Počítačová síť

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Mapa internetu. Internet je celosvětový systém navzájem propojených počítačových sítí, ve kterých mezi sebou počítače komunikují pomocí rodiny protokolů TCP/IP

Počítačová síť (anglicky computer network) je souhrnné označení pro technické prostředky, které realizují spojení a výměnu informací mezi počítači. Umožňují tedy uživatelům komunikaci podle určitých pravidel, za účelem sdílení využívání společných zdrojů nebo výměny zpráv. Historie sítí sahá až do 60. let 20. století, kdy začaly první[zdroj?] pokusy s komunikací počítačů. V průběhu vývoje byla vyvinuta celá řada síťových technologií. V poslední době jsou všechny sítě postupně spojovány do globální celosvětové sítě zvané internet, která používá sadu protokolů TCP/IP.

Historie[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Dějiny počítačových sítí.

První[zdroj?] pokusy s komunikací počítačů začaly v 60. letech 20. století.

Síťová architektura[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Síťová architektura.

Síťová architektura představuje strukturu řízení komunikace v systémech, tzn. souhrn řídicích činností umožňujících výměnu dat mezi komunikujícími systémy. Komunikace a její řízení je složitý problém, proto se používá rozdělení tohoto problému do několika skupin, tzv. vrstev. Členění do vrstev odpovídá hierarchii činností, které se při řízení komunikace vykonávají.

Každá vrstva sítě je definována službou, která je poskytována vyšší sousední vrstvě, a funkcemi, které vykonává v rámci protokolu. Řízení komunikace slouží ke spolupráci komunikujících prvků, tato spolupráce musí být koordinována pomocí řídicích údajů. Koordinaci zajišťují protokoly, které definují formální stránku komunikace. Protokoly jsou tedy tvořeny souhrnem pravidel, formátů a procedur, které určují výměnu údajů mezi dvěma či více komunikujícími prvky.

Tato síťová architektura, tzv. architektura otevřených systémů (zvaná též OSA, původem v anglickém Open Systems Architecture), byla normalizována organizací ISO, která vytvořila referenční model OSI. Praktickou realizací vrstvové síťové architektury je sada protokolů TCP/IP, i když neodpovídá přesně referenčnímu modelu ISO.

Klasifikace sítí[editovat | editovat zdroj]

Sítě můžeme klasifikovat podle různých hledisek. Dělíme je podle přepojování, podle druhu přenášených signálů, podle uživatele, podle přenosu dat a nejužívanějším je dělení sítí z hlediska rozlehlosti a účelu.

Dělení sítí podle přepojování[editovat | editovat zdroj]

Komutační síť[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Komutační síť.

Komutační síť je síť s přepojováním okruhů. Jedná se starší technologii, která se využívá již od počátků telegrafietelefonie a v pozdějších letech i v architektuře ISDN (původem v anglickém Integrated Services Digital Network). Dalším příkladem jsou telefonní sítě.

Paketová síť[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Paketová síť.

Paketová síť je síť s přepojováním paketů. Základem je, že cesta, kterou paket „putuje“, není od zdrojového po cílový uzel známá. Každý paket se tak přenáší jinou trasou, která je ovlivněná topologií sítě, její propustností a výpadky uzlů. Samotný cílový uzel není nijak ověřován, zda existuje, a tedy musí být paket naplněn informacemi, které jsou potřebné pro jeho odeslání k síti. Když paket dorazí do uzlu, je přečtena jeho cílová adresa a popř. další služby, které obsahuje. Poté se zařadí do fronty a čeká na odeslání k požadovanému adresátovi. Příkladem je Ethernet. Jako technologie zde patří např. X.25, Frame Relay nebo ATM.

Dělení podle postavení uzlů[editovat | editovat zdroj]

Peer-to-peer[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Peer-to-peer.

Peer-to-peer nebo též peer to peer, rovný s rovným či P2P, je typ sítě, ve které jsou si všechny počítače, resp. uzly, v síti rovny. Všechny čtyři termíny mají původ v anglickém peer-to-peer (česky doslova znamená „rovný k rovnému“ nebo „rovný s rovným“). Někdy se též tento síťový druh nazývá klient-klient. Každá stanice v síti může vyčlenit některý svůj prostředek (tiskárnu, úložné médium, adresář) ke sdílení (s heslem nebo bez něj). Jiná stanice může tyto prostředky používat, pokud si sdílený prostředek připojí a její uživatel zná případné heslo. Sdílení a hesla mohou být kdykoliv změněna nebo zrušena uživatelem, který u stanice pracuje. Tento typ sítě v podstatě nelze centrálně spravovat. Příkladem může být sdílení souborů a systémových prostředků v různých operačních systémech a souborů v internetových sítích.

