SÍTĚ

SÍTĚ

STRUKTURA SÍTĚ

Pro snadnější řešení velmi složitého úkolu přenosu dat v síti je počítačová síť rozdělena do několika vrstev, u nichž je přesně definován protokol spojení.

Úkoly, které mají jednotlivé vrstvy na starosti, mohou být implementovány programovými objekty takového typu, jaký podporuje příslušný operační systém. Mohou to tedy být samostatné procesy, rezidentní programy popř. rutiny či podprogramy. Tyto programové objekty nazýváme entity. V každé vrstvě může být několik entit (pro různé varianty služby). Vazby jednotlivých entit různých vrstev se děje přes přechodové body (port,SAP-Service Access Point).

Každá entita komunikuje pouze se sousedními vrstvami, tj. využívá služeb vrstvy bezprostředně nižší, nebo poskytuje služby vrstvě bezprostředně vyšší. Komunikace pak vypadá tak, že vrstva vyšší předá nižší vrstvě data spolu s žádostí (popisem) o provedení služby. Ta si vezme pouze pokyny pro svou činnost a ostatní pokyny a data považuje za jeden společný balík dat. Obdobně nižší vrstva při předávání přibalí k datům pokyny pro vyšší vrstvu (o jaká data se jedná, odkud pochází, výsledek operace, atd).

Dvě entity stejných vrstev u různých koncových nebo uzlových počítačů (peer) nemohou spolu přímo komunikovat. Vyjímku tvoří fyzická vrstva, tj. nejnižší vrstva.

Nespolehlivý přenos je ten, který po zjištění chyby dat, tyto data zahodí. Nepokouší se dělat žádnou nápravu. Je velmi rychlý, nenákladný.

Spolehlivý přenos je přenos, který detekuje chybu, a učiní opatření k její nápravě. Toto opatření může být pouze žádost o vyslání dat znovu (detekční kódy) nebo sám chybu opraví (opravné kódy). Obvykle se používají pouze detekční kódy, neboť jsou rychlejší a méně nákladné. O provedení spolehlivosti přenosu může nižší vrstva požádat vrstvu vyšší (podle důležitosti dat).

Při spojovaném přenosu je nejdříve navázáno spojení (adresát se musí ohlásit) a pak teprve je proveden přenos dat (obdoba tel.hovoru). Počáteční spojení je nákladné.

Při nespojovaném přenosu jsou data opatřená adresou vyslána příjemci, aniž by bylo ověřena možnost přijetí dat (obdoba dopisu zaslaného poštou).

OSI

Referenční model ISO/OSI (Open Systems Interconnection) předpokládá 7 vrstev, které mají tyto funkce:

· Aplikační vrstva (Application Layer) (vrstva 7) - původně měla obsahovat vlastní aplikace, ale tyto byly z ní vytlačeny. V aplikační vrstvě zůstaly jen některé společné části aplikací a různé podpůrné služby (e-mail, vzdálený přístup, terminálová emulace). Je to tedy nejvyšší vrstva starající se o přenos dat mezi dvěma aplikacemi. Z hlediska uživatele jde o spuštění aplikace ze serveru nebo o přenos souborů.

· Prezentační vrstva (Presentation Layer) -(vrstva 6). Jedna a táž posloupnost bitů, slabik nebo slov může pro příjemce znamenat něco jiného, než pro odesílatele. Zatímco nižší vrstvy mají za úkol doručit veškerá přenášená data přesně v takové podobě, v jaké byla vyslána, tato vrstva má za úkol zajistit, aby také znamenaly totéž. V praxi to obnáší např. konverze čísel mezi různými formáty, převod znaků ASCII do kódu EBCDIC či jiné transformace. Slouží pro přenos pro aplikační vrstvu. Např. zajišťuje transformaci LF u Unixového vysílání na CRLF pro příjemce DOS. Je zodpovědná za komprimaci dat a za jejich kódování.

· Relační vrstva (session Layer) - také též spojovací vrstva; tato vrstva má za úkol vedení dialogu mezi koncovými účastníky: navazování spojení, jeho udržování, synchronizaci a rušení, sdílení jednoho transportního spojení (o větší kapacitě) více relačními spojeními, nebo naopak více současných transportních spojení pro jedno relační spojení a pod. Je to poslední vrstva nezávislá na konkrétním typu sítě a jejím transportním protokolu.

· Transportní vrstva (Transport Layer) (vrstva 4)- je obálkou nad síťovou vrstvou, která může měnit charakter přenosových služeb vrstvy. Například zajišťovat spolehlivost, a z nespolehlivé síťové služby udělat službu spolehlivou, z nespojované spojovanou atd. V rámci této vrstvy spolu přímo komunikují koncoví účastníci. Tedy tato vrstva řídí síťový provoz, dělí datové bloky podle transportního protokolu do paketů a hlídá, aby pakety byly kompletní a vysílány a přijímány ve správném pořadí. Tato vrstva je již závislá na hardware. Je zodpovědná za cílovou a vysílací adresu.

· Síťová vrstva (Network Layer) - má za úkol doručit data (pakety) až k jeho koncovému příjemci. V praxi to znamená, že musí volit směr, resp. cestu přenosu tak, aby se data dostala přes různé mezilehlé uzly až k svému cíli. Původní představa referenčního modelu byla taková, že tato vrstva bude fungovat výhradně na spojovacím principu, a bude zajišťovat spolehlivý přenos.

