We współczesnym świecie komunikacja odgrywa ważną rolę w przekazywaniu informacji. Komunikujemy się z innymi bezpośrednio za pomocą np. głosu, znaków, gestów. Również komunikacja na odległość stała się już codziennością. Wykorzystujemy w tym celu różne urządzenia techniczne, takie jak telefony stacjonarne i komórkowe, usługi pocztowe, stacje radiowe i telewizyjne. Coraz większą rolę w procesach komunikacji odgrywają sieci komputerowe. Sieć komputerowa (Computer network) jest systemem komunikacyjnym służącym do przesyłania danych, łączącym co najmniej dwa komputery i urządzenia peryferyjne.
Sieci komputerowe łączą ze sobą odległe komputery. Ze względu na obszar, jaki obejmują swym zasięgiem, przeznaczenie i przepustowość sieci można podzielić na następujące typy:
Sieci osobiste PAN (Personal Area Network) – sieci o zasięgu kilku metrów wykorzystywane np. do bezprzewodowego połączenia telefonu komórkowego ze słuchawką, komputera z myszką lub klawiaturą.
Sieci lokalne LAN (Local Area Network) – sieci łączące użytkowników na niewielkim obszarze (pomieszczenie, budynek). W sieciach LAN prędkość przesyłania danych jest duża. Przykładem sieci lokalnej może być sieć szkolna.
Sieci miejskie MAN (Metropolitan Area Network) – sieci o zasięgu miasta, najczęściej szybkie. Umożliwiają połączenia między sieciami lokalnymi uczelni, ośrodków naukowych, organów administracji i centrów przemysłowych.
Sieci rozległe WAN (Wide Area Network) – sieci, których zasięg przekracza granice miast, państw i kontynentów. Składają się z węzłów i łączących je łączy transmisyjnych, realizowanych za pomocą publicznej sieci komunikacyjnej, np. telefonicznej, kanałów satelitarnych, radiowych. Dostęp do sieci rozległej uzyskuje się przez dołączenie komputerów lub sieci lokalnych do węzłów sieci. Przykładem sieci rozległej jest internet.
Sieci komputerowe umożliwiają:
- współużytkowanie programów i plików,
- współużytkowanie innych zasobów, takich jak: drukarki, plotery, pamięci masowe,
- współużytkowanie baz danych,
- ograniczenie wydatków na zakup stacji roboczych,
- tworzenie grup roboczych, w których ludzie z różnych miejsc mogą uczestniczyć w tym samym projekcie,
- wymianę poczty elektronicznej.
Na sieci komputerowe składają się elementy sprzętowe oraz programowe.
Do elementów sprzętowych sieci zaliczamy:
- Urządzenia transmisji– nośniki używane do transportu sygnałów biegnących przez sieć do ich miejsc docelowych. Najczęściej stosowanymi nośnikami są kable miedziane i światłowodowe. Nośniki mogą być również niematerialne, jak przestrzeń, przez którą są przesyłane światło lub fale radiowe.
- Urządzenia dostępu– są odpowiedzialne za formatowanie danych w taki sposób, aby nadawały się one do przesyłania w sieci. Odpowiadają także za umieszczanie danych w sieci oraz ich odbieranie. W sieci lokalnej urządzeniami dostępu są karty sieciowe. W sieciach rozległych urządzeniami dostępu są modemy.
- Urządzenia wzmacniania przesłanych sygnałów– urządzenia, które odbierają przesyłane sygnały, wzmacniają je i wysyłają z powrotem do sieci. W sieciach lokalnych tę funkcję pełni koncentrator, który umożliwia ponadto przyłączanie do sieci wielu urządzeń.
Składnikami programowymi sieci są:
- Protokoły (protocols)– określają sposoby komunikowania się urządzeń; przykładem protokołu może być IP.
- Sterowniki urządzeń (drivers)– programy umożliwiające działanie urządzeniom, takim jak karty sieciowe.
- Oprogramowanie komunikacyjne (communication software)– korzysta ono z protokołów i sterowników do wymiany danych. Są to np. programy do udostępniania zasobów, programy przesyłania plików, programy do obsługi poczty elektronicznej, przeglądarki internetowe itp.
Dane w sieci przesyłane są pomiędzy nadawcą a odbiorcą przez łącza komunikacyjne (communication links). Łącze komunikacyjne to zespół środków technicznych służących do przesyłania sygnałów między oddalonymi stacjami sieci teleinformatycznej, np. kanał telefoniczny. Pomiędzy nadawcą a odbiorcą danych może znajdować się wiele węzłów sieci (nodes). Węzeł sieci to urządzenie sieciowe, w którym zbiega się wiele łączy komunikacyjnych. Węzeł sieci kieruje przesyłaniem informacji do odpowiedniego łącza. Węzłami sieci lokalnych mogą być przełączniki sieciowe (switches), a w sieciach rozległych stosuje się routery (routers).
