Počítačová sieť je systém navzájom prepojených počítačov, medzi ktorými môžeme prenášať informácie.

Rozdelenie sietí:

1. LAN (ang. Local Area Network) – lokálna počítačová sieť. Označenie prepojenia počítačov v malej oblasti, napr. v jednej budove, príp. v blízkych budovách.
2. MAN (ang. Metropolitan Area Network) – mestská počítačová sieť. Označenie prepojenia počítačov v meste alebo obci.
3. WAN (ang. Wide Area Network) – rozľahlá počítačová sieť. Prepojenie počítačov vo veľkom meste, prípadne v okrese, kraji, štáte a kontinente.

Topológia siete označuje vzájomné usporiadanie zariadení v počítačovej sieti.

Medzi základné typy topológie siete LAN patrí: zbernica, hviezda a kruh. Zložitejšia topológia sietí môže obsahovať kombináciu základných typov, najčastejšie kombinácia hviezd do stromovej štruktúry, topológiu úplnú a chrbticovú.

Topológia zbernica

Základným prvkom zbernicovej topológie je úsek prenosového média – zbernica, ktorá tvorí kostru siete. K nej sú jednotlivé stanice siete pripojené paralelne za sebou. Prenosovým médiom je najčastejšie koaxiálny kábel alebo krútená dvojlinka. V zbernicovej topológii sa nevyskytuje centrálna alebo riadiaca stanica. Dátové správy sa šíria vedením všetkými smermi a všetky stanice k nim majú prístup. Počítače sú usporiadané za sebou akoby do reťaze. Sieť zbernicovej topológie je najjednoduchšia a veľmi ľahko sa inštaluje. Zbernica má jeden začiatok a jeden koniec a musí byť ukončená terminátorom.

Veľkou výhodou tejto topológie je neporušenie siete v prípade výpadku jednej stanice. Ale naopak pri porušení káblu (prenosového média) je sieť nefunkčná.

Topológia hviezda

V sieti hviezdicovej topológie pôsobí v centre siete centrálny uzol, ktorý sa nazýva rozbočovač (HUB). K nemu sú pripojené stanice siete samostatnými linkami, najčastejšie pomocou symetrického kábla (krútená dvojlinka). Rozbočovač zabezpečuje, aby každa stanica siete mohla komunikovať s inou. Pôsobí ako pasívny koncentrátor (distribuuje signál vysielaný stanicami siete) alebo ako aktívny opakovač či rozbočovač. Dátové správy sa šíria vedením a takisto všetky stanice k nim majú prístup.

Topológia kruh

Stanice siete sú prepojené vedením do tvaru súvislého kruhu. Dáta sa pohybujú v kruhu od odosielateľa (prechádzajú postupne k najbližšiemu susedovi) postupne cez všetky následné uzly až k príjemcovi (adresovanej stanici ) – smer pohybu je daný spôsobom prepojenia siete.

Na riadenie smeru prenosu dát sa používa riadiaca značka – Token. Pomocou nej sa dátové správy odovzdávajú postupne jedným smerom medzi stanicami. Stanica siete, ktorá má riadiacu značku, môže vysielať, ostatné stanice môžu iba prijímať. Týmto je odstránená možnosť vzniku kolízii pri súčasnom vysielaní niekoľkými stanicami. Výpadok ľubovoľnej stanice spôsobí nefunkčnosť celej siete.

Topológia strom

Stromová topológia je prirodzeným rozšírením topológie typu hviezda s kombináciou zbernice. Má aj podobné vlasnosti. Používa sa najčastejšie u širokopásmových sietí a optických vlákien.

Topológia úplná

Každá stanica siete je prepojená zo všetkými ostatnými stanicami. Táto topológia vyžaduje veľký počet káblov. Je veľmi spoľahlivá, ale zle rozšíriteľná. Používa sa málo.

V prípade, že nejaké spojenie zlyhá, dáta môžu putovať k cieľu ďalej po iných dostupných linkách (majú viac možností).

Topológia chrbticová

Prepája jednotlivé LAN s ľubovoľnou topológiou .

Zdroj obrázkov v texte: searchnetworking.techtarget.com.

Použitá literatúra: informatika.schoolo.org

Medzi aktívne prvky počítačovej siete, ktoré zasahujú do diania v sieti patria:

• opakovač (repeater)
• prevodník (transceiver)
• rozbočovač (hub)
• most (bridge)
• prepínač (switch)
• smerovač (router)
• kombinácia most/smerovač (brouter)
• brána (gateway)

Opakovač (repeater)

Opakovač je aktívne sieťové zariadenie, ktorého úlohou je zosilniť a zregenerovať prenášaný elektrický signál. Je to najjednoduchší aktívny prvok.

Používa sa na prepojovanie rovnakých typov sieťových segmentov. Predlžuje dĺžku pevného prenosového vedenia (kábla), ktorá je tak dlhá, že na jej druhom konci by nebol dostatočne silný signál. Opakovač okrem signálu, ktorý prenáša zosilnenú informáciu, zosilňuje aj šumy, poruchy a chybové zložky.

