vod do programovania a siet Potaov siete a

Úvod do programovania a sietí Počítačové siete a ich modely prof. RNDr. Valerie Novitzká, Ph. D. KPI FEI TU Košice © 2008 KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely

Komunikácia je sprostredkovanie informácií, väčšinou v podobe hovoreného alebo písaného slova. V informatike – údajová komunikácia: diaľkový prenos údajov oboma smermi a ich spracovanie pomocou počítačov. Diaľkový prenos : vysielanie a prijímanie údajov medzi koncovými používateľmi KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 2

Typy prenášaných údajov: § text, § hlas, § video, § ostatné údaje. Komunikačný proces klasifikujeme podľa: n spôsobu komunikácie (interaktívne, neinteraktívne), n času potrebného na výmenu údajov, n toho, či ide o jednosmernú alebo obojsmernú výmenu informácií KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 3

Počítačová sieť: Súhrnné označenie technických a programových prostriedkov, pomocou ktorých sa realizuje ich vzájomné prepojenie. Umožňuje používateľom navzájom komunikovať pomocou stanovených pravidiel. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 4

Výhody počítačových sietí: § § § zdieľanie údajov, zdieľanie prostriedkov, zvýšenie spoľahlivosti systému. Vývoj počítačových sietí: proprietárne systémy (SNA, DECNet, a pod. ), § prepojenie rôznych sietí (Internetting project), § zavedenie štandardov sietí, § otvorené systémy. § KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 5

Štandardy Štandardizujúce organizácie: § ISO § IEEE-SA založená 1963 (Institute of Electrical and Electronic Engineers – Standards Association) KPI FEI TU Košice založená 1947 (International Organization for Standardization) Počítačové siete a ich modely 6

Základné pojmy § § § uzol siete (node), hostiteľský počítač (host), prenosové médium, prenosová linka (prenosová cesta, trasa), architektúra siete – definuje vnútornú štruktúru riadenia komunikácie spolu s technickými a programovými prostriedkami, topológia siete - definuje priestorové rozloženie siete a spôsob prístupu k prenosovému médiu. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 7

Referenčný model OSI – Open Systems Interconnection (ISO 7498) Definuje jednotnú hierarchickú architektúru siete. Skladá sa zo siedmich vrstiev: 1. fyzická 2. spojová (datalinková) 3. sieťová 4. transportná 5. relačná 6. prezentačná 7. aplikačná KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 8

Výhody hierarchického modelu § rozčlenenie funkcií siete do vrstiev, n jasná formulácia funkčnosti vrstiev, n konštrukčný základ pre návrh sieťových produktov, n zvýšenie miery spolupráce medzi odlišnými sieťami, n jednoduchšie riešenie problémových situácií, n zvyšuje rýchlosť rozvoja sieťového odvetvia. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 9

Protokoly a rozhrania § Komunikačný protokol je súbor pravidiel, formátov a procedúr pre komunikáciu medzi rovnocennými vrstvami na rôznych uzloch, § Rozhranie definuje spôsob spolupráce dvoch susedných vrstiev na tom istom uzle, § Protokolové údajové jednotky (PDU) sú údaje prenášané medzi uzlami siete na báze komunikačných protokolov. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 10

Referenčný model OSI KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 11

Protokolové údajové jednotky § fyzická vrstva prenáša reťazce bitov, § spojová vrstva prenáša rámce, § sieťová vrstva prenáša pakety, § transportná vrstva prenáša segmenty (T-PDU), § relačná vrstva prenáša správy (R-PDU), § prezentačná vrstva prenáša správy (P-PDU), § aplikačná vrstva prenáša správy (A-PDU). KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 12

Rozdelenie vrstiev Sieťovo závislé – fyzická, spojová, sieťová; ich funkcie závisia od konkrétnej siete, Sieťovo nezávislé – transportná, relačná, prezentačná, aplikačná; ich funkcie nezávisia od konkrétnej siete. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 13

Funkcie vrstiev modelu OSI Fyzická vrstva: § poskytuje služby spojovej vrstve, § zabezpečuje sériový prenos bitov medzi dvoma uzlami, § zaoberá sa elektrickými a mechanickými charakteristikami prenosového média, kódovaním signálu, špecifikáciami konektorov a pod. , § poskytuje nezabezpečené spojenie dvoch priamo prepojených uzlov. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 14

Funkcie vrstiev modelu OSI Spojová vrstva: § využíva služby fyzickej vrstvy a poskytuje služby sieťovej vrstve, § zabezpečuje prenos rámcov, § obsahuje definície štandardov lokálnych sietí, § zabezpečuje detekciu chýb, § riadi tok údajov medzi dvoma uzlami, aby nedošlo k uviaznutiu. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 15

