Externé štúdium - Princípy fungovania IKT

Princípy fungovania IKT

 

Počítačová sieť

Téma: Počítačová sieť– výhody, architektúra, rozdelenie sietí podľa rozľahlosti (spôsoby pripojenia).

Cieľ: Charakterizovať základné pojmy sieti, rozdeliť siete z rôznych hľadísk.

Počítačová sieť

Počítačová sieť je systém vzájomne prepojených a spolupracujúcich počítačov. Medzi nimi možno prostredníctvom siete prenášať informácie.

Podľa veľkosti

	Personal area network (PAN) - spolupracujúce zariadenia slúžiace jednej osobe
	Local area network (LAN) – lokálna sieť
	Metropolitan area network (MAN) – metropolitná sieť
	Wide area network (WAN) – sieť pokrývajúca väčšie geografické územie ako mesto

Podľa funkčného vzťahu

	Klient-server
	Peer-to-peer (Workgroup)

Podľa topológie siete

	Zbernica
	Hviezda
	Kruh
	Neúplný graf (sieť)
	Hviezda-zbernica

Druhy počítačov v sieti

Siete fungujú v zásade na dvoch princípoch podľa funkcie jednotlivých počítačov:

architektúra klient-server:

	klient alebo pracovná stanica slúži používateľovi. Využíva služby siete.
	Server poskytuje služby a prostriedky klientom, zvyčajne viacerým zároveň.

                        V sieti môže byť ľubovoľný počet serverov a pracovných staníc. Serverov býva rádovo menej ako klientov. Ak je               serverov v sieti viac, môžu sa navzájom v poskytovaní služieb a prostriedkov dopĺňať.

·        architektúra peer-to-peer:
       všetky počítače plnia rovnakú úlohu, služby si poskytujú navzájom. Jednotlivé uzly plnia zároveň funkcie servera aj klienta.

Základné časti siete

Sieť pozostáva z týchto základných častí:

	Hardware - zahrňuje všetky technické prostriedky počítača. Patria sem aj prostriedky, ktorými je realizované vlastné prepojenie siete (sieťové adaptéry- sieťové karty)
	Software - programové vybavenie, ktoré v spolupráci s hardvérom siete zabezpečuje funkcie siete. U niektorých operačných systémov sú tieto funkcie už jeho súčasťou. Väčšinou je realizované pomocou rezidentných programov.
	Organizačné zabezpečenie - je poslednou a často podceňovanou súčasťou siete. Zahŕňa hlavne opatrenia na zaistenie správy siete a súbor pravidiel správania sa používateľov pri používaní siete. Patrí sem zabezpečenie funkcie správcu siete, ktorý sa stará o chod a riadenie siete.

 

Význam počítačových sietí

	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 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.

Ak má používateľ svoje programy a údaje uložené na serveri, je možné v prípade poruchy pracovnej stanice pokračovať v práci na inej pracovnej stanici.

 

Rozdelenie podľa rozlohy

Lokálne siete

Personal Area Network (PAN) – malá domáca sieť jedného užívateľa, káblová.

Wireless Personal Area Network (WPAN) –bezdrôtová PAN sieť

Local Area Network (LAN) – väčia sieť napríklad zlúčenie privátnych sietí

Wireless LAN (WLAN) – bezdrôtové LAN sieť

Nelokálne siete

	Metropolitan Area Network (MAN)- mestská sieť. Jedná sa o prepojenie niekoľko budov resp. niekoľko LAN sietí na vzájomnú sieť.
	Wide Area Network (WAN) – rozsiahla často medzinárodná sieť tvorená zväčša vysokorýchlostnými optickými káblami z dôvodu potreby vysokých prenosových rýchlostí.
	Global Area Network (GAN)- celosvetová sieť spájajúca kontinenty. Sieť je tvorená optickými vedeniami ale aj družicami.
	Virtual Private Network (VPN)- Virtuálna privátna sieť- je to virtuálne vytvorená sieť na sieti poskytovateľa napr. telefónna VPN je vytvorená na sieti telefónnej spoločnosti. Užívatelia VPN siete medzi sebou komunikujú ako v privátnej sieti teda prakticky zadarmo. Platí sa len za poskytovanie siete. Takéto siete používajú najmä veľké spoločnosti.

