Taxonomie počítačových sítí

1. Taxonomie počítačových sítí J. Peterka, 1996 Počítačové sítě, v.2.0, lekce č. 2

2. taxonomie = klasifikace, „škatulkování“, rozdělování podle nejrůznějších kritérií ..... příklady kritérií: dosah sítě architektura sítě role (postavení) uzlů sítě účel, kterému síť slouží vlastnické vztahy k síti použité přenosové techniky použité přenosové technologie použitá přenosová média mobilita uživatelů ..... Co je „taxonomie“?

3. Pozorování • kritéria nemusí být exaktně definována, • ani výsledné kategorie („škatulky“) nemusí být přesně vymezeny, hranice mezi nimi nemusí být ostré • konkrétní klasifikace může mít i subjektivní složku • kritéria nejsou vzájemně disjunktní! • výsledné „škatulky“, představující dělení podle různých kritérií, se mohou vzájemně prolínat • jedna a tatáž síť může patřit do různých „škatulek“ současně (při uvážení různých kritérií)

4. Kritérium: dosah sítě příklad klasifikace dle prof. Tannen- bauma

5. Srovnání LAN a WAN

6. hranice mezi LAN a WAN není ostrá rozdíly se stále stírají sítě LAN se zvětšují sítě WAN se zrychlují trend: rozdíl mezi oběma druhy sítí se bude neustále zmenšovat cílový stav: uživateli bude jedno, zda pracuje v síti LAN či WAN všude bude mít stejné možnosti všude bude používat stejný styl práce nebude si muset uvědomovat rozdíl mezi LAN a WAN Srovnání LAN a WAN

7. Pozorování: • dnes existují přenosové technologie: • vhodné jen pro LAN (např. Novell IPX/SPX) • vhodné jen pro WAN (např. X.25) • vhodné pro LAN i WAN (TCP/IP, ATM) • důvodem je jejich „fixní“ předpoklad • krátkého přenosového zpoždění (IPX/SPX) • nespolehlivosti přenosových cest (X.25) • do budoucna, při splývání LAN a WAN, přežijí jen technologie schopné velkého přizpůsobení • TCP/IP, ATM, ....

8. jsou pokusem „zabydlet“ předěl mezi sítěmi LAN a WAN nikdo přesně neví, co je MAN zač není všeobecný konsensus o definici příklady možných definic: sítě s dosahem v rámci celého města sítě sloužící potřebám města použitá technologie je DQDB (Distributed Queue Dual Bus) v rámci IEEE byla založena skupina pro standardy sítí MAN DQDB=IEEE 802.6 Odbočení: Sítě MAN (Metropolitan Area Networks)

9. jde hlavně o: celkovou koncepci síťového modelu počet vrstev roli vrstev protokoly jednotlivých vrstev hlavně vyšších přístup k otázkám spolehlivosti, charakteru služeb, garanci kvality, .... vše tvoří tzv. síťovou architekturu příklady: sítě na bázi TCP/IP sítě ISO/OSI sítě SNA sítě IPX/SPX (Novell) proprietární řešení Jiné kritérium dělení:podle celkové architektury sítě

10. jde o to, zda uzel sítě: pouze nabízí své vlastní zdroje k využití ostatním uzlům, formou sdílení chová se jako server pouze využívá zdroje ostatních uzlů, prostřednictvím sdílení chová se jako klienti nabízí vlastní zdroje a současně využívají zdroje jiných uzlů chová se současně jako klient i server def: pokud převažuje současně využívání i nabízení, jde o síť typu peer-to-peer postavení uzlů je zde symetrické, uzly komunikují jako „rovný s rovným“ def: pokud existuje ostrá hranice mezi nabízením a využíváním jde o síť serverového typu postavení uzlů je asymetrické, některé uzly se chovají jako klienti, jiné jako servery Jiné kritérium dělení: postavení (role) uzlů sítě