Klient-server[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Klient-server.

Klient-server (původem v anglickém client-server) je typ sítě, ve které je jeden počítač (server) nebo více počítačů (několik serverů) nadřazen jinému počítači (klientovi) či několika počítačům (několika klientům). Server poskytuje služby „běžným“ stanicím – klientům (zvaným workstation nebo pracovní stanice).

Serverů může být více typů podle poskytovaných služeb (souborový server, tiskový server, poštovní server, WWW server, FTP server atd.). Nemusí platit, že server je počítač, u malých sítí plní úlohu několika typů serverů jeden „fyzický“ počítač, u velkých sítí může např. jeden „fyzický“ počítač plnit pouze úlohu tiskového serveru. Server může dokonce sloužit i jako běžná pracovní stanice sítě (je to ovšem ojedinělé, snižuje se výkonnost a bezpečnost sítě).

Dělení sítí podle druhů přenášených signálů[editovat | editovat zdroj]

Analogová síť[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Analogová síť.

Analogová síť je elektronický systém, který pracuje s analogovým (spojitým) proměnným signálem, na rozdíl od digitální sítě, kde signál je obvykle jen ve dvou různých úrovní. Analogové signály můžeme rozdělovat podle média, kterým jsou přenášeny. Mluvíme tak například o akustických signálech, elektrických signálech, optických signálech apod.

Digitální síť[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Digitální síť.

Digitální síť představuje signály, které obsahují spíše jednotlivé šířky analogové úrovně než nepřetržitý rozsah. Výhodou ve srovnání s analogovými sítěmi je nízká ztráta kvality, která vznikla, např. kvůli hluku, nebo snadnější ukládání informací bez degradace. Na druhou stranu nevýhodou je občasná spotřeba větší energie než u analogových obvodů (při stejné funkci) a tím se produkuje více tepla. Zvyšuje se tím složitost obvodů, jako je např. začlenění chladiče. V přenosných a bateriově napájených systémech to může omezit využívání digitálních systémů. Digitální obvody jsou také někdy dražší, zejména v malých množstvích.

Dělení sítí podle jejich rozlehlosti[editovat | editovat zdroj]

Podle rozlehlosti sítí a zároveň podle účelu sítí rozdělujeme sítě na čtyři základní skupiny:

  • PAN – původem anglickém Personal Area Network, též zván osobní síť, je to velice malá počítačová síť používaná pro propojení jeho osobních elektronických zařízení typu mobilní telefon, PDA, notebook atd., rozlehlost je ze sítí nejmenší, příkladem je Bluetooth, IrDAZigBee
  • LAN – původem v anglickém Local Area Network, též zván lokální počítačová síť, lokální síť nebo místní síť, je to síť spojující uzly v rámci jedné budovy nebo několika blízkých budov, vzdálenosti stovky metrůkilometry (při použití optiky), rozlehlost je tedy větší než rozlehlost PAN, ale menší než rozlehlost MAN, nejpoužívanějším typem je Ethernet;
  • MAN – původem v anglickém Metropolitan Area Network, též zván metropolitní síť, je to síť propojující lokální sítě v městské zástavbě, slouží především pro přenos dat, zvukuobrazu, spojuje vzdálenosti řádově jednotek až desítek kilometrů a rozlehlost je tedy větší než rozlehlost LAN, ale menší než rozlehlost WAN;
  • WAN – původem v anglickém Wide Area Network, též zván rozlehlá síť, je to síť spojující LAN a MAN sítě, mají největší působnost (třeba i po celém státě, kontinentu nebo kamkoliv na zeměkouli nebo i do nejbližšího vesmíru).

PAN[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Personal Area Network.

Osobní sítě, zvané též PAN (původem v anglickém Personal Area Network), jsou sítě s nejmenší rozlehlostí, jsou používané pro propojení osobních elektronických zařízení typu mobilní telefon, laptop nebo PDA. Osobní počítačové sítě si nekladou za cíl co nejvyšší přenosovou rychlost (ta u PAN obvykle nepřekračuje několik megabitů za sekundu), ale spíše odolnost proti rušení, nízkou spotřebu elektrické energie nebo také třeba snadnou konfigurovatelnost. Mají velmi malý dosah, obvykle jen několik metrů.

Nejčastěji je realizovaná pomocí technologie Bluetooth, (někdy Wi-Fi), ZigBee nebo IrDA.

LAN[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Local Area Network.
Obecný příklad napojení LAN přes ochranný firewall na vnější síť WAN.