 

Rozdelenie podľa topológie

Všetky návrhy siete vychádzajú z troch základných topológií:

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

Ďalšie možnosti topológie siete:

	Neobmedzená topológia
	Varianty hlavných topológií

 

 

 

Topológia	Výhody	Nevýhody
Zbernicová	Ekonomické využitie kábla. Média nie sú drahé a ľahko sa s nimi pracuje. Jednoduchá, spoľahlivá. Ľahko sa rozširuje.	Sieť môže pri veľkej prevádzke spomaliť. Porušenie kábla môže ovplyvniť veľa používateľov. Problémy sa ťažko fixujú.
Hviezdicová	Rovnocenný prístup pre všetky počítače. Vyvážený výkon aj pri veľkom počte používateľov.	Zlyhanie jedného počítača môže mať dopad na celú sieť. Rekonfigurácia siete preruší jej prevádzku. Problémy sa ťažko fixujú.
Prstencová	Ľahká modifikácia a pridávanie nových počítačov. Centrálne monitorovanie a správa. Zlyhanie jedného počítača neovplyvní ostatok siete.	Ak zlyhá centrálny prvok, zlyhá celá sieť.
MESH	Použitie pre veľké siete. V uzloch sa nachádzajú smerovače ktoré určia najlepšiu možnú trasu dát. Na pripojenie počítača k LAN sa používa Swich(prepínač)	Vyššie materiálne náklady.

 

 

TCP/IP model sa skladá z :

·         Aplikačnej vrstvy

·         Transportnej vrstvy

·         Sieťovej vrstvy

·         Linkovej vrstvy

·         Fyzickej vrstvy

 

 

Sieť typu SERVER- KLIENT:

Zväčša jeden hlavný počítač (server) má v sieti dominantné postavenie riadi prevádzku v sieti a poskytuje ostatným počítačom v sieti svoje systémové prostriedky. Počítače využívajúce služby servera nazývame klienti.

 

 

 

 

 

 

Sieť typu PEER to PEER:

Užívateľ siete (PEER) poskytuje svoje zdroje potrebám v sieti. V tomto druhu siete neexistuje nadradený počítač. Každý počítač si je rovný a poskytuje rovnaké systémové prostriedky potrebám siete.

 

 

 

 

 

Samotný prenos v sieťach prebieha:

·         Káblový prenos dát (wired)

-         Metalické vedenia

-        Optické káble

·         Bezkáblový prenos dát (wireless)

o        Krátkeho dosahu

-         Bluetooth

o        Stredného dosahu

-         IEEE 802.11

o        Ďalekého dosahu

-         Satelit

-         MMDS

-         SMDS

-         Mobilné technológie prenosu dát

-         CDMA

-         FLASH-OFDM

-         GDPD

-         GSM

-         TDMA

-         GPRS, EGPRS

-   UTMS (3G)

 

Káblový prenos :

                  Metalické vedenia patria medzi najrozšírenejšie vedenia. Prenos je na základe elektrických signálov prenos po nich je maximálne niekoľko Mbit/s s použitím vyspelých technológií. Výhodou je jednoduchosť vyhotovenia.
                  Optické káble sa používajú na hlavných vedeniach, pretože sú rýchle a útlm signálu v nich je minimálny. Kvalitné optické káble dokážu viesť signál bez zosilnenia aj niekoľko desiatok, či stoviek kilometrov. Prenos informácií sa deje svetelnými impulzmi, ktoré vysiela laser do skleneného vlákna, na konci je snímač, ktorý prijaté signály

Bezkáblový prenos :

                  Bluetooth je bezdrôtová komunikačná technológia pracujúca na  2,4 GHz. Bluetooth je definovaný štandardom IEEE 802.15.1. Vyskytuje sa v niekoľkých vývojových verziách. Najviac využívaná verzia nesie označenie 1.2 a využíva ju v súčasnej dobe absolútna väčšina zariadení. Maximálny dosah je pri verzii 1.1 je až 10 metrov , pričom 2 a viace (max. 7) zariadení na seba pri komunikácii nemusí „vidieť“. Verzia 1.2 rozširuje dosah až na 100 m . V súčasnej dobe sa blíži štandardizácia novej špecifikácie Bluetooth 2.0 EDR, ktorá zavádza novú modulačnú techniku a zvyšuje tak dátovú priepustnosť na trojnásobnú hodnotu oproti Bluetooth 1.2.
      Prenosová rýchlosť sa pohybuje okolo 720 kbit/s a je možné vytvoriť dátový spoj symetrický prípadne asymetrický, kedy prenosová rýchlosť pri príjme (downlink) je vyššia ako pri odosielaní (uplink).