W sieci istnieje wiele komputerów, których zadaniem jest świadczenie pewnych usług innym urządzeniom w sieci, np. udostępnianie plików, drukarek lub innych zasobów. Komputer taki nazywany jest serwerem (serwer), a urządzenie korzystające z tych usług – klientem (client). Serwerem może być zwykły komputer, jednak w celu pełnego wykorzystania możliwości i zapewnienia niezawodności powinna to być maszyna przystosowana do pracy ciągłej, wyposażona w duże i szybkie dyski twarde, dużą ilość pamięci RAM oraz wydajne procesory.
Profesjonalne urządzenia sieciowe, takie jak przełączniki, routery, serwery i inne, przystosowane są do montażu w specjalnych szafach dystrybucyjnych typu RACK. Standardowa szerokość urządzeń wynosi 19” (19 cali, 482 mm). Wysokość urządzeń określana jest w jednostkach U. 1 U oznacza urządzenie o wysokości 1,75” (44,5 mm). Szafy dystrybucyjne stojące mogą mieć wysokość do 47 U (w takiej szafie można zmieścić np. 47 modularnych urządzeń o wysokości 1U). Szafki wiszące są na ogół mniejsze i mają wysokość kilku lub kilkunastu U. Szafy mogą być wyposażone w dodatkowe urządzenia, takie jak zestawy wentylatorów, moduły oświetlenia, zamki i systemy kontroli dostępu.
Aby dane mogły niezawodnie przemieszczać się pomiędzy poszczególnymi punktami sieci, każdy z takich punktów musi być jednoznacznie oznaczony. Każde urządzenie pracujące w sieci i każdy komputer ma przypisany identyfikator, który jednoznacznie identyfikuje go w sieci. Identyfikator taki nazywany jest adresem sieciowym (network address). W sieciach stosowane są różne systemy adresowania, np. w sieci internet obowiązują adresy IP, a w sieciach Ethernet każde urządzenie ma unikatowy adres fizyczny (MAC).
Dane przed przesłaniem ich przez sieć dzielone są na mniejsze części, np. ramki lub pakiety, które łatwiej przesyłać. Każda z tych części zaopatrzona jest w adres miejsca źródłowego i docelowego, dzięki czemu można określić, kto jest nadawcą i adresatem danych, a także mogą one niezależnie od innych przemieszczać się w sieci.
Pojęcia związane z siecią komputerową:
Host – urządzenie końcowe sieci komputerowej, stanowiące źródło lub celu przesyłania danych w sieci. Hostem jest każde urządzenie w sieci, któremu przypisano adres IP.
Serwer – komputer, na którym zainstalowane jest specjalistyczne oprogramowanie, oferujący usługi innym komputerom (WWW, poczta elektroniczna, zasoby plikowe).
Klient – komputer korzystający z usług udostępnianych przez serwery.
Klient – Serwer – architektura sieci komputerowej, w której występuje komputer udostępniający usługi (serwer) oraz komputery korzystające z tych usług (klienci).
Peer to Peer (P2P) – architektura sieci komputerowej, w której nie występuje jeden komputer udostępniający usługi, wszystkie komputery w tej sieci działają na równorzędnych prawach.
Medium transmisyjne – element sieci komputerowej, za pomocą którego wzajemnie komunikują się urządzenia, może nim być kabel miedziany, światłowodowy, jak również fale radiowe (WiFi).
Protokół komunikacyjny – określony sposób (język) komunikacji, dzięki któremu możliwa jest wymiana danych pomiędzy urządzeniami w sieci.
LAN (ang. Local Area Netwok) – lokalna sieć komputerowa, obejmująca swoim zasięgiem pomieszczenie, piętro, budynek lub zbiór budynków.
MAN (ang. Metropolitan Area Netwok) – miejska sieć komputerowa, obejmująca swoim zasięgiem miasto lub aglomerację miejską.
WAN (ang. Wide Area Netwok) – rozległa sieć komputerowa, komunikująca ze sobą odległe sieci LAN.
Topologia fizyczna sieci – określa sposób połączenia ze sobą komputerów w sieci.
Topologia logiczna sieci – określa sposób komunikowania ze sobą komputerów w sieci.
Karta sieciowa (ang. NIC – Network Interface Card) – adapter instalowany w urządzaniach (komputerach, telefonach, itp.), dzięki któremu możliwe jest podłączenie tego urządzenie do sieci komputerowej.
Ruter (ang. Router) – urządzenie sieciowe, którego głównych zadaniem jest łączenie ze sobą różnych sieci, w celu umożliwienia im wzajemnej komunikacji oraz określanie ścieżki przepływu danych pomiędzy sieciami na podstawie adresu IP (ang. Routing).
Przełącznik (ang. Switch) – urządzenie sieciowe, które łączy urządzenia w sieci lokalnej oraz decyduje o przesyle danych pomiędzy urządzaniami na podstawie adresu MAC.
Adres to unikatowy ciąg znaków za pomocą, którego odbywa się identyfikacja urządzenia w sieci.