11. Srovnání:

12. Příklady: • dělení se týká hlavně lokálních sítí • příklady sítí serverového typu: • Novell NetWare 2.x, 3.x, 4.x • IBM LAN Server, LAN Manager • příklady sítí peer-to-peer: • Artisoft Lantastic • Novell NetWare Lite, Personal NetWare • Windows 3.11 (WFWG), Windows 95 • trend: rozdíly se zmenšují, obě kategorie postupně splývají

13. def: Intranet = síť sloužící potřebám fungování vlastní organizace (podniku, firmy, instituce, ...) nikoli prezentaci „navenek“ nikoli zpřístupnění vlastních informací jiným subjektům nikoli obchodování a dalším „externím“ aktivitám technicky: využití Internetových technologií (TCP/IP) „uvnitř“ podnikových sítí využití Internetových služeb (hlavně WWW) pro interní informační systémy, sdílení informací, ... pro uživatele: mohou používat jednotný styl práce směrem „dovnitř“ i „navenek“ mohou pracovat s jednotným uživatelským rozhraním Jiné kritérium dělení: k čemu síť slouží

14. def.: Extranet = takové využití sítě, které sleduje „vnější“ cíle prezentaci firmy, podniku, instituce atd. směrem navenek obchodování marketing a reklama dojednávání a uzavírání obchodů placení a dodávání další aktivity zahrnující součinnost externích subjektů support ....... po technické stránce je Extranet (typicky) založen na technologiích Internetu využívá přenosových infrastruktur Internetu využívá služeb Internetu Intranet vs. Extranet

15. je třeba uvažovat: kdo je vlastníkem sítě jako celku kdo je faktickým provozovatelem sítě kdo je uživatelem sítě komu smí být služby sítě poskytovány jaké služby jsou poskytovány existují sítě: privátní poloprivátní veřejné virtuální privátní sítě VAN Jiné kritérium dělení:vlastnické vztahy k síti

16. Privátní počítačová síť • vlastníkem, provozovatelem i uživatelem je tentýž subjekt • i když některé části (např. přenosové trasy) mohou být pronajaty od jiných subjektů • i když tím, kdo síť vybudoval a uvedl do provozu, mohl být jiný subjekt • variace: • „nevyužitá“ část kapacity může být poskytována jinému subjektu, např. i na komerční bázi • faktickým provozovatelem (správcem) může být i jiný subjekt, například na základě tzv. outsourcingu

17. Veřejná (datová) síť • vlastníkem i provozovatelem sítě je určitý (stejný) subjekt • který sám není uživatelem své sítě • uživateli mohou být jiné subjekty • služby sítě jsou poskytovány na komerčním principu • služby mohou být nabízeny zájemcům bez omezení (skutečně „veřejně“) • nabízené služby mají nejčastěji charakter pouhého přenosu dat • odsud: veřejné datové sítě

18. vlastníkem i provozovatelem sítě je určitý (stejný) subjekt který sám (typicky) není uživatelem své sítě uživateli mohou být jiné subjekty služby sítě jsou poskytovány na komerčním principu služby sítě jsou nabízeny jen určitému omezenému okruhu uživatelů například: jen vlastním zákazníkům příklad: síť IMNS firmy IBM (v ČR) důvody pro poskytování služeb jen omezenému okruhu zájemců: obchodní strategie a záměr provozovatele nemožnost získání licence na veřejné poskytování (v ČR do 1/2 1995) (Polo)privátní síť

19. jde o samostatnou podsíť jiné sítě typicky: veřejné datové sítě technicky a provozně: stále je to součást „mateřské“ (veřejné) sítě logicky (z pohledu uživatele): jde o samostatnou síť uživatel si může myslet, že síť je jen jeho a je mu plně k dispozici smysl: uživatel chce mít vlastní síť, ale nevyplatí se mu ji budovat a provozovat, neboť: na to nemá lidi, znalosti, zázemí, .... je to pro něj takto výhodnější Virtuální privátní síť