· Tato vrstva tedy volí trasu podle adres odesílatele a příjemce, resp mezi příjemce. Vytváří pakety z rámců.

· Linková neboli datová či spojová vrstva (Data Link Layer) - se stará o přenos mezi dvěma uzly, mezi kterými existuje přímé spojení. Řidí fyzický přenos dat a hlídá bezchybnost přenosu. U spolehlivého přenosu žádá o nové zaslání poškozeného paketu. Přidává adresu nejbližšího příjemce a kontrolní informace.

· Fyzická vrstva (Physical Layer) - má za úkol skutečný (fyzický) přenos jednotlivých bitů. Definuje připojení síťových zařízení

Jedná se o teoretický model, z kterého jsou odvozeny skutečné protokoly síťového přenosu. Jedním z nich je TCP/IP.

Následující obrázek znázorňuje přechod dat přes OSI vrstvy.

APLIKACE

AH DATA

PH AH DATA

RH PH AH DATA

TH RH PH AH DATA

SH TH RH PH AH DATA ST

LH SH TH RH PH AH DATA ST LT

FP LH SH TH RH PH AH DATA ST LT FT

KABEL

Norma IEEE802 se liší od OSI pouze ve vrstvách

linková, která je nahrazena vrstvou řízení logické

fyzická, která je nahrazena dvěma vrstvami: vyšší: řízení media

nižší: fyzická

SPOJOVANÁ A NESPOJOVANÁ KOMUNIKACE

SPOJOVANÁ KOMUNIKACE	NESPOJOVANÁ KOMUNIKACE
Mezi odesílatelem a příjemcem je navázáno spojení	Mezi odesílatelem a příjemcem není zřizováno spojení.
Při navázání spojení vzniká logická cesta mezi příjemcem a odesílatelem.	Mezi odesílatelem a příjemcem není vytyčena žádná logická cesta.
Veškerá data jsou přenášena stejnou cestou (vytyčenou při navázání spojení).	Pro každý jednotlivý kus dat je cesta jeho přenosu volena individuálně (tj. data nemusí být vždy přenášena stejnou cestou.
Větší jednorázová počáteční režie (na navazování spojení)	Menší (nulová) počáteční režie.
Menší režie na vlastní přenos dat.	Větší režie na vlastní přenos dat (především na volbu dalšího směru přenosu).
Výhodnější pro přenos větších objemů dat.	Výhodnější pro přenos menších objemů dat.

TCP/IP

(podrobnosti viz TCP/IP.DOC)

Filozofie TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protokol) předpokládá, že na nižších vrstvách jsou pouze nespolehlivé přenosové služby. Zajištění spolehlivosti dělají vyšší vrstvy a to jen při jejich vyžádání. Tento protokol je užíván v heterogenní síti (původně určené pro UNIX) Internet. Je to soustava sítí s IP protokolem tvořená mezisíťovým počítačem. Jednotlivé podsítě mohou být různé (Ethernet, X.25, ..).

Rodina protokolů TCP/IP předpokládá existenci čtyř vrstev:

- Aplikační vrstva (Application Layer) - v této vrstvě jsou skutečně provozovány základní aplikace v rámci TCP/IP. (OSI vrstvy 7, 6, 5).

- Transportní vrstva (Transport Layer) - požaduje-li aplikace, tato vrstva pro ní zajistí spolehlivost, tj. změní nespolehlivý charakter síťové služby na spolehlivý. V opačném případě (kdy aplikace nevyžaduje spolehlivost od transportní vrstvy), je jen jednoduchou obálkou nad síťovou vrstvou.

- Síťová vrstva (Internet Layer) - se snaží co nejrychleji doručit data přes případné mezi uzly až k jejímu koncovému adresátovi. Proto nabízí pouze nespolehlivou přenosovou službu, a to nespojovaného charakteru.

- Vrstva síťového rozhraní (Networ Interface Layer) - má za úkol zajistit přenos mezi dvěma přímo propojenými počítači. Jelikož zde velmi záleží na konkrétní přenosové technologii (Ethernet, Token Ring, dvoubodový zdroj, telefonní linka apod.), TCP/IP tuto vrstvu nijak blíže nespacifikuje. (Vrstvy 1 a 2).

Síťový systém Windows NT

Aplikační vrstva je tvořena funkcemi API příslušného subsystému (Win32). Přes tyto funkce jsou programátoru přístupné jednotlivé služby.

Spojovací vrstva je na straně klienta tvořena redirectorem, na straně serveru Serverem. Protože pracuje systémem peer-to-peer není téměř rozdílu mezi serverem a klientem.

Redirector a Server jsou instalované ovladače souborového systému. Jakmile I/O subsystém obdrží požadavek na síťové spojení, vytvoří IRP (I/O request Packet), který tento požadavek identifikuje a předá ho Redirectoru. Ten musí zajistit bezproblémový přenos dat ze vzdáleného zařízení. Vlastní spojení je vytvořeno nižšími vrstvami na základě požadavků Redirectoru a Serveru. NT mohou podporovat několik síťových protokolů (TCP/IP, DECnet, IPX/SPX, NetBEUI, AppleTalk, XNS apod). Protože každý protokol má jiný mechanizmus přenosu, přenáší Redirector své požadavky pomocí jednotného TDI (transport driver interface) na speciální ovladače protokolu.

