Charakteristik počítačových sietí

Charakteristika počítačových sietí

Pod pojmom počítačová sieť si laik pravdepodobne predstaví niekoľko počítačov navzájom prepojených nejakými káblami. Táto predstava síce nie je celkom presná, ale v podstate celkom dobre vystihuje situáciu v škole či malej firme. Nasledujúce informácie vás k problematike sietí priblížia viac.

Delenie sietí podľa rozlohy

Existuje viacero typov sietí a kritérií, podľa ktorých sa siete delia. Podľa rozlohy sa siete delia do troch skupín. Lokálne siete LAN (Local Area Network) sa rozprestierajú v rámci jednej budovy alebo skupiny budov. Je to takpovediac rozlohovo najmenší typ siete. Práve do tejto skupiny patrí aj naša malá sieť, ktorú pravdepodobne plánujete vybudovať. O niečo väčšie ako LAN sú metropolitné siete MAN (Metropolitan Area Network). Tieto siete svojou rozlohou zasahujú mestské aglomerácie a rozľahlejšie územia. Najrozľahlejším typom sietí sú siete typu WAN (Wide Area Network). Zahrňujú zariadenia rozložené v niekoľkých obciach, mestách ba až štátoch. No a akosi nakoniec je tu sieť sietí - Internet. V našom výklade sa samozrejme budeme zameriavať na celkom prvý spomínaný typ LAN, vzhľadom na to, že sa v rámci jednej školy či malej firmy s jedným pracoviskom ani nedá hovoriť o sieti inej.

Lokálne siete LAN

Lokálne siete LAN sú dátové siete prepojujúce koncové uzly, ktorými môžu byť pracovné stanice, servery, terminály a periférne zariadenie a umožňujúce ich vzájomnú komunikáciu. Lokálne siete pracujú v režime bez spojenia, čo znamená, že zdrojová stanica nepotrebuje pred vysielaním nadviazať spojenie s koncovou stanicou. Tieto siete efektívne využívajú zdieľanie jedného prenosového prostriedku, ku ktorému umožňujú mnohonásobný prístup všetkých pripojených staníc. Prenosové rýchlosti sa pohybujú v rozmedzí 1 Mb/s až 1 Gb/s.

Medzi základné prvky lokálnych sietí patria:

• prenosové prostriedky – pri malých sieťach sa požívajú obyčajne symetrický alebo koaxiálny kábel

• sieťová karta – niekedy s označením LAN adaptér. Sieťová karta tvorí rozhranie stanice či iného sieťového zariadenia (uzla siete) na pripojenie k sieti. Je fyzickým rozhraním na pripojenie káblovým rozvodom siete. Prostredníctvom sieťového rozhrania je stanica schopná prijímať a vysielať elektronické signály do káblového rozvodu. Sieťová karta zabezpečuje posun dát do pamäte karty, alebo priamo do operačnej pamäti RAM. Na strane káblového rozvodu plní 4 hlavné funkcie: uskutočňuje fyzické spojenie s dátovými káblami, zabezpečuje dodržiavanie pravidiel prístupu do siete, na ktorých základe získava právo vysielať či prijímať, vysiela elektrické signály do káblového rozvodu a prijíma elektrické signály, z ktorých vyberá tie, ktoré jej prislúchajú a ďalej ich spracováva.

V oblasti PC je najčastejšie používaným štandardom sieť Ethernet. Štandard Ethernet má jednoduchý protokol, inštaláciu a nízke náklady. Pre potreby malých sietí sa využíva Ethernet s prenosovou rýchlosťou 10 Mb/s. Čoraz častejšie sa hovorí o pojme FastEthernet. Ide o sieť Ethernet s prenosovou rýchlosťou 100 Mb/s. Pre potreby školskej siete či malej firemnej siete budú zaujímavé dve špecifikácie siete Ethernet. Prvý typ je nazývaný 10Base-2, inak nazývaný aj tenký Ethernet, Coax, BNC alebo jednoducho koaxiálna sieť. Ako vyplýva z názvu, táto špecifikácia používa na prepojenie počítačov tenký koaxiálny kábel. Druhým typom je 10Base-T alebo Twisted Pair (krútená dvojlinka). Tento typ používa symetrický kábel UTP.

