Základy počítačových sietí

• popíšte históriu vzniku počítačových sietí 
• definujte pojmy počítačová sieť, topológia, architektúra 
• vysvetlite klasifikáciu sietí 
• charakterizujte jednotlivé časti počítačovej siete 
• popíšte základné úlohy počítačovej siete 
• definujte základné požiadavky na počítačovú sieť 

História

Základným kameňom k vytvoreniu internetu bol vznik Arpanetu. Bola to prvá funkčná sieť na princípe prepínania paketov. Arpanet - sieť, ktorú vytvorila skupina Arpa - založená americkým ministerstvom obrany. Účel vzniku Arpanetu bol čisto vojenský). Prudký rozvoj internetu nastal v 80. rokoch, kedy vznikali rôzne nové počítačové siete. Po vynájdení World Wide Webu začali vznikať rôzne internetové stránky, prehliadače.

Počítačová sieť je súhrnné označenie počítačov (alebo minimálne dvoch sieťových zariadení), pomocou ktorých je realizované prepojenie a výmena dát medzi počítačmi. Umožňuje používateľom komunikáciu podľa zadaných pravidiel. Najčastejším dôvodom pripojenia k sieti je zdieľanie informácií a technických zariadení.

Topológia

Všetky návrhy siete vychádzajú z troch základných topológií:

• Zbernicová topológia siete (Bus)- ak sú zapojené za sebou pozdĺž jediného kábla (segmentu) 
• Hviezdicová topológia siete (Star)- ak sú počítače zapojené k segmentom, ktoré vychádzajú z jediného bodu (rozbočovača) 
• Prstencová topológia siete (Kruhová, Ring)- ak sú počítače zapojené ku káblu, ktorý tvorí prstenec 

Ďalšie možnosti topológie siete:

• Stromová (Hierarchical) 
• Rozšírená hviezdicová (Extended Star) 
• Neobmedzená topológia 
• Varianty hlavných topológií 

Architektúra PC siete

Sieťovú architektúru tvorí topológia siete, prístupová metóda a komunikačný protokol.

• Topológia siete je fyzické usporiadanie prepojení medzi uzlami siete. Charakterizuje spôsob, akým sú medzi sebou prepojené jednotlivé stanice. Je to vlastne mapa siete.
• Prístupová metóda definuje kto a kedy môže použiť prepojovacie káble v sieti.
• Komunikačný protokol je súbor pravidiel pre dorozumievanie staníc.

Klasifikácia PC siete

Počítačové siete si môžeme rozdeliť podľa viacerých kritérií.


1) Podľa veľkosti

• Personal area network (PAN) - veľmi malá osobná sieť. Spolupracujúce zariadenia obvykle slúžia len jednej osobe (typicky prepojenie mobilu a počítača, PDA, notebooku ...) spája zariadenia rádovo v dosahu metrov. Na prepojenie sa obvykle používajú bezdrôtové technológie (WiFi, IrDA, BlueTooth, USB Data káble, Mikro USB atď). 

• Local area network (LAN) – lokálna počítačová sieť. Spája uzly (počítače) v rámci malého územia, resp. v rámci jednej budovy rádovo do vzdialenosti sto metrov. Slúžia hlavne pre zdieľanie dát a zdrojov (zariadení) v rámci jednej firmy, budovy, lokality ... LAN sú obvykle v súkromnej správe, je tvorená jedným káblovým systémom (alebo iným prenosovým prostriedkom - rádiové vlny a pod.). Prenosové rýchlosti dosahujú rádovo desiatky až stovky Mbit/s. 

• Metropolitan area network (MAN) – metropolitná sieť. Sieť tohoto typu prepája lokálne siete v mestskej zástavbe - obvykle je obmedzená na jedno mesto. Spája do vzdialenosti rádovo desiatky km.

• Wide area network (WAN) – rozsiahlá sieť. Spája rôzne LAN a MAN siete v pôsobnosti krajín, kontinentov ale i sveta. 

Rozľahlé siete umožňujú komunikáciu na veľké vzdialenosti. Obvykle bývajú verejné, ale existujú aj súkromné WAN siete. Prenosové rýchlosti sa veľmi líšia podľa typu siete. Začínajú na desiatkach kbit, ale dosahujú aj rádovo Gbit/s. Klasickým príkladom takejto siete je internet.

2) Podľa funkčného vzťahu

• Client-server - server poskytuje služby staniciam – klientom (workstation, pracovná stanica). Serverov môže byť viacero typov - podľa typu poskytovaných služieb - súborový server, tlačový server, poštový server, www server, ftp server ... nemusí platiť vzťah, že jeden server je jeden počítač. Na jednom fyzickom počítači môže existovať viacero serverov.

• Peer-to-peer - p2p sieť - každá stanica v sieti môže vyčleniť nejaký svoj prostriedok (diskový priestor, tlačiareň, mechaniku ...) na zdieľanie. Iná stanica môže tieto prostriedky využívať. Tento typ siete obvykle nemá centrálnu správu, každý uzol sa spravuje sám. Zdieľanie prostriedkov je možné aj cez internet.

3) Podľa topológie
4) Podľa špecializovanej funkcie
5) Rozdelenie podľa použitej technológie

Časti počítačovej siete

Aktívne prvky siete:

• sieťová karta 
• modem 
• Router 
• Hub 
• Switch 
• Repeater 

Pasívne prvky siete:

• káble (medené, optické) 
• konektory (BNC – I, T; RJ 45) 
• zakončovacie odpory 

Hardware - zahrňuje všetky technické prostriedky siete. Patria sem aj prostriedky, ktorými je realizované vlastné prepojenie siete.

• Samotné počítače (servery a pracovné stanice ...) 
• Smerovače (router) 
• Prepínače (switch) 
• Koncentrátory a rozbočovače (hub) 
• Sieťové mosty (bridge) 
• Meniče rozhraní (mediakonvertory) 
• Bezpečnostné zábrany (firewall) 
• Opakovače (repeater) 
• Modulátory/demodulátory (modem) 
• Vysielače/prijímače (transreceiver) 
• Káble (metalické, optické ....) 

Software - programové vybavenie, ktoré v spolupráci s hardware-om siete zabezpečuje funkcie siete. U niektorých operačných systémov sú tieto funkcie už jeho súčasťou. Väčšinou je realizované pomocou rezidentných programov.

• Sieťový operačný systém (Linux,Windows,Novell Netware, …) 
• Aplikácie schopné využívat prostriedky systému, určené k sieťovej komunikácií

Základné úlohy počítačovej siete

• Zdieľanie údajov - vďaka tomu, že dátové súbory sú uložené na serveroch siete a pripojení používatelia majú k nim prístup, môže potrebné dátové súbory spracovávať viac používateľov siete súčasne. 
• Zdieľanie prostriedkov - umožňuje pracovným staniciam spoločne používať prostriedky siete, ktoré ponúkajú servery siete. Najčastejšie ide o zdieľanie diskov, keď lokálne disky pracovných staníc nemajú kapacitu a zdieľanie tlačiarní. 
• Zvýšenie spoľahlivosti systému - v súvislosti so zdieľaním prostriedkov je možné v prípade poruchy zdieľaného prostriedku nahradiť tento prostriedok iným (tlačiareň...) a systém môže pracovať ďalej. 

Základné požiadavky na počítačovú sieť

• rýchlosť 
• spoľahlivosť 
• dostupnosť