Ogólnie

 

Sieć komputerowa – grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów, na przykład:

  • korzystania ze wspólnych urządzeń, np. drukarek, skanerów,
  • korzystania ze wspólnego oprogramowania,
  • korzystania z centralnej bazy danych,
  • przesyłania informacji między komputerami (komunikaty, listy, pliki).
Sieci komputerowe klasyfikujemy ze względu na:
  • Rodzaj połączenia
    • Technologie kablowe
    • Technologie bezprzewodowe
  • Skale
  • Topologie

Rodzaj połączenia

 

  • Technologie kablowe
    • Skrętka (ang. twisted-pair cable) - rodzaj kabla sygnałowego służącego do przesyłania informacji, który zbudowany jest z jednej lub więcej par skręconych ze sobą przewodów miedzianych, przy czym każda z par posiada inną długość skręcenia w celu obniżenia zakłóceń wzajemnych, zwanych przesłuchami. Skręcenie przewodów powoduje równocześnie zawężenie pasma transmisyjnego.
    • Kabel koncentryczny (ang. coaxial cable) – przewód miedziany otoczony izolacją, wspólnym ekranem oraz zewnętrzną koszulką ochronną, wykorzystywany np. jako medium transmisyjne w sieciach Ethernet (np. 10BASE5) z szybkością do 10 Mb/s, w instalacjach antenowych do radia i telewizora, jak również w aparaturze pomiarowej.
    • Kabel światłowodowy (ang. Optical fiber cable) – kabel zawierający jedno lub więcej włókien szklanych przewodzących impulsy światła. W telekomunikacji wykorzystuje się zwykle światło podczerwone. Kable utworzone z włókien szklanych są odporne na zakłócenia elektromagnetyczne i mają dużą przepustowość. Przy ich użyciu można osiągać szybkości przesyłania do 100 Gb/s (ok. 12,5 GB/s); najszybsze systemy światłowodowe mogą prowadzić sygnał rzędu kilku Tb/s. Kłopot konstrukcyjny sprawia tylko stosunkowo duży promień zgięcia światłowodu. Musi wynosić on kilka cali, aby było możliwe właściwe wewnętrzne odbijanie i rozchodzenie się światła, a samo włókno nie uległo uszkodzeniu.


  • Technologie bezprzewodowe
    • Satelitarne usługi internetowe - stosowane są w miejscach, w których naziemny dostęp do Internetu jest nieosiągalny oraz tam gdzie wymagany jest mobilny dostęp do sieci. Internet drogą satelitarną dostępny jest globalnie, również dla statków na morzu oraz poruszających się pojazdów naziemnych.
    • Bezprzewodowa sieć lokalna (skr. WLAN, od ang. Wireless Local Area Network) – sieć lokalna w której połączenia między urządzeniami sieciowymi zrealizowano bez użycia przewodów (np. tzw. skrętki, czy światłowodów). Sieci tego typu wykonywane są najczęściej z wykorzystaniem mikrofal jako medium przenoszącego sygnały, ale również z użyciem podczerwieni. Są one projektowane w oparciu o standard IEEE 802.11, który opisuje warstwę fizyczną i MAC.
    • Bluetooth – technologia bezprzewodowej komunikacji krótkiego zasięgu pomiędzy różnymi urządzeniami elektronicznymi, takimi jak klawiatura, komputer, laptop, palmtop, telefon komórkowy i wieloma innymi. Jest to darmowy standard opisany w specyfikacji IEEE 802.15.1. Jego specyfikacja obejmuje trzy klasy mocy nadawczej 1-3 o zasięgu 100, 10 oraz 1 metra w otwartej przestrzeni. Najczęściej spotykaną klasą jest klasa druga. Technologia korzysta z fal radiowych w paśmie ISM 2,4 GHz. Urządzenie umożliwiające wykorzystanie tej technologii to adapter Bluetooth.

Skala

 

