji

Reguły Formatowanie i enkapsulacja wiadomości

Przykład

Osobisty list zawiera następujące elementy:

•określenie lokalizacji odbiorcy,

•określenie lokalizacji nadawcy,

•pozdrowienie lub powitanie,

•identyfikator odbiorcy,

•zawartość wiadomości,

•identyfikator nadawcy (źródła),

•znacznik końca wiadomości.

Reguły Rozmiar wiadomości

Przegląd procesu segmentacji:

•ograniczenia rozmiaru ramek wymagają od hosta

źródłowego podzielenia,

•długiej wiadomości na części (lub segmenty) które

spełniają wymagania,

•dotyczące minimalnej i maksymalnej długości,

•każdy segment enkapsulowany jest w oddzielną

ramkę zawierającą informację adresową, a następnie

wysyłany poprzez sieć,

•w docelowym hoście wiadomość jest

dekapsulowana i składana w całość.

Reguły Opcje dostarczania wiadomości

Protokoły Reguły rządzące komunikacją

Protokoły Protokoły sieciowe

• sposób w jaki wiadomość jest formatowana

i zbudowana,

• proces, poprzez który urządzenia sieciowe

współdzielą informację o trasach do innych

sieci,

• jak i kiedy wiadomości systemowe i

informacje o błędach są przekazywane

między urządzeniami,

• nawiązywanie i kończenie sesji

komunikacyjnych.

Protokoły Współdziałanie protokołów

• protokół aplikacji - HTTP (ang.

Hypertext Transfer Protocol),

• protokół transportowy - Transmission

Control Protocol (TCP),

• protokół internetowy – Internet

Protocol (IP),

• protokoły dostępu do sieci – warstwa

łącza danych i warstwa fizyczna.

Zestawy protokołów i standardy przemysłowe Zestawy protokołów

Zestawy protokołów Powstanie Internetu i rozwój TCP/IP

• Pierwszą siecią wykorzystującą przełączanie pakietów i jednocześnie

poprzednikiem dzisiejszego Internetu była sieć ARPANET (Advanced

Research Projects Agency Network), która powołana została do życia 1969

roku, aby połączyć ze sobą komputery mainframe, znajdujące się w

czterech lokalizacjach.

• ARPANET był finansowany przez Departament Obrony Stanów

Zjednoczonych na użytek uniwersytetów i laboratoriów badawczych. Firma

Bolt Beranek & Newman (BBN) była wykonawcą, która zajmowała się

początkowym rozwojem sieci ARPANET, tworząc między innymi pierwszy

router znany jako Interface Message Processor (IMP).

• W 1973 roku Robert Kahn i Vinton Cerf rozpoczęli pracę nad pierwowzorem

protokołu TCP, aby rozwijać następną generację sieci ARPANET. TCP

został zaprojektowany w celu zastąpienia istniejącego w sieci ARPANET

protokołu NCP (Network Control Program).

• W 1978 roku protokół TCP został podzielony na dwa protokoły: TCP i IP.

W późniejszym czasie do zestawu protokołów TCP/IP zostały dodane inne

protokoły takie jak Telnet, FTP, DNS i wiele innych.

Zestawy protokołów Stos protokołów TCP/IP i komunikacja

Organizacje standaryzacyjne Otwarte standardy

• Internet Society (ISOC lub ISoc)

• Internet Architecture Board (IAB)

• Internet Engineering Task Force (IETF)

• Institute of Electrical and Electronics

Engineers (IEEE) - Instytut Inżynierów

Elektryków i Elektroników

• The International Organization for

Standards (ISO) - Międzynarodowa

Organizacja Normalizacyjna

Organizacje standaryzacyjne ISOC, IAB i IETF

Organizacje standaryzacyjne IEEE

• 38 organizacji

• 130 czasopism

• 1300 konferencji każdego roku

• 1300 standardów i projektów

• 400000 członków

• 160 państw

• IEEE 802.3

• IEEE 802.11

Organizacje standaryzacyjne ISO

Organizacje standaryzacyjne Pozostałe organizacje

• The Electronic Industries Alliance (EIA)

• The Telecommunications Industry

Association (TIA)

• The International Telecommunications

Union – Telecommunications

Standardization Sector (ITU-T)

• The Internet Corporation for Assigned

Names and Numbers (ICANN)

• The Internet Assigned Numbers Authority

(IANA)

Modele odniesienia Korzyści ze stosowania modelu warstwowego

Modele odniesienia Podstawowy model OSI

Modele odniesienia Model TCP/IP

Modele odniesienia Porównanie modelu OSI z modelem TCP/IP

Tematyka

• Wprowadzenie

• Sieci LAN i WAN





Okablowanie miedziane Charakterystyka medium miedzianego

Okablowanie miedziane Kable miedziane

Okablowanie miedziane Skrętka nieekranowana UTP

Okablowanie miedziane Skrętka ekranowana STP

Okablowanie miedziane Kabel koncentryczny

Okablowanie miedziane Bezpieczeństwo

Skrętka nieekranowana U/UTP Właściwości skrętki U/UTP

Kabel U/UTP nie używa ekranowania

do przeciwdziałania skutkom EMI i RFI.

