wprowadzenie do sieci komputerowychdp.utp.edu.pl/assets/files/lan.pdf · lan (ang. localarea...

Wprowadzenie do sieci komputerowych

Dr hab. inż. Dariusz Piwczyński, profesor uczelni

Katedra Biotechnologii i Genetyki Zwierząt,

Wydział Hodowli i Biologii Zwierząt,

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszcz

LAN (ang. Local Area Network/

lokalna sieć komputerowa)

Jest to szybkie połączenie komunikacyjne

pomiędzy komputerami i innymi

urządzeniami do obróbki danych i innym

sprzętem elektronicznym na ograniczonym

terenie.

Zwykle mamy na myśli małe firmy, bloki

osiedlowe, mieszkania.

11.04.2020 Dariusz Piwczyński; UTP w Bydgoszczy

Cel tworzenia sieci komputerowych

Wspólne zasoby dyskowe, dane

Wspólne drukarki, modemy, plotery itp.

Możliwość kontrolowania dostępu do danych

Większe bezpieczeństwo danych – archiwizacja

Możliwość komunikowania się użytkowników

Wspólne oprogramowanie


Typ dostępu do sieci

Peer-to-peer (komputer-komputer)

Architektura serwer-klient


Peer-to-peer

Jest to sieć równorzędna. Sieć taka nie

posiada hierarchii ważności. Każdy

komputer sieci ma takie same prawa w

stosunku do innych.

Tego typ sieć możemy skonstruować

mając do dyspozycji m.in. system

operacyjny Windows.


Architektura serwer-klient.

• Jest to sieć z hierarchią ważności. W sieci znajduje

się serwer. W sieci tej występuje centralne

zarządzanie, stwarza to możliwość większego

bezpieczeństwa.

• Serwer jest wydzielonym komputerem, do którego

mają dostęp uprawnione klienty. Komputer zarządza

siecią i udostępnia sieci swoje zasoby. Pracuje pod

kontrolą specjalnego systemu operacyjnego (NOS),

np. Linux, Windows Server, Novell NetWare (Micro

Focus).


Łącza komunikacyjne

Zapewniają komunikację między komputerami.

Najwcześniej wykorzystywane były kable

koncentryczne, obecnie kable skręcane (4 pary) –

10 Mb/s-10 Gb/s

Światłowody – najszybsze. Urządzenie nadawcze

zamienia sygnał elektryczny na świetlny. Ten z kolei

przesyłany jest kablem światłowodowym -

109Tb/s


Łącza komunikacyjne

Łącza radiowe – zapewniają ją nadajniki i

odbiorniki zainstalowane bezpośrednio przy

komputerach oraz urządzenia nadawczo-

odbiorcze podłączone do sieci.

Fale radiowe są to fale elektromagnetyczne o

częstotliwości poniżej 3 x 1012 Hz i długości

poniżej 10-4 m.


Standardy

• Są to uznane normy przemysłowe, określające

strukturę pakietu, metodę dostępu do

okablowania, poziom sygnału, rodzaj kabli oraz

dopuszczalne długości kabli.

• Organizacje zajmujące się publikowaniem

standardów to:

• Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE),

• American National Standards Institute (ANSI),

• International Standards Organization (ISO).


Ethernet

Standard wykorzystywany w budowie lokalnych sieci komputerowych.

Obejmuje specyfikację kabli oraz przesyłanych nimi sygnałów.

Najpopularniejszy standard w sieciach LAN.


Ethernet - to technologia najczęściej

wykorzystywana w sieciach lokalnych

Różne specyfikacje:

IEEE (Institue of Electrical and Electronics Engineers)

10 Mb/s – 802.3 (10GBASE-T)

Fast Ethernet 100 Mb/s – 802.3u

Gigabit Ethernet – 802.3z

10 Gigabit Ethernet – 12,5 Gb/s – 802.3a.

100 Gigabit Ethernet – 802.3ba


Wi-Fi – Wireless Fidelity

Zespół standardów służących do budowy

bezprzewodowych sieci komputerowych.