Funkcie vrstiev modelu OSI Sieťová vrstva: § využíva služby spojovej vrstvy a poskytuje služby transportnej vrstve, § zabezpečuje prenos paketov, § zabezpečuje logické adresovanie, § zabezpečuje smerovanie v sieti, § je jedinou vrstvou, ktorá „vidí“ topológiu siete, § môže riadiť tok údajov a zabezpečiť prenos voči chybám. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 16

Funkcie vrstiev modelu OSI Transportná vrstva: § využíva služby sieťovej vrstvy a poskytuje služby relačnej vrstve, § zabezpečuje komunikáciu iba medzi koncovými používateľmi, § poskytuje služby piatich tried: trieda 0 – len vytvorenie spojenia, prenos údajov. trieda 4 – aj riadenie toku údajov, zabezpečenie prenosu voči chybám, segmentovanie a desegmentovanie. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 17

Funkcie vrstiev modelu OSI Relačná vrstva: § využíva služby transportnej vrstvy a poskytuje služby prezentačnej vrstve, § vytvára, udržiava a ruší logické spojenia – relácie, § zabezpečuje vkladanie bodov návratu do dlhých správ. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 18

Funkcie vrstiev modelu OSI Prezentačná vrstva: § využíva služby relačnej vrstvy a poskytuje služby aplikačnej vrstve, § zaoberá sa vnútornou reprezentáciou údajov a ich konverziou, § zabezpečuje kompresiu a šifrovanie správ. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 19

Funkcie vrstiev modelu OSI Aplikačná vrstva: § využíva služby prezentačnej vrstvy, § sprístupňuje sieťové služby koncovým používateľom – aplikačným procesom, § zabezpečuje používateľské rozhranie k sieťovým službám. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 20

Elementárne operácie KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 21

Typy služieb Tri dvojice typov služieb: n so spojením / bez spojenia, s potvrdením / bez potvrdenia, n n KPI FEI TU Košice spoľahlivé / nespoľahlivé. Počítačové siete a ich modely 22

Prepojovacie prvky KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 23

Prepojovacie prvky na fyzickej vrstve: opakovač rozbočovač na spojovej vrstve: most prepínač na sieťovej vrstve: smerovač na úrovni sieťovo nezávislých vrstiev: brána KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 24

Opakovač a rozbočovač Opakovač: Rozbočovač: § spájajú dva segmenty siete, § zosilňujú a regenerujú signál, § nezávisia na protokoloch. § multiportový opakovač (koncentrátor), §môžu byť: § pasívne, § aktívne, § inteligentné. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 25

Most a prepínač Most: § spája dve rovnaké lokálne siete, § logicky oddeľuje dva segmenty siete na základe fyzickej adresy (MAC), § prepúšťa len tie rámce, ktorých adresát je v príslušnom segmente. Prepínač: § multiportové mosty, § môžu pracovať na spojovej aj sieťovej vrstve. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 26

Smerovač: § spája rôzne lokálne siete, § zabezpečuje smerovanie v sieti, § spravuje smerovacie tabuľky. Smerovacie tabuľky: § statické, § dynamické. Metrika: logická vzdialenosť medzi uzlami meraná v počte skokov z uzla na uzol KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 27

Príklad smerovania KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 28

Brána: KPI FEI TU Košice § konvertuje protokoly, § spája dve rôzne siete, ktoré sa líšia protokolmi aj spôsobom prevádzky, § slúži ako jediné spojenie siete s vonkajším svetom. Počítačové siete a ich modely 29

Realizácia fyzickej vrstvy Prenosové médiá: § metalické káble, § optické káble, § bezdrôtové spojenia. Metalické káble: KPI FEI TU Košice § koaxiálne káble § krútená dvojlinka. Počítačové siete a ich modely 30

Koaxiálne káble § hrubý ethernet thicknet 10 BASE 5 § prenosová rýchlosť 10 Mbps, § max. dĺžka segmentu 500 m, § priemer kábla 10 mm, § do interiérov aj exteriérov. § tenký ethernet thinnet 10 BASE 2 § prenosová rýchlosť 10 Mbps, § max. dĺžka segmentu 200 m, § priemer kábla 3, 5 mm, § len do interiérov. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 31

Krútená dvojlinka § štyri páry vodičov, každé dva krútené okolo seba, a všetky štyri krútené spolu § maximálna prenosová rýchlosť 100 Mbps, § maximálna dĺžka 100 m, § niekoľko druhov: § STP Shielded Twisted Pair, § FTP Foil Twisted Pair, § UPT Unshielded Twisted Pair. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 32

Optické vlákna § svetelný lúč, vid, generuje LED dióda, § detekuje ho fotodióda, alebo fototranzistor, , § optický lúč sa pri prechode do iného opt. prostredia: § láme (refrakcia), § odráža (reflexia). § optické vlákna rozlišujeme: § jednovidové, § mnohovidové. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 33

Bezdrôtové spojenia § rádiové vlny, § laserové lúče, § satelitné spojenia. KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 34

Ďakujem za pozornosť KPI FEI TU Košice Počítačové siete a ich modely 35