Zamiast tego projektanci kabli uznali, że

negatywny wpływ przesłuchów można

ograniczyć przez:

•Znoszenie się pól

•Zmienianie liczby skręceń

poszczególnych par przewodów

Skrętka nieekranowana U/UTP Złącza U/UTP

Skrętka Typy kabli

Skrętka nieekranowana U/UTP Sprawdzanie kabli U/UTP

Po wykonaniu instalacji, należy użyć

testera okablowania sieciowego w celu

sprawdzenia następujących

parametrów:

•Mapa połaczeń

•Długość kabla

•Straty sygnału związane z tłumieniem

•Przesłuch

Skrętka Standardy okablowania

• Normy i zalecenia stosowane przy

budowie okablowania strukturalnego

Kraj Polska Europa USA Świat

Norma PN-EN 50173 EN 50173 TIA/EIA 568A ISO/IEC

11801


• O sposobie opisu skrętki komputerowej mówi

norma ISO/IEC 11801:2002. Zgodnie z zawartymi

w niej informacjami opis kabla powinien

przyjmować składnię xx/yyTP, gdzie yy-opisuje

pojedynczą parę żył w kablu, natomiast

oznaczenie xx odnosi się do całości kabla.

• Przyjmowane przez xx i yy oznaczenia to:

– U – nieekranowane (ang. unshielded)

– F – ekranowane folią (ang. foiled)

– S – ekranowane siatką (ang. shielded)

– SF – ekranowane folią i siatką


Kategorie i klasy skrętki komputerowej

•Klasy skrętki wg europejskiej normy EN 50173 oraz

normy TIA/EIA 568A

Standard

TIA/EIA

568A

ISO

11801 EN

50173

Rodzaj złącza Zastosowanie Pasmo

kat. 1 Klasa A Realizacja usług telefonicznych do 100 kHz

kat. 2 Klasa B Okablowanie dla aplikacji głosowych i usług terminalowych do 1 MHz

kat. 3 Klasa C

RJ11

RJ12

RJ45

Protokoły ze średnią

szybkością bitową, Ethernet 10Base-T do 16 MHz

kat. 4 brak RJ45 Protokoły ze średnią szybkością bitową, Ethernet do 16 Mbit/s do 20 MHz

kat. 5/5e Klasa D RJ45 Protokoły z dużą szybkością bitową np. FastEthernet 100Base-

TX, GigabitEthernet 1000Base-T do 100 MHz

kat.6 Klasa E RJ45 Protokoły z bardzo dużą szybkością bitową,

np. ATM622, GigabitEthernet 1000Base-T do 250 MHz

kat. 6A Klasa EA RJ45 Protokoły z bardzo dużą szybkością bitową, GigabitEthernet,

10-GigabitEthernet 10GBase-T do 500 MHz

kat. 7 F GG45,

TERA

Protokoły przyszłościowe, 10GBase-T, transmisja wideo

wysokiej jakości, współdzielenie aplikacyjne kabla (3-play) do 600 MHz

kat. 7A FA GG45,

TERA

Protokoły przyszłościowe, 10GBase-T, pełne pasmo CATV (862

MHz), współdzielenie aplikacyjne kabla (3-play), ready for 40G,

ready for 100G

do 1GHz


Kat. 5


Kat. 6


Kat. 7

Skrętka Panel krosujący

Okablowanie światłowodowe Właściwości okablowania światłowodowego

• Okablowanie światłowodowe obecnie

posiada cztery główne rodzaje

zastosowań w przemyśle:

• Sieci korporacyjne

• Światłowód do domu (FTTH) i sieci

dostępowe

• Sieci długodystansowe

• Sieci podwodne

Okablowanie światłowodowe Budowa światłowodu

Okablowanie światłowodowe Typy światłowodów

Okablowanie światłowodowe Złącza światłowodowe

Okablowanie światłowodowe Moduły światłowodowe

Okablowanie światłowodowe Krotnica światłowodowa

Okablowanie światłowodowe Patchcord światłowodowy

Okablowanie światłowodowe Sprawdzanie światłowodów

Okablowanie światłowodowe Porównanie kabli światłowodowych i miedzianych

Problemy związane z

implementacją Kable miedziane Światłowód

Wspierana szerokość pasma 10 Mbps – 10 Gbps 10 Mbps – 100 Gbps

Odległość Relatywnie krótka

(1 - 100 metrów)

Relatywnie długa

(1 - 100 000 metrów)

Odporność na EMI oraz RFI Niska Wysoka

(Całkowicie odporne)

Odporność na porażenie prądem Niska Wysoka

(Całkowicie odporny)

