Systemy sieciowe - opis

 
Sieć to po prostu dwa lub więcej komputerów połączonych tak, aby mogły się ze sobą komunikować i wymieniać dane. Sieci są klasyfikowane pod względem architektury, topologii i protokołów.

Dwie główne architektury sieciowe to sieci równorzędne i sieci typu klient/serwer. Komputery w sieciach równorzędnych komunikują się ze sobą bezpośrednio. W otoczeniu biznesowym wykorzystywana jest częściej architektura klient/serwer, w której serwer działa jako pośrednik między komputerami.

Najbardziej rozpowszechnione są sieci lokalne (LAN) łączące wiele komputerów w biurze, domu lub wydziale. Rozległe sieci komputerowe (WAN) składają się z sieci lokalnych lub komputerów połączonych na większe odległości.

 
Topologia jest związana z geometrycznym rozmieszczeniem aktywnych "węzłów" (urządzeń) w sieci. Podstawowe typy topologii to:
  • Magistrala - węzły są podłączone łańcuchowo do przewodu zakończonego po obu stronach. Dane są przesyłane tam i z powrotem, a każde urządzenie odbiera adresowane do niego dane. Przerwa w magistrali powoduje zatrzymanie przepływu danych.
  • Gwiazda - każdy węzeł jest podłączony do centralnego koncentratora. Koncentrator jest zazwyczaj połączony z serwerem kontrolującym dostęp do danych i ich przepływ.
  • Pierścień - węzły tworzą zamknięty obwód. Dane są przesyłane w jednym kierunku, a każdy węzeł odbiera adresowane do niego dane.
W firmach wykorzystywana jest najczęściej topologia gwiazdy, gwiazda/pierścień lub gwiazda/magistrala.
 
W procesie komunikacji ludzie - niezależnie od tego, czy mówią po chińsku, po angielsku czy używają języka migowego - nadają swoim myślom określoną formę (dźwięki, znaki, gesty), która jest następnie przesyłana do drugiego człowieka przy użyciu pewnego nośnika (powietrze, papier, światło). Jeśli komunikacja nie zostanie zakłócona, wszystkie elementy komunikatu dotrą do odbiorcy, który zinterpretuje formę i przetłumaczy ją na własne myśli.

Sieci komputerowe działają w podobny sposób. Nie odbywa się tu jednak przesyłanie dźwięków lub znaków przy użyciu powietrza lub papieru - pakiety danych są przesyłane przewodami jako impulsy elektryczne. Protokoły są językami i metodami transmisji wykorzystywanymi przez sieci do komunikacji. Definiują one sposób rozpoznawania się komputerów w sieci oraz określają, jaką postać nadać danym do przesłania i jakich procedur użyć do obsługi utraconych lub uszkodzonych pakietów danych.

Najczęściej używanym obecnie zestawem protokołów jest TCP/IP. Protokół TCP dezasembluje komunikaty i pliki w pakiety, które mogą zostać przesłane przez sieć, a także dokonuje ponownej asemblacji komunikatów z odebranych pakietów. Protokół IP obsługuje adresowanie i rutowanie pakietów w sieci.
 
Każdy z protokołów sieciowych obsługuje komunikaty w nieco inny sposób. Dzięki wspólnym strukturom mogą one jednak być wykorzystywane na tym samym nośniku i sprzęcie.

Struktura OSI pełni rolę planu ogólnego działania komunikacji sieciowej. Standardy OSI opisują co, jak i kiedy zostaje wysłane do sieci. Nie definiują one jednak określonych metod transmisyjnych lub protokołów.

Struktura OSI dzieli komunikację sieciową na siedem warstw: fizyczną, łącza danych, sieci, transportu, sesji, prezentacji i aplikacji.
 
Nazwa "Ethernet" odnosi się do standardu technicznego 802.3, określonego przez Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE). Ze względu na łatwą instalację, niskie koszty, wiele opcji topologii oraz szybkość Ethernet jest dziś najpopularniejszą technologią sieciową.

Standardowe systemy Ethernet (nazywane także 10BASE-T) zapewniają transmisję danych z szybkością do 10 megabitów na sekundę (Mbit/s). Fast Ethernet (nazywany w zależności od okablowania 100BASE-TX, 100BASE-FX lub 100BASE-T4) przesyła dane z szybkością do 100Mbit/s. Rozwijające się technologie Gigabit Ethernet i 10-Gigabit Ethernet umożliwią zwiększenie szybkości transmisji do - odpowiednio - 1 gigabita na sekundę (1000Mbit/s) i 10 gigabitów na sekundę (1 miliard bitów na sekundę).

W przypadku technologii Ethernet dane przesyłane przez sieć są widoczne dla wszystkich podłączonych urządzeń, ale przetwarzać je mogą tylko te z nich, do których skierowany jest pakiet danych. Ethernet wykorzystuje także protokół CSMA/CD do kontrolowania przepływu danych na przewodach. Na przykład: gdy dwa komputery usiłują jednocześnie wysłać pakiety przez sieć, dochodzi do kolizji strumieni danych. Po wystąpieniu kolizji protokół CSMA/CD instruuje komputery, aby wycofały się z komunikacji i spróbowały ponownie w losowo wybranym czasie.


Innymi powszechnie stosowanymi obecnie technologiami (każda ma swoje wady i zalety) są: token ring, FDDI i ATM.