Wi-Fi

802.11 sieć bezprzewodowa, pracuje w paśmie 2,4 GHz, maksymalna transmisja danych 2Mb/s

802.11b sieć, pracuje w paśmie 2,4 GHz, maksymalna transmisja danych 11Mb/s

802.11g 54 Mb/s

802.11n => 102 Mb/s (250 Mb/s)

802.11ac pracuje w paśmie 5 GHz, maksymalna transmisja 1.3 Gb/s

802.11ax – 10 Gb/s – pasmo 2,4-5 Ghz.

Acces Point D-link


IrDA (Infrared Data Association

Łącza na podczerwień – fale elektromagnetyczne

w zakresie podczerwieni.

Są to fale o długości od 780 nm do 1mm

Warunkiem komunikacji jest wzajemna

widoczność urządzeń.

IrDA 1.1 ~ 4 Mb/s


Technologia PowerLine Communication

Przesyłanie danych linią

energetyczną

Adaptery pracują w

napięciu 100-240 V i

częstotliwości 50-60 Hz,

dLAN – Direct LANAdaptery PLC


Topologia okablowania

Fizyczny układ okablowania,

Liniowa, gwiazdowa i pierścieniowa.


Topologia liniowa (magistrala)

Wszystkie urządzenia połączone są do wspólnego zestawu kabli.

Maksymalna odległość między dwoma komputerami to 185 m, na jednym kablu maksymalnie 10 komputerów. Więcej, to nakładanie się sygnału, przeciążenie sieci. Kabel koncentryczny (BNC).


Topologia gwiazdowa

Centralnie połączone

urządzenie rozdzielające

sygnały, np. koncentratory i

switche.

Długość kabla ~ 100 m, jeśli

więcej, to konieczne są

wzmacniaki: repeater

(odtwarzają zniekształcony

sygnał). Kabel typu skrętka lub

światłowody.


Urządzenia w sieci

Router – stoi na pograniczu

sieci, umożliwia ich łączenie.

Urządzenie to analizuje

przychodzące pakiety danych i

na podstawie adresu decyduje,

gdzie je wysłać. Router często

jest wykorzystywany do łączenia

sieci LAN z Internetem.


Modem ADSL

Urządzenie pozwalające na połączenie z

Internetem za pomocą linii telefonicznej.

Często jest to urządzenie zintegrowane z

routerem.

Asymmetric Digital Subscriber Line

(asymetryczna cyfrowa linia abonencka) –

technologia pozwalająca na szerokopasmowy

dostęp do Internetu.


Hub i Switch

Koncentrator pozwala obsłużyć 20-30 komputerów. Jego zadaniem jest wzmacnianie sygnałów i przekazywanie ich do wszystkich komputerów.

Switch analizuje sygnały i wysyła je do określonego urządzenia.


Urządzenia w sieci


Repeater

Urządzenie służy do wzmacniania sygnału

w sieci, w konsekwencji zwiększania

zasięgu sieci. Repeater regeneruje sygnał.


Złącza sieciowe (karty

sieciowe)

Jest to fizyczne połączenie pomiędzy komputerami a

okablowaniem sieci. Złącze sieciowe decyduje o

metodzie używanej do przesyłania danych pomiędzy

komputerem a systemem okablowania.

Decydują one o współczynniku transmisji, o

wielkości i strukturze jednostek przesyłanej

informacji (zwanych pakietami), o tym w jaki sposób

poszczególne stanowiska uzyskują dostęp do

systemu okablowania.


10 Mb/s (marzec 2010)

http://www.newscientist.com/article/dn18648-human-arm-transmits-

broadband.html

Eksperyment

przeprowadzony przez

naukowców z Uniwersytetu

Koreańskiego w Seulu.

Udało im się przesłać dane z

prędkością 10 megabitów na

sekundę przez ludzkie ramię,

pomiędzy dwiema

elektrodami umieszczonymi

na skórze w odległości 30

cm.


http://www.newscientist.com/article/dn18648-human-arm-transmits-broadband.html

BEZPRZEWODOWA Sieć BAN, BODY AREA NETWORK

• Przekazywanie danych

(technologia nRF24L01+)

w czasie rzeczywistym z

sensorów EKG.

• Sensory umieszczone są

na ludzkim ciele.

• Transfer następuje do

telefonu komórkowego

wyposażonego w system

Android.