  • Sieci Segmentowe
    Sieć segmentowa obejmuje swym zasięgiem obszar nie większy niż kondygnacja budynku i charakteryzuje ją spójna adresacja jednostek. Struktura sieci segmentowej jest częściej pozioma niż pionowa, czyli zazwyczaj obejmuje jedno piętro budynku. Niekiedy zdarza się, że sieci takie obejmują trochę większe obszary, np. budynek. Jest to spowodowane głównie potrzebami i ilością użytkowników takiej struktury.
    Sieci segmentowe realizowane są najczęściej o jedno urządzenie (np. jeden koncentrator lub przełącznik). Prawa przyznawane zaś każdej z jednostek są bardzo zbliżone. Segmentowość sieci jest dosyć trudna do realizacji.
  • Sieć lokalna LAN
    Siecią lanowską jest sieć obejmująca swym zasięgiem obszar nie większy niż budynek. W rzadkich przypadkach kilka sąsiednich budynków. W sieciach lanowskich wykorzystuje się jeden rodzaj mediów transmisyjnych.
    W odróżnieniu od sieci segmentowych, sieć lanowska wykorzystuje rdzeń bądź jest strukturą hierarchiczną.
    Rdzeń jest rozwiązaniem starszym, gdzie oprócz okablowania poziomego jest również okablowanie pionowe realizowane za pomocą kabla ekranowanego. W sieci hierarchicznej zamiast rdzenia fizycznego stosuje się tzw. zapadnięty rdzeń, czyli urządzenie elektroniczne, które łączy poszczególne jednostki.
    Bardzo często na kondygnacjach budynku realizowane są segmenty sieci, i połączone są one przez rdzeń w sieć LAN. Można przyjąć, że LAN jest konkatenacją (połączeniem) sieci segmentowych.
  • Sieci kampusowe
    Sieci kampusowe są rozwinięciem sieci lokalnych, są one tworzone przez sieci LAN kilku lub kilkunastu sąsiednich obiektów. O ile sieci segmentowe i LAN tworzone są w oparciu o jedną klasę mediów (elektryczne), to sieci kampusowe do celu połączenia wykorzystują media optyczne (często bezprzewodowe).
  • Sieć miejska
    Sieci metropolitalne (miejskie, MAN) łączą w jedną spójną całość sieci kampusowe bądź lokalne.
    Są pierwszym typem sieci o charakterze komercyjnym. Ponieważ współczesne sieci komputerowe powinny mieć charakter multimedialny wykorzystanie do realizacji ich rdzenia tych technologii, których używa się do realizacji sieci LAN jest nieefektywne. Dlatego w tym celu wskazane jest zastosowanie technologii gwarantujących realizację usług izochronicznych (np. ATM).
    Przy realizacji sieci MAN musimy wziąć pod uwagę to, że jednym z jej stanów funkcjonowania jest stan przeciążenia. Sieci z dostępem probabilistycznym nie są najlepszym rozwiązaniem, gdyż rozkład przepływów w czasie w sieci nie jest rozkładem równomiernym (tzn. w niektórych godzinach ruch w sieci jest znacznie większy niż w innych). Powoduje to większą podatność na przeciążenia. Struktury deterministyczne też mają swoje wady, ale są mniej wrażliwe na nadmierność przesyłanych danych, co czyni je bardziej użytecznymi przy realizacji większych sieci.
  • Sieci rozległe
    Sieci WAN (rozległe) łączą za pomocą kanałów, będących własnością operatora telekomunikacyjnego sieci lokalne i kampusowe. W wielu przypadkach mają one zasięg ogólnoświatowy. Ponieważ sieci WAN mają charakter komercyjny, konieczne jest prowadzenie szczegółowego bilingu usług. Do realizacji rdzenia prawie wyłącznie wykorzystuje się technologie telekomunikacyjne.
    W większości budowanych sieci przepustowość w ramach LAN jest o wiele większa niż w WAN. Powodowane jest to kosztami dużo przepustowych urządzeń. W celu poprawienia charakterystyk stosuje się środki takie jak cache’owanie lub buforowanie. Zależność ta jednak powoli odwraca się. Nowe tendencje w realizacji sieci (obecnie USA) prowadzą do wyrównania przepływu LAN i WAN, w ten sposób, że przepustowość łącza zewnętrznego jest nie mniejsza od sumy przepływności kanałów wewnętrznych.

Topologie

 

  • Topologia magistrali (szyny, liniowa) (ang. Bus) – wszystkie elementy sieci podłączone do jednej magistrali
  • Topologia pierścienia (ang. Ring) – poszczególne elementy są połączone pomiędzy sobą odcinkami kabla tworząc zamknięty pierścień
  • Topologia podwójnego pierścienia – poszczególne elementy są połączone pomiędzy sobą odcinkami tworząc dwa zamknięte pierścienie
  • Topologia gwiazdy (ang. Star) – komputery są podłączone do jednego punktu centralnego, koncentratora (koncentrator tworzy fizyczną topologię gwiazdy, ale logiczną magistralę) lub przełącznika
  • Topologia gwiazdy rozszerzonej – posiada punkt centralny (podobnie do topologii gwiazdy) i punkty poboczne (jedna z częstszych topologii fizycznych Ethernetu)
  • Topologia hierarchiczna – zwana także topologią drzewa, jest kombinacją topologii gwiazdy i magistrali, budowa podobna do drzewa binarnego
  • Topologia siatki – oprócz koniecznych połączeń sieć zawiera połączenia nadmiarowe; rozwiązanie często stosowane w sieciach, w których jest wymagana wysoka bezawaryjność