Lokální počítačové sítě, zvané též lokální sítě, místní sítě nebo LAN (původem v anglickém Local Area Network), jsou sítě propojující koncové uzly typu počítač, tiskárna, server. LAN je vždy v soukromé správě a působí na malém území. Připojená zařízení pracují v režimu bez navazování spojení, sdílí jeden přenosový prostředek (drát, radiové vlny), ke kterému je umožněn mnohonásobný přístup.

Přenosové rychlosti LAN začínají na desítkách megabitů za sekundu, od roku 2004 umožňují přenos s rychlostí až několik gigabitů za sekundu.

Mezi lokální sítě patří:

MAN[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Metropolitan Area Network.

Metropolitní sítě, zvané též MAN (původem v anglickém Metropolitan Area Network), jsou sítě umožňující rozšíření působnosti lokálních sítí jejich prodloužením, zvýšením počtu připojených stanic a zvýšením rychlosti. Rychlost MAN sítí bývá vysoká a svým charakterem by se dala zařadit k sítím LAN. Sítě mohou být jak privátní, tak veřejné, které provozovatel pronajímá různým uživatelům.

Normalizovaná metropolitní síť existuje jen jedna, a tou je protokol DQDB (původem v anglickém Distributed Queue Dual Bus). DQDB je založen na koncepci ATM, kdy je obdobně kapacita rozdělena na malé kousky (buňky) s pevnou délkou (53 bytů; 48 bytů dat a 5 bytů záhlaví), a mezi účastníky komunikace musí být vytvořeno virtuální spojení.

WAN[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Wide Area Network.

Rozlehlé sítě, zvané též WAN (původem v anglickém Wide Area Network), jsou sítě umožňující komunikaci na velké vzdálenosti. Bývají obvykle veřejné, ale existují i privátní WAN sítě. Jsou to sítě typicky pracující prostřednictvím komunikace se spojením, které nepoužívají sdílený prostředek.

Přenosové rychlosti se velmi liší podle typu sítě. Začínají na desítkách kilobitů za sekundu, ale dosahují i rychlostí řádu několik gigabitů za sekundu. Příkladem takové sítě může být internet.

Mezi rozlehlé sítě patří:

Dělení sítí podle vlastnictví[editovat | editovat zdroj]

Veřejná datová síť[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Veřejná datová síť.

Veřejná datová síť (PDN, původem v anglickém Public data network) je druh veřejné telekomunikační sítě, která slouží k přenosu dat. Provozovateli jsou spojové organizace (správy spojů) nebo jiné subjekty splňující legislativní požadavky, které nabízejí své služby veřejnosti.

Sítě se vytváří za účelem komunikace s jinými subjekty (také připojenými k veřejné datové síti), aby prostřednictvím veřejné datové sítě propojovaly mezi sebou své dílčí lokální sítě apod.

Privátní síť[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Privátní síť.

Privátní síť využívá speciální privátní IP adresy podle standardů daných RFC 1918RFC 4193. Privátní adresy jsou běžně používány pro domácí, kancelářské a podnikové lokální sítě (LAN), kde veřejné adresy (tj. globálně směrovatelné v internetu) nejsou žádoucí nebo nejsou dostupné. Privátní rozsahy IP adres byly definovány jako nástroj pro zpomalení vyčerpání IPv4 adres. Nyní jsou též součástí nastupující generace pro Internet Protocol verze 6 (IPv6).

Virtuální privátní síť[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Virtuální privátní síť.

Virtuální privátní síť (VPN, původem v anglickém Virtual private network) umožňuje propojení několika počítačů prostřednictvím (veřejné) nedůvěryhodné počítačové sítě. Lze tak snadno dosáhnout stavu, kdy spojené počítače budou mezi sebou moci komunikovat, jako kdyby byly propojeny v rámci jediné uzavřené privátní (a tedy důvěryhodné) sítě. Při navazování spojení je totožnost obou stran ověřována pomocí digitálních certifikátů, dojde k autentizaci, veškerá komunikace je šifrována, a proto můžeme takové propojení považovat za bezpečné.

Síťová zařízení[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Síťové zařízení.

Pojmem síťové zařízení se označují všechna zařízení (prvky) připojené do počítačové sítě, která přijímají a vysílají data.

Aktivní síťové prvky[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Aktivní síťový prvek.

Aktivní síťové prvky jsou všechna zařízení, která slouží ke vzájemnému propojení v počítačových sítích. Aktivní síťový prvek je všechno to, co nějakým způsobem aktivně působí na přenášené signály – tedy je zesiluje a různě modifikuje.[1] Mezi aktivní prvky se řadí především opakovač, hub, switch, bridge nebo router. Patří zde však i další zařízení jako například síťová karta, tiskový server nebo host adapter.

Opakovač[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Opakovač.