Grupy użytkowników

Składa się z jednego lub więcej użytkowników,

którzy korzystają z podobnych zasobów.

Posiadają oni podobne prawa.

Zaletą tworzenia grup jest to, że zmiana praw dla

GRUPY powoduje zmianę tychże praw dla

wszystkich użytkowników, którzy do niej

przynależą.

Prawa te dotyczą dostępu do danych, urządzeń

sieciowych.


Grupy użytkowników


PAKIETY

LAN są sieciami komutacji pakietów. Przesyłane dane z jednego urządzenia do drugiego w sieci są w formie pakietów, tj. małych jednostek informacji, najczęściej pomiędzy 500bajtów a 4KB. Jeżeli zadany strumień informacji jest większy, to jest on dzielony na wiele wspomnianych pakietów.

Każde urządzenie w sieci posiada swój adres. Z tego też względu, pakiety oprócz danych zawierają informację o adresie urządzenia źródłowego, docelowego oraz informację niezbędną przy sprawdzaniu poprawności przesyłu.


WAN

Sieć rozległa – łączy ze sobą komputery

oddalone od siebie o znaczną odległość.

Do połączeń między komputerami

wykorzystywane są światłowody, zwykłe

linie telefoniczne, łącza satelitarne, łącza

radiowe.

Dariusz Piwczyński; UTP w Bydgoszczy11.04.2020

Nieco historii...

1958 USA. ARPA (Advanced Research Project Agency – Instytut Rozwoju Zaawansowanych Technologii).

1967 Los Angeles uruchomiono pierwszy węzeł sieci, następne w Utah i dwa w Kalifornii.

ARPANET (1969). Szybkość transmisji danych wynosiła 50 bps, połączono 4 uniwersytety: Stanforda, Kalifornijski, Santa Barbara, Utah.

1971 wprowadzono do użytku protokół sieciowy - ftp.

1973 powstało pierwsze połączenie międzynarodowe pomiędzy Anglią i Norwegią.

1974 Bob Kahn i Vinton Cerf podali szczegóły funkcjonowania protokołu TCP/IP. Jednak dopiero w 1982 roku został ona usankcjonowany.

1975 przemianowano ARPA zmieniła na DARPA. (D - defence - obrona). Stąd powstała nazwa sieci DARPANET.

1980 roku było ok. 400 serwerów i 10 tysięcy użytkowników.


Czym się zajmuje DARPA obecnie?

https://www.youtube.com/watch?v=arIJm2lAfR8


Nieco historii cd. ...

1983 podział DARPANET na MILNET oraz ARPANET.

1986 w USA powstaje organizacja National Science Fundation (NSF), 55,6Kb/s. W 1989 do NSFNET podłączono Niemcy, Finlandii oraz Kanady.

1990 Anglik Tim Berners Lee opracował usługę WWW

1991 100 tys. użytkowników. Początki elektronicznego handlu.

1992 1 milion użytkowników

1993 graficzna przeglądarka WWW o nazwie "Mosaic".

1997 zaczyna funkcjonować pojęcie „telepracy” – odległość do biura nie ma znaczenia.


PLEARN, 1990

Sieć EARN (European Academic and ResearchNetwork) łącząca ośrodki akademickie, nadzorowana przez Zespół Koordynujący Naukowych i Akademickich Sieci Komputerowych.

Pierwszą siecią lokalną w Polsce podłączoną do Internetu była sieć Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

PLEARN była to sieć zbudowana na komputerach firmy IBM 3090. Pracowała w oparciu o jeden schemat komunikacyjny. Wykorzystana wyłącznie do poczty elektronicznej.


MAN (Metropolitan Area Network)

Miejskie sieci komputerowe, wyposażone są z reguły w komputery dużej mocy.