Transportní vrstva je tvořena specifickými ovladači protokolu.

Datová vrstva tvořena síťovými kartami a jejich ovladači (network drivers) provádí vlastní fyzický přenos dat.

Lokální sítě

Přístupové metody

(viz principy sítí.doc)

TOKEN RING

Protokol Token Ring - IEEE je deterministický přístup na vedení.Je populární variantou protokolu Token BUS - IEEE802.4. Ring používá místo busové topologie topoplogii kruhu obvykle realizovaného jako hvězda s centrem v jednotce pro připojení mnoha stanic - MAU - Multistation Attachment Unit. Tato techologie je podporovaná IBM, ale ustupuje do pozadí, neboˇjejí cena je vysoká a není podporována výrobci.

Stanice si peška předávají opět v určeném pořadí. Pešekxe "Pešek", který umožňuje stanici vysílat, je zvláštní datový rámec s cílovou adresou. Stanice s peškem tedy může vysílat jeden nebo více rámců, vyzývat stanice k poslechu a přijímat odpovědi. Po vypršení časové lhůty nebo po ukončení činnosti předá stanice peška další stanici v pořadí. Pokud stanice přijme datový rámec, opatří ho informaci o úspěšnosti převzetí a pošle zpět k vysílací stanici.

Chybové stavy ošetřuje jedna ze stanic. Při její poruše může tuto činnost převzít jiná stanice. Při čekání na krátký rámec, může stanice vydat peška hned po skončení vysílání.

topologie kruh, TOKEN PASSING.

· Paket 4kbity.

· Počet stanic max 260 na STP (stíněné dvojlince.) nebo 72 na UTP (nestíněné)

· Používají se UTP/STPxe "UTP/STP" nebo ještě i koaxiální kabely.

· Perspektivní, nejrychlejší.

· Rychlost 4,16Mb/s nebo 16Mbitů/s.

· Kódování : diferenciální, Manchester

· možnost snadné diagnostiky

· nejdražší

· ztráta času při předávání peška nevysílajícím stanicím

Stanice Token Ring jsou zapojovány do jednotek MSAU (MAU) neboli pasivních koncentrátorů. Z nich jsou rozváděny topologií hvězda. Vzdálenost stanice od koncentrátoru může být 300m.

TOKEN PASSING

je obdobou token ring, má také deterministický přístup na vedení, ale používá se v topologii hvězda nebo bus. Kruh se vytváří logicky, to je určením pořadí jednotlivých stanic. Připojuje nové stanice pomocí rekofiguračního postupu, kdy otevře kruh, pošle 756 opakování rámce (aby byl delší než čekací doba =78us) složeného z 8 jedniček a jedné mezery. Počet stanic je dán osmibitovou adresou.

CSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access with Colllision Detection. Má nedeterministický přístup na vedení. Testuje zda nedošlo ke kolizi. Je-li linka volná povolí vysílání ale ještě 45us sleduje kolizi. Pokud ano stanice se na pseudonáhodnou dobu odmlčí. Je jednoduchý a výhodný pro menší provoz. S hustotou provozu se zvyšuje pravděpodobnost kolize.

DPP

DPPxe "DPP" - Demand Priority Protokol), což zvýhodňuje náročné přenosy jako jsou multimediální.

Cyklický test a analýzu provádí hub. Hub přiděluje přenosové medium tak, aby nevznikaly kolise. Pokud je doba čekání některého přenosu delší, hub automaticky mu přiřadí vyšší prioritu. Používá se u vysokorychlostních sítí.

Protokoly, Systémy

(viz principy sítí.doc) Protokol je soubor pravidlo pro zpracování a přenos dat. Podle použití můžeme protokoly dělit do 3 skupin:

· Segment lokálních sítí”

· Ethernet

· Fast Ethernet

· Token Ring

· Token Bus

Pomocí těchto protokolů bývají nejčastěji propojována koncová síťová zařízení.

· Páteřní protokoly LAN sloužící k propojení jednotlivých segmentů pomocí společné páteřní sběrnice:

· Fast Ethernet

· přepínaný Ethernet

· Giga Ethernet

· FDDI

· LAN emulace v ATM

· Páteřní protokoly MAN a WAN používané pro rozsáhlé sítě jssou spojově orientoané, tzn. Že se nejdříve naváže spojení v celé délce a pak se vysílají data. Jsou to

· X.25 s proměnlivou délkou paketů,

· Frame Relay s proměnlivou délkou paketů,

· ATM s pevnou délkou paketů.

Kromě těchto protokolů se používají levnější

· Fast Ethernet a

· Giga Ethernet.

Rozdíl mezi prvními dvěma skupinami se stále smazává. Společným rysem je přenos dat pomocí paketů. Paket je blok dat délky až několika kB. Většina lokálních sítí je nespojově orientována /Ethernet, Token Ring).

ARCNET

- topologie strom, bus, protokol:TOKEN PASSING. Rychlost je 2.5Mbitu/s. Max vzdálenost při použití rozbočovačů 6500m, jinak 600m, u pasivních 30m. Max 255 stanic. Používají se kroucené dvoulinky. Velice levné. PAKET 512 bitů.

Logická adresa se nastavuje přepínači na adaptéru.