Typy symetrického kábla

Symetrický kábel (alebo tiež krútený kábel) je zložený z párov vzájomne skrútených vodičov, je lacný a samozrejme najmenej výkonný.

Tienený symetrický kábel STP sa skladá z medených vodičov, ktoré sú obklopené izolačným nevodivým materiálom. Ich drôty sú vzájomne skrútené tak, aby tvorili dvojice. V pároch sú združené vždy dva drôty pre vysielanie alebo dva na príjem. Každý pár je potom obklopený kovovou fóliou po celej dĺžke kábla. Celý kábel je zabalený do izolačného puzdra, ktoré okrem izolácie plní aj tú úlohu, že súčasne drží drôty pohromade.

Netienený symetrický kábel UTP sa skladá z dvoch, štyroch alebo viacerých medených drôtov. Páry drôtov sú vzájomne obtočené. Najčastejšie sa používa štvorpárový kábel UTP. Káble sa vyrábajú vo viacerých kategóriách podľa maximálnej prenosovej frekvencie. V malých sieťach je to zväčša tzv. kategória 4. Práve tento kábel sa v špecializovaných úpravách používa na zostavovanie malých sietí. Tento typ symetrického kábla bude ďalej označovaný ako TP kábel alebo iba symetrický.

Koaxiálny kábel

Koaxiálny kábel je tvorený dvoma vodičmi, pričom vonkajší vodič (oplet) obaľuje vnútorný, po ktorom sa prenášajú signály. Vodiče sú od seba oddelené izolačným materiálom a celý kábel je zaizolovaný a zabalený v plaste. Koaxiálny kábel má vyššiu odolnosť elektromagnetickému rušeniu a vplyvu indukovaných napätí, aj keď nechráni dobre proti magnetickému rušeniu. Výhodou tohto kábla je hlavne jeho jednoduché prepojovanie pomocou konektorov. V sieti Ethernet sa používajú dva typy koaxiálneho kábla tohto kábla: hrubý a tenký.

Hrubý koaxiálny kábel sa skladá z vodiča, ktorý je obklopený štyrmi vrstvami izolačného a tieniaceho materiálu. Používa sa pre tzv. chrbticovú sieť, pretože je kvalitnejší, ale drahší a náročnejší na inštaláciu a pri malých sieťach sa využíva iba zriedka.

Tenký koaxiálny kábel sa skladá z vodiča, ktorý je obklopený iba jednou vrstvou tienenia, oddelenou izolačným materiálom. Kábel je pružnejší, lacnejší a ľahšie sa inštaluje, je však menej kvalitný. Podobá sa televíznemu koaxiálnemu káblu a používa (aj keď čím ďalej, tým menej) pri stavbe sietí LAN. V nasledujúcom texte je tenký koaxiálny kábel označovaný iba ako koaxiálny.

Topológia siete

Ďalším dôležitým pojmom je topológia sietí. Topológia sietí označuje vzájomné usporiadanie zariadení v sieti. Spomenieme dva základné typy topológie malej siete.

V zbernicovej topológii tvorí kostru siete spojovacie vedenie (najčastejšie koaxiálny kábel), ku ktorému sú pripojené jednotlivé uzly siete pomocou príslušných prvkov. V zbernicovej topológii sa nevyskytuje centrálna alebo riadiaca stanica. Dátové správy sa šíria vedením všetkými smermi a všetky stanice k nim majú prístup. Počítače sú usporiadané za sebou akoby zo reťaze. Sieť zbernicovej topológie je najjednoduchšia a veľmi ľahko sa inštaluje. Zbernica má samozrejme jeden začiatok a jeden koniec.

V sieti hviezdicovej topológie pôsobí v centre siete centrálny uzol, ku ktorému sa pripojujú všetky ostatné uzly siete, najčastejšie pomocou symetrického kábla. Centrálny uzol je buď pasívny koncentrátor, ktorý iba distribuuje signál vysielaný stanicami, alebo aktívny opakovač či rozbočovač (hub).

Existujú ešte siete kruhovej topológie, ale tie sú veľmi zriedkavé. Pri takejto sieti sú stanice prepojené vedením do kruhu. Dátové správy sa odovzdávajú postupne jedným smerom medzi stanicami. Zložitejšia topológia sietí môže obsahovať kombináciu uvedených typov. Najčastejšia je kombinácia niekoľkých hviezd do stromovej štruktúry.