CZĘSTOCHOWA - Miejska Sieć Komputerowa CZESTMAN GDAŃSK - Trójmiejska Akademicka Sieć Komputerowa TASK KOSZALIN - Miejska Sieć Komputerowa KOSMAN LUBLIN - Miejska Sieć Komputerowa LUBMAN ŁÓDŹ - Miejska Sieć Komputerowa LODMAN OLSZTYN - Miejska Sieć Komputerowa OLMAN POZNAŃ - Miejska Sieć Komputerowa POZMAN ŚLASK - Śląska Akademicka Sieć Komputerowa SASK TORUŃ - Miejska Sieć Komputerowa TORMAN WARSZAWA - Miejska Sieć Komputerowa WARMAN WROCŁAW - Wrocławska Akademicka Sieć Komputerowa

WASK


BYDMAN

http://www.man.bydgoszcz.pl/


http://www.man.bydgoszcz.pl/

Sieci kampusowe

(Campus Network)

Sieci terytorialne, obejmujące zasięgiem kilka

budynku. Są to sieci, które często wykorzystują

do łączenia kilku sieci LAN media optyczne.


Internet a Intranet!!!

Intranet: sieć komputerowa ogarniająca swoim

zasięgiem firmę, organizację.

Jest to sieć, w której użytkownicy mają dostęp

do poczty elektronicznej, WWW.


Ekstranet

Połączenie dwóch lub kilku sieci intranet.

Ekstranetem może być również sieć

wewnętrzna, ale z ograniczonym dostępem

z zewnątrz, np. za pośrednictwem Internetu.


Komunikacja w sieci Internet

Dariusz Piwczyński; UTP w Bydgoszczy

TCP/IP

11.04.2020

Host

Komputer podłączony do sieci Internet,

posiadający własny adres IP.


MAC Adress

(Media Access Control)

Adres karty sieciowej (zakodowany za pomocą

32 bitów) zapisany jest w systemie

szesnastkowym (12 znaków).

Pierwsze 16 bity zawierają informację o

producencie karty.


Adres IP

Adres IP to ciąg 32 bitów, dzielony jest na 4

oktety (po 8 bitów):

11010100.01111010.11000110.00100010

W systemie dziesiętnym każda z liczb

przyjmować może wartości z przedziału 0-255:

212.122.198.34.

Liczba możliwych do zaadresowania urządzeń

to 232, czyli 4 294 967 296.


Podział adresów, Organizacja IANA


Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa

(NASK)


Na UTP

Dział Miejskiej Akademickiej Sieci

Komputerowej


Protokół / serwer DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol

Dynamiczne przydzielanie adresów IP

komputerom w sieci.

Oprócz adresu IP, podaje również inne

parametry, np. standardowa brama, czy

adresy serwerów nazw.


Zarezerwowane adresy

Dla sieci lokalnych:

od 10.0.0.0 do 10.255.255.255

od 172.16.0.0 do 172.16.255.255

od 192.168.0.0 do 192.169.255.255

Połączenia testowe:

od 127.0.0.0 do 127.255.255.255

Cele eksperymentalne:

od 240.0.0.0 do 247.255.255.255.


Klasy adresowe

A – pierwszy oktet bitów określa sieć, pozostałe

3 numer komputera (max 16 milionów), np.

212.121.34.5

B – dwa pierwsze oktety kodują sieć, kolejne dwa

numer komputera w sieci, np. 212.121.34.5

C - trzy pierwsze kodują sieć, a ostatni oktet

numer komputera, np. 212.121.34.5


IPv6

8 liczb szesnastkowych rozdzielanych

dwukropkami.

IPv6 pozwala zaadresować 2128 urządzeń,

czyli 340 282 366 920 938 463 463 374 607

431 768 211 456,

tj. 340 sekstylionów.

2001:0:cf2e:308c:2c90:3c08:3f57:fefd


Jaki numer IP? lub ipconfig/all


lub


Protokoły sieciowe

Zbiór ścisłych zasad i etapów postępowania

niezbędnych do zapewnienia łączności

i wymiany danych.


Protokoły sieciowe TCP/IP

Transmission Control Protocol / Internet

Protocol

TCP nadzoruje transmisję pakietów –

zabezpiecza je przed zagubieniem, sprawdza czy

dotarły do klienta (adresata) nieuszkodzone.

IP jest typowym protokołem komunikacyjnym,

odpowiedzialnym za przesłanie określonych

danych do adresata. IP nadaje adresy wszystkim

komputerom w sieci.


wprowadzenie do sieci komputerowychdp.utp.edu.pl/assets/files/lan.pdf · lan (ang. localarea...

Documents