Menu Zamknij

Podstawy budowy sieci komputerowych

Sieć komputerowa jest to zbiór komputerów i innych urządzeń połączonych z sobą kanałami komunikacyjnymi oraz oprogramowanie wykorzystywane w tej sieci. Najmniejsza sieć komputerowa składa się z dwóch komputerów. Sieć komputerowa umożliwia wzajemne przekazywanie informacji oraz udostępnianie zasobów własnych między podłączonymi do niej urządzeniami, zwanymi punktami sieci.

Główne korzyści płynące z połączenia komputerów w sieć to:

  • łatwa wymiana danych,
  • współdzielenie zasobów sprzętowych,
  • centralne składowanie programów i danych,
  • automatyzacja wykonywania kopii zapasowych,
  • zdalny dostęp,
  • łatwa rozbudowa infrastruktury
  • rozpowszechnianie wolnego i otwartego oprogramowania.

Ze względu na obszar działania wyróżniamy następujące typy sieci:

  1. LAN (local area network) – sieć komputerowa łącząca komputery na określonym obszarze (blok, szkoła, laboratorium, biuro). Sieć LAN może być wydzielona zarówno fizycznie, jak i logicznie w ramach innej sieci. LAN charakteryzuje się wyższym wskaźnikiem transferu danych i mniejszym obszarem geograficznym niż MAN i WAN. Odmianą tej sieci jest bezprzewodowa sieć lokalna, WLAN
  2. MAN (metropolitan area network) jest to duża sieć komputerowa, obejmująca swoim zasięgiem miasto lub nawet całą aglomerację. Sieć miejska MAN łączy ze sobą sieci LAN.
  3. WAN (wide area network) – sieć komputerowa znajdująca się na obszarze wykraczającym poza miasto, kraj lub kontynent. Internet jest obecnie największą istniejącą siecią WAN.

Ze względu na model funkcjonowania wyrózniamy następujące typy sieci:

  • Peer-to-peer (P2P) – model komunikacji w sieci komputerowej zapewniający wszystkim hostom te same uprawnienia, w odróżnieniu od architektury klient-serwer. Udostępniane pliki to głównie to, czego nie można znaleźć na publicznych serwerach WWW. Często udostępniane są różne utwory, na które nie ma zgody właścicieli praw autorskich, takie jak: muzyka, filmy, książki w postaci elektronicznej, programy komputerowe.
  • Klient-serwer (ang. client/server, client-server model) – architektura systemu komputerowego, w szczególności oprogramowania, umożliwiająca podział zadań (ról). Polega to na ustaleniu, że serwer zapewnia usługi dla klientów, zgłaszających do serwera żądania obsługi. Podstawowe, najczęściej spotykane serwery działające w oparciu o architekturę klient-serwer to: serwer poczty elektronicznej, serwer WWW, serwer plików, serwer aplikacji. Z usług jednego serwera może zazwyczaj korzystać wiele klientów. Jeden klient, w ogólności, może korzystać jednocześnie z usług wielu serwerów.

Ze względu na topologię (układ przestrzenny) wyróżniamy:

  • Topologia magistrali (szyny)  – wszystkie elementy sieci podłączone są do jednej magistrali (zazwyczaj w postaci kabla koncentrycznego).
  • Topologia liniowa  – odmiana topologii magistrali, w której każdy element sieci (oprócz granicznych) połączony jest dokładnie z dwoma sąsiadującymi elementami.
  • Topologia pierścienia  – poszczególne elementy są połączone ze sobą w taki sposób jak w topologii liniowej, a dodatkowo połączone zostały elementy graniczne tworząc zamknięty pierścień.
  • Topologia gwiazdy – elementy końcowe są podłączone do jednego punktu centralnego, koncentratora (koncentrator tworzy fizyczną topologię gwiazdy, ale logicznie jest to magistrala) lub przełącznika. Stosowana do łączenia urządzeń za pomocą skrętki lub kabla światłowodowego. Każdy pojedynczy kabel jest używany do połączenia z siecią dokładnie jednego elementu końcowego. W najprostszej odmianie sieć o topologii gwiazdy zawiera przełącznik (ang. switch) lub koncentrator (ang. hub) łączący pozostałe elementy sieci.
Zalety topologii gwiazdy:

  • większa przepustowość
  • łatwa lokalizacja uszkodzeń ze względu na centralne sterowanie
  • wydajność
  • łatwa rozbudowa
  • awaria komputera peryferyjnego (terminala) nie blokuje sieci
  • przejrzystość sieci
Wady topologii gwiazdy:

  • ograniczona ilość komputerów
  • duża liczba połączeń (duże zużycie kabli)
  • gdy awarii ulegnie punkt centralny (koncentrator lub przełącznik), to cała sieć przestaje funkcjonować

Rodzaje przewodów sieciowych:

  • kabel koncentryczny
  • skrętka
  • światłowód

Popularne urządzenia występujące w sieciach komputerowych:

  • karta sieciowa – karta rozszerzenia służąca do przekształcania pakietów danych w sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej,
  • router – służy do łączenia różnych sieci komputerowych (różnych w sensie informatycznym, czyli np. o różnych klasach, maskach itd.), pełni więc rolę węzła komunikacyjnego.
  • koncentrator (hub) – urządzenie pozwalające na przyłączenie wielu urządzeń sieciowych do sieci komputerowej o topologii gwiazdy.
  • przełącznik (switch) urządzenie centralne służące do realizacji połączeń między komputerami w sieciach opartych na topologii gwiazdy. Przełącznik przechowuje w wewnętrznej pamięci numery MAC interfejsów sieciowych, które są skojarzone z portami RJ-45 do których podłączone są komputery. Dzięki sprawdzeniu adresu każdej ramki danych switch przesyła pakiety tylko do właściwego komputera.
  • punkt dostępu, punkt dostępowy (access point, AP) – urządzenie zapewniające hostom dostęp do sieci komputerowej za pomocą bezprzewodowego nośnika transmisyjnego, jakim są fale radiowe.
  • most (bridge) działa w sposób odwrotny do punktu dostępowego – dzięki niemu sygnał sieci bezprzewodowej możemy zamienić na połączenie kablowe
  • wzmacniacz sygnału sieci bezprzewodowej (wireless repeater, wireless range extender) – urządzenie elektroniczne służące do zwiększenia zasięgu bezprzewodowej sieci lokalnej (WLAN) działającej w oparciu o standard Wi-Fi. Stosowany jest w przypadku nadmiernego oddalenia niektórych hostów od punktu dostępowego (access point) skutkującego spadkiem mocy odbieranego sygnału radiowego uniemożliwiającym nawiązanie stabilnego połączenia bezprzewodowego.
  • adaptery PowerLine pozwalają przesyłać sygnał sieci poprzez instalację elektryczną.
  • serwer wydruku – pozwala podłączyć do sieci drukarkę która nie posiada możliwości pracy w sieci
  • kamera IP – pozwala korzystać z dostępu do kamer za pomocą sieci
  • bramka VOIP – pozwala wykonywać połączenia telefoniczne zwykłym telefonem za pomocą łączy sieciowych
  • Telefon IP – pozwala wykonywać połączenia za pomocą sieci komputerowej