Koszt medium oraz złącz Najniższy Najwyższy

Wymagane umiejętności dotyczące

instalacji Najniższe Najwyższe

Środki bezpieczeństwa Najniższe Najwyższe

Media bezprzewodowe Cechy komunikacji bezprzewodowej

W komunikacji bezprzewodowej trzeba

uwzględnić takie zagadnienia jak:

•Obszar pokrycia

•Zakłócenia

•Bezpieczeństwo

• Standardy IEEE 802.11

• Powszechnie określana jako Wi-Fi

• Wykorzystuje CSMA/CA

• Standardy łączności:

• 802.11a: 54 Mbps, 5 GHz

• 802.11b: 11 Mbps, 2.4 GHz

• 802.11g: 54 Mbps, 2.4 GHz

• 802.11n: 600 Mbps, 2.4 oraz 5 GHz

• 802.11ac: 1 Gbps, 5 GHz

• 802.11ad: 7 Gbps, 2.4 GHz, 5 GHz oraz 60 GHz

• Standard IEEE 802.15

• Wspiera prędkości do 3 Mb/s

• Umożliwia łączenie urządzeń na odległości od 1 do 100

metrów.

• Standard IEEE 802.16

• Zapewnia prędkości aż do 1 Gb/s

• Szerokopasmowy dostęp bezprzewodowy w topologii punkt-

wielopunkt.

Media bezprzewodowe Typy

Tematyka

• Wprowadzenie

• Sieci LAN i WAN





Enkapsulacja Transmisja wiadomości

• Zalety segmentacji wiadomości

– Można realizować wiele przeplatających

się różnych konwersacji.

– Poprawa niezawodności komunikacji

sieciowej.

• Wady segmentacji

– Zwiększona złożoność.

Enkapsulacja danych Jednostka danych protokołu PDU (ang. Protocol Data Unit)

• Dane

• Segment

• Pakiet

• Ramka

• Bity

Enkapsulacja danych Enkapsulacja

Enkapsulacja danych Dekapsulacja

Przesył danych w sieci Dostęp do zasobów lokalnych

Dostęp do zasobów lokalnych Komunikacja z urządzeniami (w tej samej sieci lokalnej)

Dostęp do zasobów lokalnych Adresy MAC i IP

PC1

192.168.1.110

AA-AA-AA-AA-AA-AA

PC2

192.168.1.111

BB-BB-BB-BB-BB-BB

Serwer FTP

192.168.1.9

CC-CC-CC-CC-CC-CC

R1

192.168.1.1

11-11-11-11-11-11

Żądanie

ARP

S1 R1

Dostęp do zasobów zdalnych Brama domyślna

Dostęp do zasobów zdalnych Komunikacja z urządzeniem (znajdującym się w sieci zdalnej)

Tematyka

• Wprowadzenie

• Sieci LAN i WAN





Warstwa łącza danych - cele Warstwa łącza danych

Warstwa łącza danych - cele Podwarstwy warstwy łącza danych

Sieć

Warstwa łącza danych

Podwarstwa LLC

Podwarstwa MAC

Warstwa fizyczna

80

2.3

Eth

ern

et

802.1

1

Wi-

Fi

80

2.1

5

Blu

eto

oth

Warstwa łącza danych - cele Dostęp do medium

Warstwa łącza danych - cele Dostęp warstw wyższych do medium

Warstwa łącza danych Formatowanie danych do transmisji

Struktura ramki warstwy łącza danych Tworzenie ramki

Standardy warstwy 2 Standardy warstwy łącza danych

Organizacje

standaryzujące Standardy sieciowe

IEEE

• 802.2: Logical Link Control (LLC)

• 802.3: Ethernet

• 802.4: Token bus

• 802.5: Token passing

• 802.11: Wireless LAN (WLAN) & Mesh (certyfikacja Wi-Fi)

• 802.15: Bluetooth

• 802.16: WiMax

ITU-T

• G.992: ADSL

• G.8100 - G.8199: MPLS over Transport aspects

• Q.921: ISDN • Q.922: Frame Relay

ISO • HDLC (High Level Data Link Control)

• ISO 9314: FDDI Media Access Control (MAC)

ANSI • X3T9.5 oraz X3T12: Fiber Distributed Data Interface (FDDI)

Topologie Techniki kontroli dostępu do medium

Topologie Topologia fizyczna a topologia logiczna

Topologie WAN Typowe topologie fizyczne WAN

Topologie WAN Fizyczna topologia typu punkt-punkt

Topologie WAN Logiczna topologia typu punkt-punkt

Topologie WAN Pół i pełny dupleks

Półdupleks

Pełny dupleks

Topologie LAN Fizyczne topologie LAN

Ramka łącza danych Nagłówek

Ramka łącza danych Adres warstwy 2

Ramka łącza danych Stopka

Ramka łącza danych Ramki w sieciach LAN i WAN

Ramka łącza danych Ramka Ethernet

Ramka łącza danych Protokół punkt-punkt

Ramka łącza danych Bezprzewodowy LAN 802.11

Dziękuję za uwagę

Sieci komputerowe

Documents

Transcript of Sieci komputerowe