                                   Wi-Fi (IEEE 802.11) bolo navrhnuté pre bezdrôtové zariadenia a lokálne siete, ale dnes sa často používa na pripojenie k internetu. Umožňuje osobe so zariadením s bezdrôtovým adaptérom (PC, notebook, PDA) pripojenie k internetu v blízkosti prístupového bodu (access point). Geografická oblasť pokrytá jedným alebo niekoľkými prístupovými bodmi sa nazýva hotspot. Wifi pracuje vo frekvenčnom pásme 2,4Ghz a 5GHz, pričom tieto pásma sú nelicencované. Signál môže byť rušený inými mikrovlnami ako napríklad telefóny, no väčšina zariadení obsahuje aj samoopravovacie kódy na minimalizáciu „pokazených“ paketov.

 Wi-fi má momentálne viacej štandardov ktoré sú spolu spätne kompatibilné:

Wi-Fi špecifikácie
Špecifikácia	Rýchlosť	Frekvencia Pásmo	Kompatibilita
802.11b	11 Mbit/s	2.4 GHz	b
802.11a	54 Mbit/s	5 GHz	a
802.11g	54 Mbit/s	2.4 GHz	b, g
802.11n	100 Mbit/s	2.4 GHz	b, g, n

 

 

 

 

 

                                  

        Satelitné spojenie prebieha pomocou geostacionárnych satelitov, kde na prenosovú cestu sú zvolené vysoké frekvencie signálu z toho dôvodu aby sa signál neodrazil od niektorých zložiek atmosféry ale prenikol až ku družici. Toto spojenie je náchylné na rušenie tvorené napríklad atmosférickými búrkami.

                                   MMDS je štandard prenosu digitálnej televízie v rámci televíznej normy PAL.

                                   SMDS je vysokorýchlostná digitálna sieť s prenosovými rýchlosťami okolo 45 Mbit/s.

                                   Mobilné technológie ako napríklad Flash-OFDM je vysokorýchlostná technológia s maximálnymi rýchlosťami na úrovni 5,3 Mbit/s (download) / 1,8 Mbit/s (upload), pracuje v pásme 450Mhz. GPRS,EGPRS nazývané aj EDGE  ponúka najvyššiu teoretickú rýchlosť maximálne 236,8 kbit/s. Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) je jedna z technológií tretej generácie (3G) mobilných technológií.UMTS je niekedy označovaná ako 3GSM, čím sa zdôrazňuje kombinácia 3G povahy technológie a GSM štandardu, ktorý má postupne nahradiť.

 

 

Intranet

Intranet je interné firemné prostredie prístupné cez lokálnu sieť, ktoré umožňuje zamestnancom organizovať informácie, pristupovať k týmto informáciám, pracovať s dokumentmi, zdieľať dokumenty a ďalšie činnosti pre efektívnu spoluprácu medzi zamestnancami alebo vzdialenými pobočkami, to všetko prostredníctvom internetového prehliadača.

Všetky dôležité firemné informácie sú uložené na jednom centrálnom mieste, sú prístupne kedykoľvek a odkiaľkoľvek na svete, za použitia jednoduchého prehliadača.

Výhodou intranetu je rýchla dostupnosť informácií, kde sa potrebné dokumenty dajú pozrieť priamo na PC a nemusia sa nákladne tlačiť. Cez intranetovú sieť sa môžu viesť konferencie.

Výhody intranetu:

·         Zdieľanie dokumentov s každým koho autorizujete

·         Plánovanie meetingov a zdieľanie kalendárov s kolegami a vzdialenými pracovníkmi

·         Vedenie diskusií o všetkom od produktových nápadov až po podnety zamestnancov

·         Vytváranie a zdieľanie prístupu k informačným databázam

·         Riadenie a delegovanie projektových úloh

·         Udržiavanie štandardných kontaktných zoznamov všetkých zamestnancov, dodávateľov a zákazníkov

·         Mapovanie názorov zamestnancov prostredníctvom ankety

·         Uverejnenie oznamov a zdieľanie webových linkov so všetkými vašimi kolegami

 

Zdroj: https://www.spslevice.sk/soc-uceb-inf2007/ucebnica_inf/informatika/pc_siet/pc_siet.htm