Repeater nebo též opakovač či zesilovač je elektronický aktivní síťový prvek, který přijímá zkreslený, zašuměný nebo jinak poškozený signál a opravený, zesílený a správně časovaný ho vysílá dále. Tak je možné snadno zvýšit dosah média bez ztráty kvality a obsahu signálu. Opakovače patří do první (fyzické) vrstvy referenčního modelu OSI, protože pracují přímo s elektrickým signálem.

Hub[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Hub.

Hub nebo též rozbočovač je prvek, který umožňuje její větvení a je základem sítí s hvězdicovou topologií. Chová se jako opakovač. To znamená, že veškerá data, která přijdou na jeden z portů (zásuvek), zkopíruje na všechny ostatní porty, bez ohledu na to, kterému portu (počítačiIP adrese) data náleží. To má za následek, že všechny počítače v síti „vidí“ všechna síťová data a u větších sítí to znamená zbytečné přetěžování těch segmentů, kterým data ve skutečnosti nejsou určena. Hub je velmi jednoduché aktivní síťové zařízení. Nijak neřídí provoz, který skrz něj prochází. Signál, který do něj vstoupí, je obnoven a vyslán všemi ostatními porty.

Switch[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Switch.

Switch nebo též přepínač je prvek propojující jednotlivé segmenty sítě. Switch obsahuje větší či menší množství portů (až několik stovek), na něž se připojují síťová zařízení nebo části sítě. Pojem switch se používá pro různá zařízení v celé řadě síťových technologií. Pracuje na druhé (linkové) vrstvě OSI modelu. Vedle vyššího výkonu (stanice připojené k různým rozhraním switche navzájem nesoutěží o datové médium) znamená přínos i pro bezpečnost sítě, protože médium již není sdíleno a data se vysílají jen do rozhraní, jímž je připojen jejich adresát.

Bridge[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Bridge.

Bridge nebo též most je zařízení, které spojuje dvě části sítě na druhé (linkové) vrstvě referenčního modelu ISO/OSI. Most je pro protokoly vyšších vrstev transparentní (neviditelný), odděluje provoz různých segmentů sítě a tím zmenšuje i zatížení sítě. Most odděluje provoz dvou segmentů sítě tak, že si ve své paměti RAM sám sestaví tabulku MAC (fyzických) adres a portů, za kterými se dané adresy nacházejí. Leží-li příjemce ve stejném segmentu jako odesílatel, most rámce do jiných částí sítě neodešle. V opačném případě je odešle do příslušného segmentu v nezměněném stavu (týká se pouze tzv. Unicast rámců, které jsou určeny jedinému příjemci).

Router[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Router.

Router nebo též směrovač je zařízení, které procesem zvaným routování přeposílá datagramy směrem k jejich cíli. Routování probíhá na třetí (síťové) vrstvě referenčního modelu ISO/OSI. Obecně jako router může sloužit jakýkoliv počítač s podporou síťování a pro routování v menších sítích se často dodnes používají běžné osobní počítače, do vysokorychlostních sítí jsou však jako routery používány vysoce účelové počítače obvykle se speciálním hardwarem, optimalizovaným jak pro běžné přeposílání (forwarding) datagramů, tak pro specializované funkce jako šifrováníIPsec tunelů.

Pasivní síťové prvky[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Pasivní síťový prvek.

Mezi pasivní prvky se řadí především datové rozvaděče, které fyzicky přenášejí data do počítače.

Strukturovaná kabeláž[editovat | editovat zdroj]

Softwarové prostředky[editovat | editovat zdroj]

Topologie sítí[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Topologie sítí.

Topologie sítí se zabývá zapojením různých prvků do počítačových sítí a zachycením jejich skutečné (reálné) a logické (virtuální) podoby (datové linky, síťové uzly).[2][3] Topologii lze zvažovat jako určitý tvar či strukturu dané sítě. Tento tvar nemusí nutně korespondovat se skutečným fyzickým rozvržením prvků, zapojených v síti. Například počítače v malé domácí síti mohou být uspořádány v pomyslném kruhovém tvaru, ale nemusí to nutně znamenat, že jejich logické zapojení představuje příklad kruhové topologie.

Typy topologie sítí[editovat | editovat zdroj]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Aktivní a pasivní síťové prvky [online]. [cit. 2011-12-18]. Dostupné online.  
  2. GROTH, David, Toby Skandier Network+ Study Guide, Fourth Edition. [s.l.] : Sybex, Inc.. ISBN 0-7821-4406-3.  
  3. ATIS COMMITTEE T1A1 PERFORMANCE AND SIGNAL PROCESSING. ANS T1.523-2001, Telecom Glossary 2000. [s.l.] : ATIS Committee T1A1.  

Související články[editovat | editovat zdroj]