20. pozorování: prodávat „holý“ přenos dat (konektivitu) nepřináší tak velký zisk nápad: prodávání (poskytování) služeb by mohlo být výnosnější myšlenka: sám si koupím konektivitu, přidám k tomu určité služby (tím přidám „hodnotu“), a výsledek pak budu prodávat zákazníkům kdo nabízí VAN? někdo jiný, než kdo poskytuje vlastní konektivitu např. vystavovatelé WWW stránek, kteří nejsou současně i providery ten, kdo současně poskytuje i vlastní konektivitu např. Nextel nabízí mnoho služeb nad svou VDS, např. poštu VAN (Value Added Network)

21. obecné označení pro služby, které „zvyšují hodnotu“ dostupné konektivity které jsou poskytovány v síťovém prostředí s využitím vhodné konektivity příklady (obecné): el. pošta různé informační služby přístupy do databází .... příklady (Internet): el. pošta přenos souborů USENET WWW ..... příklady (perspektivní): Video on Demand Audio on Demand „osobní zpravodajství“ ..... VAS (Value Added Services)

22. Jiné kritérium dělení:použité přenosové techniky • týká se hlavně celkového „paradigmatu“ přenosu • s přepojováním okruhů nebo s přepojováním paketů • a pak i toho, jak velké „kusy“ dat jsou přenášeny najednou: • přepojování zpráv (hodně velké) • přepojování paketů a rámců (velké) • přepojování buněk (malé) • a na jaké úrovni: • přepojování na úrovni síťové vrstvy (paketů) • přepojování na úrovni linkové vrstvy (rámců a buněk)

23. Základní přenosové paradigma • varianta „telefon“: • mezi příjemcem a odesilatelem vzniká (fyzicky) přímá, souvislá cesta, a komunikace probíhá v reálném čase • představa: od odesilatele vede až k příjemci jednolitá „roura“ • přenášená data se nikde nehromadí • data nemusí být příjemci explicitně adresována • příjemce je jednoznačně určen: ten, kdo je na druhém konci „roury“ • jde o tzv. přepojování okruhů (circuit switching)

24. Základní přenosové paradigma • varianta „listovní pošta“ • mezi příjemcem a odesilatelem nevzniká žádná souvislá vyhrazená cesta • na cestě od příjemce k odesilateli existují přestupní body, které si zásilku postupně předávají, a jsou schopny ji nakonec dopravit až k příjemci • přenášená data cestují podle principu „store & forward“ • jednotlivé přestupní uzly nejprve přijmou celý přenášený blok dat, a teprve pak jej předají dál - není to v reálném čase • přenášená data musí být explicitně adresována • musí nějak identifikovat svého příjemce • jde o tzv. přepojování paketů(packet switching)

25. přepojování okruhů pochází ze „světa spojů“ (funguje tak telefonní síť) výhodné pro „rovnoměrné“ přenosy vhodné pro multimediální formáty (živý zvuk a obraz) používá se např. v sítích ISDN přepojování paketů pochází ze „světa počítačů“ výhodné pro „nárazové“ přenosy, např. přenosy souborů nevhodné pro zvuk a obraz fungují tak prakticky všechny sítě LAN i WAN Srovnání

26. def: přepojování zpráv (message switching) přenáší se hodně velké bloky dat najednou velikost bloku není apriorně omezena problematické, co např. s buffery dnes se již nepoužívá def: přepojování paketů (packet switching) přenášené bloky mohou být různě velké maximální velikost paketu je omezena je předem známo, jak veliký buffer musí stačit def: přepojování rámců (frame relay) „odlehčené“ přepojování paketů (na úrovni linkové vrstvy) velikost rámce je proměnná, ale omezená def: přepojování buněk (cell relay) maximálně odlehčené přepojování (na linkové vrstvě) buňky jsou velmi malé a mají pevnou velikost Přepojování zpráv, paketů, rámců, buněk, ....