Jednoduché propojení, nízká cena, nízká rychlost přenosu

TOKEN RING

Protokol Token Ring - IEEE. Je populární variantou protokolu Token BUS - IEEE802.4. Ring používá místo busové topologie topologii kruhu obvykle realizovaného jako hvězda s centrem v jednotce pro připojení mnoha stanic - MAU - Multistation Attachment Unit. Tato technologie je podporovaná IBM, ale ustupuje do pozadí, neboť její cena je vysoká a není podporována výrobci.

topologie kruh, TOKEN PASSING.

· Paket 4kbity.

· Počet stanic max 260 na STP (stíněné dvojlince.) nebo 72 na UTP (nestíněné)

· Používají se UTP/STPxe "UTP/STP" nebo ještě i koaxiální kabely.

· Perspektivní, nejrychlejší.

· Rychlost 4,16Mb/s nebo 16Mbitů/s.

· Kódování : diferenciální, Manchester

· možnost snadné diagnostiky

· nejdražší

· ztráta času při předávání peška nevysílajícím stanicím

Stanice Token Ring jsou zapojovány do jednotek MSAU (MAU) neboli pasivních koncentrátorů. Z nich jsou rozváděny topologií hvězda. Vzdálenost stanice od koncentrátoru může být 300m.

Nové technologie rozšiřují dosah (1998) u

UTP5 do 250m pro 4Mb/s a 100m pro 16Mb/s

STP 750 375

optika 2000 2000

HSTR

High Speed Token Ring s rychlostí 100Mb/s je založena na technologie fast TR, která je určena pro malé páteřní sítě. Podporuje IBM (IBM Networking 8/98). Díky standardu IEEE802.5 jsou kompatibilní s Token Ring. HSTR využívá stávající přepínače,rozvody, routery, mosty, síťové karty a kabeláže. Jedinou změnou je nová serverová 100Mb karta a v přepínačích výměna up-linku. Rozvod mezi serverem a přepínačem musí být optický nebo měděný.

ETHERNET

podrobnosti viz ethernet.doc

a) silný kabel - max vzdálenost 500m, na konci jsou odpory 50Ű. Topologie BUS. CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection). Paket 1.5kbitu. Je možné mít více větví, ale musí být mezi nimi REPEATER. Rychlost je 10Mbitů/s. Napojuje se tzv. TRANSIEVERY.

b) tenký kabel - 6 mm. Spojuje se téčkama. Max délka 185m. Omezení na 30 počítačů. Rychlost 10Mbitů/s. Přístupová doba je stejná jako u silnějšího kabelu.

c) rychlý ethernet na optických kabelech (FDDI - Fiber Distributed Data Interface pracuje s rychlostí 100Mb/s.

d) giga ethernet (viz giga_site.doc).

Fast Ethernet

100VG-AnyLAN

jsou navrženy tak, aby mohly pracovat na 10Base-T nebo TokenRing, Ethernet s rychlostí 100Mb/s

100Base-T

1Gb ethernet

Zrychlení sítě lze také řešit rozdělením sítě pomocí routerů nebo bridge-ů. Pak každý segment je sdílený, ale v různých segmentech může současně probíhat komunikace, což snižuje celkovou zátěž.

Modulace

Pro zvyšování přenosového výkonu je nutné měnit modulaci signálů, neboť zvyšování frekvence je pro kabeláž neúnosné. Větší frekvence vyžadují dokonalejší kabely s neúměrně vyššími parametry. Změna modulace může přinést zvýšení výkonu i při stejné frekvenci.

RZ

RZ - return to zero -se užívá v Token Ring

MLT-3

Moderní 3 úrovňový kód. Lze zobrazit 4bity na jeden takt. Snižuje frekvenci přenosu 4krát.

1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0

Každá 1 změní cyklicky hladinu signálu.

PAM-5

Používá gigabitový ethernet. Kód má 5 hladin a princip je stejný jako u MLT-3.

CAP 64

je víceúrovňový s časovým kvantováním. Užití u ATM.

Správa sítí

S rostoucími sítěmi roste i důležitost správy sití. Dnes je nedílnou součástí i malých sítí LAN.

RMON

RMONxe "RMON" Remote Monitoring . RMON zajišťuje efektivní a aktivní správu sítí. RMON báze dat MIBxe "MIB" - Managment Information Base - se skládá ze sady statistických , analytických a diagnostických dat, která mohou být zobrazována produkty různých výrobců pomocí standardních nástrojů.

Základem RMON je

· ukládání historických dat segmentu a jednotlivých stanic,

· zaznamenává alarmy,

· matrix - statistika spojení na síti

· pakety zachycené podle filtrů pro pozdější vyhodnocení.

· přiřazení MAC adres k IP adresám,

Tyto data jsou získávána z aplikačního protokolu SNMPxe "SNMP" sady protokolů TCP/IPxe "TCP/IP".

RMON mohou tvořit

· samostatné sondy nebo

· ¨jsou součástí inteligentních síťových zařízení, které dnes dominují.

RMON zachycují a analyzují pakety a vytváří statistiky a poskytují podklady pro úpravy sítě. Při komunikaci nezatěžují příliš síť a tedy umožňují monitorování vzdálených segmentů.

