Aktívne a pasívne prvky siete

• popíšte pasívne prvky počítačových sietí 
• popíšte aktívne prvky počítačových sietí 
• charakterizujte smerovač, prepínač, rozbočovač, opakovač, most – vlastnosti, charakteristika 
• popíšte princíp činnosti sieťových zariadení - smerovač, prepínač, rozbočovač 
• definujte modemy – vlastnosti, charakteristika, princíp, použitie 
• definujte aktívne prvky bezdrôtových sietí, vlastnosti a použitie

Aktívne prvky siete

• sieťová karta
• modem (modulátor a demodulátor)
• Router (brána- zabezpečuje smerovanie, rozhranie medzi vnútornou sieťou a Internetom)
• Hub (rozbočovač – umožňuje pripojenie viacerých počítačov, delí signál medzi pripojené PC)
• Switch (prepínač - umožňuje pripojenie viacerých počítačov, prepína prístup)
• Repeater (opakovač – obnovuje signál)

Pasívne prvky siete

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

( Hub, Switch & Router )

Switch a Hub

Rozbočovač (Hub) spája jednotlivé zariadenia v sieti. Packety rozposiela do celej siete, bez ohľadu na to, ktorému zariadeniu sú smerované, čím pri väčších sieťach a zaťažení (zariadenia začnú naraz vysielať) dochádza často ku kolíziám.

Celý proces vysielania vyzerá takto:

Zariadenia počúvajú na sieti. Pokiaľ je linka voľná, začnú vysielať. Ak začnú vysielať naraz 2 a viac zariadení, dôjde ku kolizií, obe (či viac) zariadenia prestanú vysielať a čakajú na linke určitú dobu a počúvajú, či je linka voľná. Potom opäť začnú vysielať.

Prepínač (Switch) je „inteligentné zariadenie“ pracujúce na linkovej vrstve OSI modelu. Obsahuje vnútornú pamäť, v ktorej si uchováva všetky sieťové adresy (MAC = Media Access Control – hardvérová adresa, ktorá jednoznačne identifikuje každé zariadenie v sieti). Ak teda switch prijme dátový rámec, vie presne, na ktorom porte je pripojený počítač, ktorý rámec je mu určený a vyšle ho len na tento port. To samozrejme veľmi zrýchľuje komunikáciu v sieti a navyše switch môže pre komunikáciu s pripojeným počítačom využiť celú šírku komunikačného pásma.

Prepínače sú v porovnaní s rozbočovačom inteligentnejšie, podľa MAC adresy dokážu rozpoznať, kam majú byť dáta doručené, a tak prepínač dáta nepreposiela na všetky porty súčasne. Vďaka tomu dokáže prepínač radikálne znížiť tok zbytočných dát na sieti a predchádza kolízií, takže je omnoho efektívnejší ako rozbočovače.

Prepínač v pamäti vytvorí a udržiava tabuľku MAC adries všetkých zariadení pripojených k jednotlivým portom. Keď dátový rámec príde na port prepínača, prepínač porovná cieľovú MAC adresu v rámci so svojou tabuľkou MAC adries. Tak je prepínač schopný určiť, na ktorý port má prijatý dátový rámec preposlať.

Prepínače pracujú na linkovej vrstve OSI modelu. Umožňujú segmentáciu siete na kolízne domény (ang. collision domain). Každý port prepínača predstavuje oddelenú kolíznu doménu a poskytuje celú šírku pásma sieťového média jednému alebo viacerým uzlom pripojeným k tomuto portu. Čím menej uzlov je v kolíznej doméne, tým väčšia šírka pásma pripadá na každý uzol a zmenšuje sa počet kolízií.

Switche ďalej delíme na:

• Manažovateľné switche
• Nemanažovateľné switche

Router

Router je iný typ zariadenia, pracuje na sieťovej vrstve OSI modelu. Kým hub a switch pracujú s dátovými rámcami, router spracováva dátové pakety. A ako vyplýva z jeho názvu – hlavnou úlohou je smerovať pakety do inej počítačovej siete. Packet neobsahuje len dáta, ale aj cieľovú adresu, na ktorú má byť doručený. Router väčšinou prepája dve alebo viac sietí (LAN, WAN a podobne). Pomocou hlavičky paketu a „smerovacej“ dokáže router určiť najlepšiu cestu pre jeho doručenie. Na komunikáciu medzi dvoma routermi sa používa ICMP protokol (Internet Control Message Protocol). Zvyčajne podporuje aj funkciu NAT (preklad interných IP adries na vonkajšie) a obsahuje DHCP server (prideľovanie IP adries).

Gateway - Prepája dve rozdielne siete. Smerovač, ktorý však súčasne slúži ako brána medzi lokálnymi sieťami postavenými na rôznych technológiách, prípadne medzi lokálnou sieťou a rozľahlou sieťou.

Most (Bridge) – oddeľovanie sieťových segmentov, inteligentné zariadenie, plní dve funkcie:

1. Filtrácia paketov – iba tá sieť, pre ktorú je určený, zaťaženie siete.
2. Prepojenie dvoch sietí s rôznymi štandardmi.

Repeater

Elektrický signál zosilní a pošle ďalej (zopakuje). Nedokáže dáta spracovať žiadnym iným spôsobom, teda kontrolovať ich správnosť a úplnosť. V zásade iba zosilňuje elektrický signál. Používa sa v sieťach LAN pri veľkých vzdialenostiach medzi uzlami, kde by vplyvom útlmu signálu v prenosovom médiu mohlo dôjsť k jeho poškodeniu.

