Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky,

1. Princípy počítačového inžinierstva prof. Ing. Liberios Vokorokos, PhD, Ing. Branislav Madoš, PhD. Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Technická univerzita v Košiciach

2. Obsah • Klasifikácia počítačových sietí • Topológie sietí • ISO/OSI model • Štruktúrovaná kabeláž Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

3. Klasifikácia počítačových sietí(1) • Klasifikácia PS podľa rozľahlosti: • Siete LAN (Local Area Network) – sú obmedzené na jedno lokálne miesto - jeden podnik, miestnosť, budova. Umožňujú zdieľanie lokálnych prostriedkov ako tlačiarní, aplikácií a pod. • Siete MAN (Metropolitan Area Network) – metropolitná sieť menšia ako WAN ale väčšia ako LAN. • Siete WAN (Wide Area Network) – rozľahlé siete. Skladajú sa z viacerých vzájomne prepojených sietí LAN. Ich rozľahlosť je rôzna, od mestských sietí až po celosvetovú sieť – Internet. • GAN (Global Area Network) – pokrýva celú planétu alebo okolitý priestor. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

4. Klasifikácia počítačových sietí(2) • Klasifikácia PS podľa typu vzájomnej komunikácie: • klient-server (client-server) – predstavuje komunikáciu jedného alebo viacerých zariadení prostredníctvom hlavného počítača tzv. servera. • klient-klient (peer-to-peer) – komunikácia dvoch klientov je realizovaná priamo, v tomto sposobe komunikácie si počitače odovzdávajú informácie cez nadviazaný komunikačný kanál. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

5. Topológie sietí(1) • Topológia - spôsob akým sú v sieti vzájomne prepojené / usporiadané jednotlivé stanice (sieťové systémy). • fyzická topológia- spôsob prepojenia pracovných staníc v sieti pomocou prenosového kábla. • logická topológia- spôsob postupu signálu sieťou alebo spôsob prechodu dát z jedného zariadenia siete na iné bez ohľadu na fyzické prepojenie zariadení. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

6. Topológie sietí(2) • Zbernica (bus) • spojovacie vedenie, ku ktorému sú pripojené jednotlivé uzly siete. • Výhoda - kábel vedie od stanice ku stanici, z čoho vyplýva malá spotreba kábla a tým aj nízka cena kabeláže. • Nevýhoda - veľký počet spojov na kábli, čo je príčinou mnohých porúch Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

7. Topológie sietí(3) • Hviezda (star) • v sieti je centrálny uzol, ku ktorému sú pripojené všetky ostatné uzly siete prostredníctvom vlastného kábla. • Výhoda - topológia je menej náchylná k poruchám. • Nevýhoda - väčšie množstvo káblových vedení. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

8. Topológie sietí(4) • Kruh (ring) • stanice sú prepojené vedením do tvaru kruhu. • výhoda - jednoduchý spôsob odovzdávania dátových správ bez náchylnosti ku kolíziám medzi stanicami. • nevýhoda – ak nastane výpadok stanice, potom dôjde k prerušeniu činnosti celej siete. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

9. Topológie sietí(5) • Mreža (mesh) • zariadenia sú prepojené viacnásobnými spojeniami medzi jednotlivými uzlami siete. • Táto topológia sa využíva najmä vtedy, keď nesmie dôjsť k prerušeniu komunikácie v sieti. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

10. Topológie sietí(6) • Strom (tree) • hybridná topológia, v ktorej sieť vytvorená podľa topológie hviezda je pripojená k lineárnej zbernicovejtopológii (linearbusbackbone). • najpoužívanejšia topológia v súčasnoti. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

11. ISO / OSI model • Referenčný model ISO/OSI(OpenSystemsInterconnectionReference Model) je ucelenou predstavou o tom, ako by počítačové siete mali byť koncipované. • Referenčný model je sedemvrstvový . • Každá vrstva architektúry vykonáva skupinu jednoznačne definovaných funkcií, ktoré sú potrebné pre komunikáciu s iným systémom. • Predstava o vzájomnej komunikácii medzi vrstvami vychádza z ich hierarchického usporiadania, a pripúšťa komunikáciu len medzi susednými vrstvami (v zmysle ich hierarchického usporiadania). • Platí, že každá vrstva pre svoju činnosť využíva služby nižšej vrstvy v hierarchii a svoje vlastné služby poskytuje susednej vyššej vrstve. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