RMON nejlépe funguje na sdílených sítích, kde dokáže sledovat veškerý provoz. Jsou tedy určeny pro jeden segment, neboť za přepínače a filtry RMON již nevidí.. Proto u přepínačů je na každém portu RMON statistika a historie, které se umí automaticky ozvat při určitém zaplnění databáze. Toto řešení je ekonomičtější než stálé přepínání na jednotlivé porty switche. Problémem je identifikace portů a jejich fyzické přiřazení spojům.. Proto správcovská databáze musí obsahovat údaje o portech i spojích. Dalším problémem jsou duplexní spoje, kde se ztrácí množství informace (až 50 procent - nerozlišuje směr).

RMON2

je diagnostický nástroj pro linkovou (MAC) vrstvu. Poskytuje kompletní pohled na síťovou vrstvu mezi koncovými uzly bez ohledu na fyzické umístění. Proto je zaměřen více na plánování úprav kapacit sítě než na opravy fyzické vrstvy. Navíc RMON2 umožňuje monitorování na aplikační vrstvě a tedy může sledovat služby jako je Telnet, Mail apod.

RMON2 popisuje provoz podle IP adresy a aplikací na základě TCP a UDP protokolu. RMON2 dovede identifikovat konverzace na základě párů IP adres a počítá s nimi asociované bajty.

Zobrazení bývá opět grafické s barevným rozlišením protokolů, možnosti vyfiltrování určitých stanic, linek atd.

HCRMON

High Capacity RMON2 se liiší od RMON2 zejména velikostí čítače událostí, který je zde 64bitový a tedy HCRMON je určen pro vysokorychlostní sátě.

SMON

neboli RFC 2613 je návrh standardu (1999) pro monitorování přepínačů. Standardizuje zrcadlení portu nebo skupiny portů a pracovat i s virtuálními LAN. Pokusd jsou pakety zabaleny v hlavičkách 802.1p (trunkování) RMON je nemůže analytovat. SMON používá 64 bitová počítadla (RMON je 32bitová) a tak nehrozí tak rychlé přeplnění u vysokorychlostních sítí.

Síťové desky

Síťové desky neboli network interface cards - NIC jsou nezbytnou součástí všech sítí LAN. Zprostředkovávají spojení počítače s prostředím sítě.

Provedení

· počítačové přídavné desky,

· PC cards pro notebooky nebo

· jsou integrované se základní deskou.

Parametry

Hlavními parametry jsou

· standard síťového hardware. Nejdůležitější parametr, který udává pro který standard je deska určena (ARCnet, Ethernet,token Rong, FDDI). U jednoho segmentu sítě musí být na všech stanicích desky se stejným standardem.

· typ sběrnice počítače (ISA, EISA, PCI, MCA, VL-bus). Typ sběrnice určuje spolu s šířkou sběrnice desky její výkonnost. Většina desek je 16ti a 32bitových. Staré ISA jen 8mi bitové.

· typ spojovacího vedení je určující pro přístupový protokol a fyzické napojení kabeláže. Jedná se o koax - konektor BNC, UTP - RJ45, STP, optické kabely - konektor ST. Většina desek je vybavena také konektory AUI, který byl původně standardem. Desky do 10Mb/s mohou být typu kombi, tj. vybaveny BNC, RJ45 a AUI konektory, desky 100Mb/s nebo 10/100Mb/s pouze konektory RJ-45 a AUI..

· topologie sítě je důležitá u některých standardů jako je ARCnet, kde jsou nutné pro bus a strom různé desky.

Instalace síťových desek

Každá síťová deska musí mít své identifikační číslo, které se používá pro identifikaci stanice. Desky pro Ethernet mají toto číslo dané pevně, pro ARCnet se musí nastavovat.

Dále se musí volit číslo přerušení a IO adresa.

Propojovací medium

(viz strukturovaná kabeláž)

1. Bezdrátové spojení - přes satelity

2. Telefonní hovorové kanály - nejsou velké náklady, jsou dostupné.

3. Kroucená dvoulinka - cenově výhodná UTP a STP(do 155Mb/s)

4. Koaxiální kabely různých průměrů (tlustý ethernet, tenký ethernet).

5. Světlovodivé kabely - nejkvalitnější

6. televizní kabelové rozvody s teoret. rychlostí 35Mb/s, praktickou 1,5Mb/s

Prostředky pro fyzickou vrstvu

ZESILOVAČE

Zesilovače pouze zesilují signály a nemohou měnit protokol ani fyzický druh přenosového kabelu.

Pokud se mění druh kabelu na výstupu jedná se o převodník - tranciever. Protokol zůstává stejný.

Maximální délka mezi krajními počítači je 185m. Pro kroucené dvojlinky je tato vzdálenost ještě menší. Proto na větší vzdálenosti se musí vkládat zesilovače a rozbočovače. U sítě Ethernet jsou nejjednodušší malé 2-portové transieveryxe "transiever", které se používají k zesílení nebo přechodu z jednoho kabelu na druhý. Pro větší počet napojených kabelů se používají Multiport Repeater. Pro propojení více kabelů nebo několika druhů kabelů se používají modulární rozbočovače vybavené zdrojem a řadou slotů. Pro třídění paketů jsou používaný Bridges (mosty).