Koaxiálny kábel

Koaxiálny kábel bol vyvinutý ako reakcia na potrebu rozšíriť šírku prenosového pásma a zvýšiť odolnosť vedenia voči šumu. Na rozdiel od skrúcaného páru, ktorý je vytvorený dvoma rovnakými vodičmi zakrútenými navzájom okolo seba, má koaxiálny kábel dva rozdielne vodiče. Vnútorný vodič je uložený v pevnom dielektriku, ktorý je obalený tienením (druhým vodičom) obvykle vo forme kovovej fólie alebo opletanej sieťky. Celý kábel je obalený izolačnou vrstvou, ktorá ho chráni pred vonkajšími vplyvmi.

Dnes je koaxiálny kábel postupne nahrádzaný inými vysokokapacitnými prenosovými káblami, na báze optických vláken (hlavne pre stále rastúce ceny medi), v oblastiach prenosu dát, ale stále patrí medzi najčastejšie používané káble na prenos analógového signálu prakticky vo všetkých druhoch diaľkových komunikácií.

• Diaľkové telefónne a TV trasy
• Siete káblovej televízie
• Lokálne počítačové siete
• Prepájanie prístrojov a systémov na krátke vzdialenosti (tzv. personal area networks - PAN).
• Prepájanie antén (vysielanie, prijímanie) - prenos analógového signálu.

Užitočné prenosové pásmo koaxiálneho kábla je dostatočne široké na simultánny prenos viac ako 10 000 telefónnych hovorov alebo niekoľko desiatok TV programov. Koaxiálny kábel má vysokú odolnosť voči všetkým druhom elektromagnetického rušenia. Je to dané tým, že sa používa ako nesymetrické vedenie, pričom vonkajšie tienenie je pripojené na potenciál zeme a tvorí tak efektívne tienenie pre vnútorný vodič.

Koaxiálne káble sú vhodné na prenos analógových i digitálnych signálov.

Krútená dvojlinka

Krútená dvojlinka (angl. twisted pair, TP) alebo tiež krútený kábel vo výpočtovej technike označuje štvorpárový kábel (káblový zväzok), kde jednotlivé vodiče sú uložené v pároch, pričom páry sú skrútené navzájom okolo seba. Vodiče v páre sú rovnocenné (žiaden z vodičov nie je pripojený na zem alebo zdroj napätia), preto sa takýto kábel označuje tiež ako symetrický. Kábel je určený na prenos dát v počítačových sieťach.

Typy káblov:

U/UTP (UTP) - kábel bez dodatočného tienenia

F/UTP (FTP ) - tienený fóliou – všetky páry

SF/UTP (S-FTP ) - Unshielded Twisted Pair - kábel tienený opletením a fóliou, šetky páry

U/FTP (STP) - Foiled Twisted Pair - kábel po pároch tienený fóliou

F/FTP (F-FTP) - Foiled Twisted Pair - po pároch tienený fóliou a spoločné tienenie fóliou

S/FTP - Screened Foiled Twisted Pair - po pároch tienený fóliou a spoločné tienenie opletením

S/STP - Screened Shielded Twisted Pair - jednotlivé páry sú tienené fóliou a zároveň všetky páry ešte tieniacou sieťkou.

Optické vlákno

Optické vlákno je skonštruované ako valcové jadro s priemerom niekoľkých jednotiek až desiatok km z materiálu s určitým indexom lomu, pokryté obalom z materiálu s menším indexom lomu. Pri dopade svetelného lúča na rozhranie jadra a obalu pod dostatočne veľkým uhlom dopadu (dostatočne „plocho“ či „tupo“) nastáva úplný odraz. Sériou takýchto odrazov sa lúč šíri z jedného konca vlákna na druhý.

Z tohto princípu vyplývajú niektoré technologické obmedzenia pri použití optických vlákien. Predovšetkým ide o ohyb: keďže v ohnutom vlákne dopadá lúč na rohranie jadro/obal pod iným uhlom ako v rovnom vlákne, je možné, že nastane len čiastočný odraz a časť svetla unikne (čo sa pre prenesené svetlo prejaví ako zvýšený útlm). Preto je dôležité dodržať minimálny predpísaný polomer ohybu pre dané vlákno (toto pochopiteľne závisí od pomeru indexov lomu jadra a obalu, takže neexistuje univerzálna hodnota pre všetky vlákna).

Ďalším javom je uhol, v ktorom je potrebné umiestniť zdroj svetla, aby jeho svetlo bolo naviazané do vlákna tak, aby sa ďalej šírilo vláknom (tzv. numerická apertúra). Tento tiež závisí od rozdielov indexov lomu jadra a obalu a tiež od priemeru jadra a býva pomerne malý, z čoho vyplýva náročnosť polohovania zdroja svetla a detektora voči koncom vlákna.

Rack

Je štandardizovaný systém umožňujúci prehľadnú montáž a prepojovanie rôznych elektrických a elektronických zariadení spolu s vyústením káblových rozvodov do stĺpcov nad sebou v oceľovom ráme.

Rám je tvorený dvoma plochými koľajnicami, vzdialenými od seba približne 18 palcov (457 mm). V koľajniciach sú štvorcové alebo okrúhle otvory s vodorovnou vzdialenosťou 19 palcov (483 mm). Vo zvislom smere je rack členený na jednotky (U) s veľkosťou 1,75 palca (44,45 mm). Pre jednu U sú v ráme tri otvory. Zariadenia montované do rámu majú po stranách úchytky s otvormi s rovnakou vzdialenosťou a ich výška zodpovedá určitému násobku U.