12. Štruktúrovaná kabeláž • Základný prvok infraštruktúry moderných lokálnych počítačových sietí • Umožňuje prenos nielen dát, ale je používaná aj pre prepojenie telefónov, zvlášť v nových budovách alebo v prípade rekonštrukcie starých telefónnych rozvodov • Pasívne prvky • Koaxiálny kábel • Krútená dvojlinka • Optický kábel • Aktívne prvky • Opakovač • Prevodník • Most • Brána • ... Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

13. Štruktúrovaná kabeláž – pasívne prvky(1) • Koaxiálny kábel (CoaxialCable) • Najstarším typom prepojenia počítačov • Základom je medený vodič, ktorý je obalený plastovou izoláciou • Izolačná vrstva je opletená fóliou alebo kovovou sieťkou • obsah je vložený do izolačno – mechanického obalu z plastu • Pre koaxiálne káble je typická zbernicovátopológia • Rýchlosť prenášaných dát je 10 Mb/s. • Konektor: BNC Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

14. Štruktúrovaná kabeláž – pasívne prvky(2) • Krútená dvojlinka (Twisted Pair) • najpoužívanejší druh kábla. • Používa sa pre siete, ktoré sú topologicky zapojené do hviezdy. • Kábel je tvorený 8 farebne rozlíšenými vodičmi, ktoré vždy po dvoch tvoria krútené páry. • Medzi jeho výhody patrí nízka cena a jednoduchá montáž. • Rozlišujeme dva typy kabeláže: • Netienené - UTP (Unshielded Twisted Pair) – RJ45 • Tienené - STP (Shielded Twisted Pair) - STP Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

15. Štruktúrovaná kabeláž – pasívne prvky(3) • Optické káble • Dáta nie sú prenášané elektricky v kovových vodičoch, ale svetelnými impulzmi vo vláknach. • Svetelné vlákna sú veľmi tenké, ale z konštrukčných dôvodov (pevnosť) sú uložené v obale a tak na prvý pohľad pripomínajú kovové káble. • Základným prvkom sú optické vlákna (minimálne dve – pre každý smer). Tie sú vložené do vrstvy sekundárnej ochrany, ktorá zabraňuje mikropohybom káblov (tie by tlmili prechod svetelného lúča vláknom). • Konštrukčná vrstva zvyšuje pevnosť kábla • Vonkajší kryt tvorí plastový obal. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

16. Štruktúrovaná kabeláž – aktívne prvky(1) • Prvky, ktoré zasahujú do diania v sieti, nazývame aktívne prvky. Sieťové komponenty, ktoré sa na prenose dát aktívne nezúčastňujú sa nazývajú pasívnymi, napr. káble. • Zosilňovač, opakovač (repeater)– pôsobí na fyzickej vrstve, jeho hlavnou úlohou je zosilniť signály. Je to najjednoduchší aktívny prvok. Používa sa v miestach, kde je kábel tak dlhý, že by na jeho konci už nebol dostatočne silný signál. • Prevodník (tranceiver) – pôsobí na fyzickej vrstve. Okrem toho, že zosilňuje signál, umožňuje aj prevádzať signál z jedeného typu kábla na druhý. • Rozbočovač (hub) – pôsobí na fyzickej vrstve. Je dôležitým prvkom hviezdicovej topológie. Hlavnou úlohou je rozbočovanie signálu, resp. vetvenie siete. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

17. Štruktúrovaná kabeláž – aktívne prvky(2) • Most (bridge) – pôsobí na spojovej vrstve. Umožňuje prenášanie dát. Plní funkciu filtrovania paketov. Jeho výhodou je prepojovania dvoch sieti rôznych štandardov. • Prepínač (switch) – pôsobí na spojovej vrstve, funkčne sa podobá mostu. Umožňuje filtráciu paketov. • Smerovač (router) – pôsobí na sieťovej vrstve. Vyberá najvhodnejšiu cestu pre posielanie paketov (smerovanie) na základe zhromaždených informácií o pripojených sieťach. Zabezpečuje tiež filtráciu paketov, ktorá je obohatená o inteligentné smerovanie. • Brána (gateway) – pôsobí na aplikačnej vrstve. Slúži k pripojovaniu sietí LAN do cudzieho prostredia. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 2.

18. Budúci týždeň • Princípy telematiky Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 1.

19. Ďakujem za pozornosť