OPAKOVAČE

neboli repeatery či zesilovače jsou tedy určeny pro propojení na větší vzdálenosti. Pracují na úrovni fyzické vrstvy. Poněvadž jsou spolu s huby “neinteligentní” tzn, nerozebírají hlavičky paketů, jsou rychlé a nebufrují signál. proto vzniklé zpoždění je rovno zlomkům bitového intervalu. Nemění charakter sdíleného přenosu. Spolu s huby se používají tam, kde většina komunikace se děje mezi serverem a stanicemi. Pokud je komunikace i mezi stanicemi je vhodné používat mosty, switche a routery.

Opakovače mohou spojovat sítě o různých mediích, ale se stejným protokolem a rychlostí.

HUB - ROZBOČOVAČ

je ústřední prvek počítačové sítě s hvězdicovou topologií. Centrem takové sítě s hvězdicovou topologií spojujících jednotlivé uzly je právě tento hub. Je to tedy centrální bod , který poskytuje několika uzlům sdílený kanál. Nepodporuje full duplex na rozdíl od switchů. Je určen pro malé pracovní skupiny a v 100Mb sítích pro propojení i serverů. Je laciný a pomalý. V r. 1997 začíná se ustupovat od 10Mb/s hubů, přechází se na sdílené - switching a 100Mb/s huby.

Inteligentní Switching Hub jsou přepínatelné rozbočovače. Jsou vhodné zejména u virtuálních sítí a oddělených pracovních skupin. Pracuje stejně jako hub, ale síť je rozdělena do segmentů, z nichž každý obsahuje několik portů. Umí vyrovnávat zátěž změnou počtu portů na segmentu. Je laciný a podstatně výkonnější než hub.

Přepínání lze rozdělit do dvou skupin

· statické - Při statickém je zapotřebí ruční zásah. Při přepínání dochází k přemístění jednoho uživatele z jedné sítě do druhé.

· dynamické pracují automaticky. Vytváří se virtuální spojení mezi sítěmi podle okamžitých požadavků. V současné době se používají 4 základní druhy dynamických přepínačů

1. Hardwarové přepínací matice a křížové přepínače. Jsou velmi rychlé. Přepínají na základě cílové adresy.

2. Distribuované softwareově orientované přepínače používají architekturu známou z routerů. Mají vlastní procesory a komunikují na různých rychlostech s různými protokoly.

3. Centralizované softwareově orientované přepínače. Mají stejné výhody jako distribuované.

4. Distribuované hardwareové přepínače s velmi rychlou páteřní sběrnicí. Jsou osazeny rychlými procesory a zákaznickými obvody.

Standardy v rozbočovačích jsou implementovány do operačního mikrokódu, jehož změnou lze snadno realizovat nový standard. Rozbočovače jsou levnější a způsobují podstatně menší zpoždění než routery a jsou proto využívány ve virtuálních sítích.

Stackable (stohovatelné) huby se chovají jako jeden aktivní prvek. Obvykle mohou rozdělit až 16 segmentů. Jsou propojeny speciální vysokorychlostní sběrnicí, která snižuje prodlevy.

Stohované huby lze také zapojovat do kaskád, přes kaskádovací porty. Třída Class II povoluje pouze vzdálenost 5m, ale pro huby, mající kaskadovací porty fungující jako dvouportový přepínač, který odděluje kolizní domény, mohou být vzdálenosti mezi stohy až 100m, při macximálním počtu 6. Kaskádní propojení zkracuje povolené maximální vzdálenosti.

Rozbočovače rozlišujeme

· třídy I - s omezením na 1 opakovač nebo stoh na segment (u 100Mb Ethernetu bez opakovače. Opakovače třídy I se musí spojovat přes switche.

· třídy II - zvládnou dva opakovače nebo stohy na segment.

Zapojení hubů

10base-T ethernet má stejné zapojení jako 100BASE-TX Fast Ethernet.

Stanice - vysílač šp. 1,2 hub - přijímač šp 1,2

přijímač 3,6 - vysílač 3,6

Správa hubů

Managnent sítí na úrovni fyzické vrstvy lmá na starosti zejména správu kabeláže akonfiguraci jednotlivých hubů a segmentů. Firma RIT technologies vytvořila systém PatchView, který je v této oblasti nejpoužívanější.

Základem systému je elektronická jednotka nazývaná scanner, ke které jsou připojeny rozvodné panely. Scanner je dále spojen s počítačem administrátora přes modem nebo místní síť. Panely musí být speciálně upravené (musí podporovat záznam vlastního propojení). Tyto panely vysílají informace o propojených portech scanneru a ten protokolem SNMP správci, který má přehled o fungujících a nefungujících propojeních.

Změna propojení : Nejdříve se nadefinují všechny změny v propojenína správcovské stanici a pak se odešlou na scanner příslušného patch panelu. Systém LED tak upozorní na to, kde spoje rozpojit a kde nově propojit. O propojení se vede databáze v MS ACCESS.

Pro 1Gb/s je nutné mít kabely (RJ-45) vybaveny ještě desátým vodičem, po kterém se provádí komunikace, při meších rychlostech lze využít vodič č. 7 nebo stínění.

Software má grafické zobrazení kabeláže.

Prostředky pro linkovou vrstvu

Mosty a směrovače a spínače jsou již inteligentní aktivní prvky sitě a používáme je u sítí, kde jsou časté komunikace mezi jednotlivými segmenty sítě nebo mezi stanicemi navzájem. Tyto prvky určují dedikovaný systém přenosu, tj. umožňují provádět současně několik přenosů v jedné síti.