Obr. 1: Opakovač (zdroj)

Obr. 2: Opakovač (zdroj)

Prevodník (transceiver)

Prevodník je podobný zosilňovaču. Zosilňuje prenášaný signál a navyše ho aj premieňa z jedného typu na iný (napr. krútenú dvojlinku na optický kábel a podobne).

Obr. 3: Prevodník (zdroj)

Rozbočovač (hub)

Jeho základná funkcia je rozbočovanie signálu a vetvenie siete. Je dôležitým prvkom hviezdicovej topológie.

Zosilňuje a regeneruje signál a rozposiela ho na všetky porty okrem toho, z ktorého signál prišiel. Používa sa na pripojenie viacerých koncových zariadení.

Rozbočovač môže byť pasívny (iba rozbočuje signál) alebo aktívny (zosilňuje signál).

Obr. 4: Rozbočovač (zdroj)

Obr. 5: Rozbočovač (zdroj)

Most (bridge)

Je to sieťové zariadenie, ktoré sa využíva pri prepojení dvoch LAN sietí. Jeho hlavnou úlohou je preposielať pakety do vzájomne prepojených sietí na základe analýzy ich adries.

Taktiež zosilňuje prenášaný signál.

Umožňuje rozdeliť veľkú sieť na menšie jednotky a tým zlepšiť jej parametre. Slúži ako ochrana proti nebezpečným sieťovým chybám a umožňuje predĺženie siete. Výhodou je, že dokáže prepojiť dve siete rôznych štandardov.

Obr. 6: Most (zdroj)

Obr. 7: Most (zdroj)

Prepínač (switch)

Prepínač je funkčne podobný mostu, môžeme ho označiť aj ako viacportový most. Posiela údaje len na ten port, pre ktorý sú určené. Filtrácia paketov prebieha medzi jednotlivými portami. Prichádzajúce pakety filtruje na základe adresy alebo protokolu a posiela ich ďalej.

Je vhodný pri výstavbe veľkých sietí, pretože odstraňuje nadmernú prevádzku, ale neumožňuje segmentáciu.

Prepínač prepúšťa pakety iba medzi vysielajúcou a prijímajúcou stanicou – prepína pakety medzi dvoma portami.

Switch obsahuje vnútornú pamäť, v ktorej si uchováva všetky sieťové adresy (MAC = Media Access Control – hardvérová adresa, ktorá jednoznačne identifikuje každé zariadenie v sieti) pripojených počítačov. Ak teda switch prijme dátový rámec, vie presne, na ktorom porte je pripojený počítač, ktorému je rámec určený a vyšle ho len na tento port. Toto vedie k zrýchleniu komunikácie v sieti.

Obr. 8: Prepínač (zdroj)

Obr. 9: Prepínač (zdroj)

Smerovač (router)

Smerovač je sieťové zariadenie, ktoré sprostredkováva prenos dát medzi dvomi, alebo viacerými počítačovými sieťami. Používa sa na prepájanie rôznych sietí s rovnakým prenosovým protokolom. Jeho hlavnou úlohou je smerovať dáta v sieti. Túto funkciu plní vďaka algoritmu smerovania (routing algorithm). Tento algoritmus využíva smerovaciu tabuľku, do ktorej si uchováva údaje potrebné pre porovnanie informácií nachádzajúcich sa v hlavičkách paketov posielaných v sieti.

Každý paket, ako základná prenosová jednotka v sieti, nesie v sebe informácie o pôvodcovi dát, svojom cieli a konkrétne dáta. Smerovač vyberá najvhodnejšiu cestu pre posielanie paketov na základe zhromaždených informácií o pripojených sieťach. Podľa týchto informácií smerovač doručí dátovú jednotku od odosielateľa k adresátovi.

Ak router spája siete rôznej topológie, a teda aj technológie, musí okrem smerovania ešte vykonávať transformáciu správ z jednej siete do druhej.

Obr. 10:  Smerovač (zdroj)

Obr. 11: Smerovač (zdroj)

Kombinácia most/smerovač (brouter)

Brouter kombinuje prepojovacie funkcie mosta a smerovača. Jeho potreba vyplýva z potreby prepojovania rôznych typov siete LAN a rôznych prenosových protokolov. Pracuje ako smerovač, ale keď nie je schopný aplikovať daný smerovací algoritmus, spracuje dátovú jednotku ako most.

Obr. 12: Most/smerovač (zdroj)

Brána (gateway)

Je najzložitejším aktívnym prepojovacím prvkom siete. Používa sa pre prepojovanie úplne odlišných sieťových architektúr. Musí zabezpečiť prevod medzi odlišnými sieťovými koncepciami.

Obr. 13: Brána (zdroj)

Obr. 14: Brána (zdroj)

Použitá literatúra:

• informatika.schoolo.org