Wyróżniamy adresy:
– logiczne (adres IP)
– fizyczne (adres MAC)
Adres fizyczny nadawany jest przez producenta każdej karcie sieciowej podczas jej wytwarzania i umieszczany jest w jej pamięci ROM. Jest 48 bitowy, przedstawiony w postaci 12 cyfr w kodzie szesnastkowym. Przykładowy adres MAC 00-ff-12-f0-0A-f0),
Adres logiczny jest identyfikatorem zasobu w sieci i jest nadawany przez administratora sieci lub uzyskany z serwera DHCP. Adres IP jest takim adresem logicznym – może być typu IPv4 lub IPv6.
Internet (Intersieć)– siatka połączonych ze sobą sieci rozległych.
Intranet – prywatna sieć, wykorzystująca w komunikacji standardy sieci Internet, takie jak WWW, FTP czy POP3 i SMTP, do której dostęp mają tylko upoważnieni użytkownicy (np. do Intranetu w firmie XYZ mają dostęp tylko pracownicy tej firmy)
Extranet – rozszerzenie sieci prywatnej (Intranet), umożliwiające dostęp do jej zasobów również dla innych użytkowników.
VPN – prywatna sieć, do zasobów której możemy się dostać przez sieć Internet, wykorzystując tzw. tunelowy kanał transmisji danych.
DNS (ang. Domain Name System) – system zmieniający nazwę mnemoniczną (zrozumiałą dla człowieka), np. onet.pl na odpowiadający jej adres IP w sieci.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – usługa wykorzystywana do dynamicznego przydzielania stacjom roboczym adresów IP.
WWW (World Wide Web) – najpopularniejsza z dostępnych usług w sieci Internet, powstała w 1991. Zbiór dokumentów stworzonych najczęściej, choć niekoniecznie, za pomocą języka HTML i odnoszących się do siebie nawzajem dzięki tzw. odnośnikom. Pomimo, że dokumenty te są umieszczone na różnych komputerach w odległych od siebie geograficznie miejscach, wspólny system nazw oparty na tzw. URL umożliwia stworzenie w ramach danego dokumentu odnośnika do niemal każdego innego, dostępnego w sieci Internet. Wielką popularność WWW zawdzięcza niezwykłej łatwości obsługi, tworzenia i utrzymywania odpowiednich dokumentów, a także atrakcyjnej stronie graficznej. Strony WWW można odwiedzać za pomocą programu – przeglądarki WWW (np. Internet Explorer albo Netscape Navgator). Do przeglądania WWW używany jest protokół HTTP.
URL (Universal Resource Locator, Uniform Resource Locator) – standard nazewniczy stworzony wg pewnych ściśle zdefiniowanych reguł, używany m. in. w protokole HTTP, umożliwiający jednoznaczne identyfikowanie serwerów i zgromadzonych w nich zasobów. Pozwala na wskazanie lokalizacji i sposobu dostępu do każdego dokumentu osiągalnego za pomocą podstawowych usług sieci Internet.
Adres URL składa się z następujących elementów:
- nazwy protokołu (np. HTTP, FTP),
- hierarchicznej nazwy serwera,
- ścieżki dostępu do zasobu w ramach danego serwera.
HTTP (HyperText Transfer Protokol) – protokół sieciowy umożliwiający przeglądanie stron WWW. Strony te muszą być umieszczone na komputerze, który pełni funkcję serwera stron WWW. Klientem jest komputer, na którym jest uruchomiona przeglądarka WWW i wybrany w niej został adres strony na serwerze.
FTP (File Transfer Protocol) – protokół umożliwiający przesyłanie plików poprzez sieć Internet. Aby możliwe było przesyłanie plików za pomocą tego protokołu, jeden komputer musi pełnić rolę serwera FTP. Teraz na drugim użytkownik może uruchomić program klienta FTP, za pomocą którego loguje się do serwera. Teraz możliwe jest już przesyłanie plików w dwie strony. Użytkownik nie zawsze jednak ma dostęp do wszystkich plików na serwerze, zależy to od uprawnień, jakie mu przysługują. Popularną usługą jest także anonimowe FTP. Użytkownik może się zalogować do komputera, na którym nie ma żadnych praw dostępu. Jako nazwę użytkownika podaje „anonymous”, hasłem zaś jest jego adres e-mail. Użytkownik ma wtedy możliwość korzystania z wybranych zasobów serwera.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – podstawowy protokół bez którego porozumiewanie się różnych komputerów w sieci (a zatem i Internet) nie byłoby możliwe. Protokół ten powstał dla komputerów pracujących pod systemem UNIX, w tej chwili jest dostępny dla większości platform (w tym także dla PC, Maca i Linuxa). Za pomocą TCP/IP przesyłane są dane wszystkich aplikacji komunikujących się przez sieć, takich jak programy pocztowe (protokoły SMTP, POP3, IMAP), programy klientów FTP, przeglądarki WWW (protokół HTML). Protokół ten wykorzystywany jest także w sieciach LAN.
Na podstawie: internet