Mosty, směrovače a switche bufferují pakety resp. rámce, aby mohly brát informace z jejich hlaviček. Proto zpoždění je větší než u opakovačů. Směrovače dokonce mění adresy (mají vlastní adresu v síti) a tak jsou z těchto prvků nejpomalejší.

Rozeznáváme dvě základní kategorie přepínání - paketové a okruhové. V paketovém přepínání se používají datové buňky (cells) pevné délky (rámec, pakety ethernetu, buňky ATM). U okruhového (circuit) přepínání je fyzické přepínání media na dobu přenosu celé zprávy.

BRIDGES - MOSTY

Mosty jsou konstruovány pro propojení kabelových segmentů jedné sítě a k zamezení jejich přetěžování. Mohou spojovat segmenty s různou fyzickou vrstvou.

Mosty používají adresové informace z datové (linkové) vrstvy (vrstva 2) OSI. Přepojují rámce podle fyzických adres. V tabulce prohledává adresu rámce a podle ní najde patřičný port. Pokud se jedná o neznámou nebo univerzální (FFFF.FFFF.FFFF) adresu odešle balík na všechny své porty. Mosty mají schopnost se dynamicky učit a určovat přiřazení adres a portů. Bridges tedy provádějí filtraci paketů, které propouštějí jen pakety určené pro jiné sítě do sousedních sítí. Tím odlehčují tyto sítě. Zpracovávají pakety po sobě. Změna účastníka znamená změnu kabeláže.

Mosty předpokládají na každém vstupu jiný segment sítě.

Mosty stejně jako switche musí rozumět hlavičce linkových rámců (paketů), tj na úrovni linkové vrstvy, kdežto hlavičkám na úrovni síťové vrstvy nerozumí. Proto nezáleží na typu protokolu (TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS (Microsoft), který přenáší. Stačí jim, když znají topologii sítě v bezprostředním okolí. Mosty a switche nejsou pro ostatní uzly viditelné, a také nejsou adresovatelné. Datový rámec proto putuje přímo ke koncovému adresátu.

Bridges přenášejí informace mezi LAN podle Media Access Control (MAC) adresy rámce (frame) bez změny původního LAN rámce. Z pohledu bridge (mostu) je síť rozdělená na dvě části. Bridge podle topologie sítě filtruje přenášené pakety, a přenáší pouze ty, které se týkají druhé části sítě. Práce bridgů není závislá na síťových protokolech a proto je pro ně “průhledná”, tzn. nemění způsob práce sítě. Proto lze mosty bezproblémově instalovat a udržovat. Jsou nenákladné jak při pořízení, tak i pro údržbu a provoz. Jsou vhodné pro malé sítě. Pro velké sítě je vhodnější používat Routery. Nemohou vyhledávat optimální cestu a také bezpečnost dat je omezená, i když ji zvyšují.

Switch

Switche v lokálních sítích slouží k rovnoměrnému rozložení toku v jednotlivých částech sítě, především k poskytnutí co možná největší kapacity uzlům. Umožňují tak sdružovat do segmentu stanice s velkými a malými nároky na síť, kdežto stanice s velkými nároky spíše rozhazovat do různých segmentů. Je to centrální bod, který poskytuje každému uzlu jeho vlastní kanál.

Switche nerespektují přístupová práva a omezení, aby fungovaly rychle. Navíc toto nelze dělat na linkové úrovni. Práva lze respektovat až na síťové úrovni. Proto switche utváří po stránce přístupové jednotnou (homogenní) síť. Switche neumožňují vybudovat Firewallxe "Firewall". Pro oddělení práv je lepší používat směrovače. Pro sdružování výstupů do segmentů jsou vhodné switche. Tyto pak do všech výstupů patřících do jednoho segmentu vysílají pakety naráz.

Přepínače umožňují využívat v uzlu kabel bez kolizí, směrují pouze na určený uzel a tak zbytečně nezatěžují kabely. Pracují na úrovni 2. (linkové) vrstvy OSI. Nevýhodou je vysoká cena za port. Proto je výhodné rozdělit síť na domény a teprve tyto domény spojovat pomocí přepínačů.

pro 100MB/s je zapotřebí 100Base-TX s kabeláží kategorie 5 nebo 100BAse-T4, kde jsou zapotřebí kabely kategorie 3, ale nabídka síťových prvků je nedostatečná.

Další kategorií jsou přepínače pro 1GB/s sítě, které jsou v r. 1997 považována za atraktivnější než ATM.

Switch neboli přepínač [3] pracuje metodou

1. Store and Forward , kdy se paket nejdříve uloží do vyrovnávací paměti, zkontroluje a pak je zaslán na požadovanou adresu. Spolehlivá metoda. Rychlost je 250 000 paketů/s, omezený počet adres na 1024. Jsou vhodné pro velmi zatížené LAN sítě a ATM.

2. cut-through, při které se okamžitě po zjištění adresy zahajuje vysílání, aniž by čekal na dokončení příjmu. Nelze provádět kontrolu. Jsou rychlejší, ale při horších kvalitách spojů, je nutné přenos opakovat po celé cestě, což cesty zbytečně zatěžuje. Další nevýhodou je, že paket musí být odmítnut popřípadě bufrován v případě, že destination segment je obsazený.