27. X.25: „klasická“ implementace přepojování paketů dnes zbytečně robustní a příliš těžkopádná Frame Relay: „odlehčená“ X.25, nemá zabezpečovací mechanismy Ethernet switching: zdokonalené přepojování rámců v prostředí Ethernetu ATM: „klasická“ implementace přepojování buněk pracuje s buňkami velikosti 48 + 5 byte Příklady:

28. Pozorování • čím větší jsou bloky dat, přenášené najednou, tím větší je rozdíl mezi přepojováním paketů a přepojováním okruhů • například z hlediska podpory přenosu zvuku a obrazu • zmenšováním velikosti přenášeného bloku se rozdíly zmenšují • při extrémně malých blocích (buňkách, resp. při přepojování buněk) se rozdíly téměř ztrácejí • ATM vyhovuje potřebám „světa spojů“ i „světa počítačů“

29. def: routing = přepojování na úrovni síťové vrstvy bere do úvahy topologii celé sítě vyžaduje náročnější rozhodování o dalším směru přenosu dat obecně složitější a pomalejší řeší se v SW, nelze snadno „zadrátovat“ def: switching = přepojování na úrovni linkové vrstvy bere v úvahu jen nejbližší okolí uzlu rozhodování o dalším směru přenosu je jednoduché obecně jednodušší a rychlejší lze „zadrátovat“ (řešit přímo v HW) Routing vs. switching

30. Odbočení: sítě VLAN • VLAN = virtuální síť LAN (Virtual LAN) • dosud: • rozdělení počítačů do samostatných sítí (mezi kterými dochází k „routování“ je dáno fyzickým umístěním jednotlivých uzlů • nyní (VLAN): • fyzické umístění nehraje roli, je to záležitost logická • o zařazení do určité sítě rozhoduje správce, pomocí konfiguračních nástrojů

31. virtuální síť Představa VLAN virtuální síť router router objekt B objekt C objekt A

32. týká se hlavně nejnižších vrstev fyzické linkové síťové (někdy) v úvahu připadají např. (pro LAN): Ethernet Token Ring ...… pro WAN: X.25 Frame relay PPP, SLIP HDLC univerzálně: ATM Jiné kritérium dělení:použité přenosové technologie

33. Jiné kritérium dělení:použité přenosové cesty a míra mobility uživatelů • použité přenosové cesty podmiňují možnost pohybu uživatelů: • drátové přenosové cesty vylučují mobilitu • bezdrátové ji připouští • def: bezdrátová síť = používá bezdrátové přenosové cesty • může umožňovat plnou mobilitu, částečnou mobilitu, žádnou mobilitu uživatelů

34. Bezdrátové sítě (wireless) • bezdrátové přenosové cesty mohou nahrazovat některé „drátové“ části přenosových okruhů v sítích WAN • nemá to vliv na mobilitu uživatelů • bezdrátově může být řešena „účastnická zásuvka“ (připojení uživatelova počítače na nejbližší rozvaděč, tzv. rádiový hub): • spíše „cordless“ (bezešnůrově) • zde se většinou nepočítá s mobilitou uživatele (nebo např. jen v rámci místnosti) • důvodem použití je nejčastěji nemožnost pokládky klasických drátových rozvodů (např. v památkově chráněných objektech)

35. hub hub hub klasické „drátové“ rozvody Představa místnost C místnost A místnost B

36. Roaming a bezdrátové sítě • roaming: • když uživatel může přecházet z dosahu jednoho rádiového hub-u do dosahu jiného, a je jím „přebírán“ • některé bezdrátové sítě LAN (spíše „cordless“) umožňují roaming mezi svými rádiovými hub-y • využívá se pro omezenou mobilitu uživatele, například v rámci budovy či jiného objektu • pro obecnou mobilitu se používá tzv. buňkový (cellular) princip-I2s2,I2s1

37. Představa buňkové sítě oblasti dosahu vysílačů vytváří strukturu připomínající plástve (buňky) medu příjemce přechází z dosahu jednoho vysílače do dosahu jiného vysílače