Zpoždění na switchích bývá 12ms. 12ti portový switch umožňuje tedy 6 spojení, a vlastní switch musí mít agregovanou rychlost přenosu 6krát větší, než je nejrychlejší spojení. Např. pro 64oktetový rámec při 14880pps (packet per secunda) je vnitřní rychlost 89280pps. Switch odděluje od sebe různé počítače (sítě) a propojí mezi sebou jen ty výstupy, aby pakety, které mají tyto adresy, nebo adresu sítě, která je přes tuto síť přístupná, mohly procházet. Switch může se propojit přímo se stanicí pomocí full duplexu (nikoli přes hub).

Každý switch musí mít paměť, do které si ukládá kombinace adres MAC a čísel portů. Po zapnutí se zvláštními pakety vyptává na adresy a jimi plní paměť. Tyto pakety jsou broadcast čili všesměrové. Stejně tak označí i pakety, jejichž cílové nebo následující adresy nenašel v paměti adres.

Prostředky pro síťovou vrstvu

ROUTERS (Směrovače)

Routery umožňují propojit a oddělit jednotlivé sítě (i s různými protokoly) a tím zmenšit jejich zatížení a navíc umožňují je oddělit po stránce přístupových práv. lze na nich budovat Firewally (mají filtrovací tabulky)xe "Firewall". a lze se přes ně připojit k Internetuxe "Internet".

Routery používají síťovou vrstvu (3. Vrstva) OSI (jako jediný typ aktivních prvků), která pro každý typ síťového protokolu pracuje s odlišným adresovým schématem. Kompatibilitu mezi několika standardy zajišťuje router logikou, která je podstatně složitější než u mostů. Routery odbourávají z paketů hlavičky a taily linkové a fyzické vrstvy a nahrazují je novými. Routery musí mít dostatečnou vyrovnávací paměť, zejména tam, kde přechází z rychlejší do pomalejší sítě.

Jsou určeny k segmentování sítě, zajištění její bezpečnosti, řízení a přístupu na WAN.

Routers tedy provádí mnohem více softwareové činnosti než mosty. Směrují provoz podle síťových adres -adres 3. Vrstvy- (nikoliv fyzických) a propouští jen ty, které mají adresu v druhé části sítě. Pakety s neznámými adresami zasílají na sběrný port k implicitní síti, nebo je zničen. Směrovací tabulka je založena na logickém uspořádání sítě a obsahuje adresy sítí (lze ji softwareově měnit). (viz IPX/SPX.DOC). Směrovače s dynamickým směrováním dovedou stanovit pro nižší vrstvy protokolu nejlepší cestu paketů s ohledem na využití a obsazenost cest. Urychlují tím přenos. Doplňování tabulky se dějě také analýzou zaslaných paketů, kdy se určuje počet routerů přes které paket šel z dané sítě. Směrovače se statickým směrováním mají nulovou režii, ale neumí stanovit alternativní cestu. Routers jsou závislí na protokolu a dovedou transformovat protokoly jako jsou TCP_IP, IPX,DECnet, RIP, OSPF a IS-IS protokol. Podporují řízení sítě a bezpečnost. Jsou vhodné pro rozšiřování sítí a pro velké sítě. Jsou drahé a nákladné jak pro pořízení tak i pro provoz a údržbu.

Směrovače tedy čtou hlavičky paketů 3. vrstvy. Jsou viditelné v síti a tedy mají svou adresu, na kterou jsou směrovány vysílané pakety. Tedy vysílací uzel musí znát adresu směrovače, který vede ven z dané sítě. Při vysílání paketů zapisují se do hlaviček i adresy směrovačů.

Vzhledem k tomu, že směrovače jsou závislé na protokolu (IPX,TCP,..) je nutné u většiny sítí používat víceprotokolové směrovače. Ty fungují jako několik samostatných jednoprotokolových směrovačů. Směrovače musí znát topologii celé sítě. Při směrování mohou být adaptabilní,tj. získávají informace o síti a přizpůsobují se změnám v síti, nebo neadaptibilní, pak nevyžadují monitorování sítě.

Při instalaci vyžadují velké odborné znalosti (nejsou typu PnP).

Routers dělíme na dva typy”

· High End Routers , které jsou komplexní zařízení. Podporují řadu protokolů (TCP_IP, IPX,DECnet,) paralelně, využívají RIP, OSPF a IS-IS protokol a další protokoly pro řízení přenosu a mohou také přenášet tzv. Non-routeble protocols, jako jsou NetBIOS,LAT a SNA. Podporují multimedia v Ethernetu,FDDI, Token Ring a WAN a nabízí překlad nebo prostý přenos přes bridge, propojení zdrojů a konverzi SDLC na LLC. Jsou osazeny výkonným procesorem s velkou pamětí a bohatou softwareovou podporou.Vyžadují odbornou instalaci. Jsou drahé.

· Low End Routers neboli “access routers” jsou určeny k funkcím jako High End Routers, ale za nižší cenu. Mají méně LAN/WAN konektorů.

Použití routerů závísí na požadavcích. Pro instalaci

· High End Routers jsou tyto požadavky

· Vysoká rychlost přenosu,

· vysoké využití sítě

· časté změny,

· vysoká výkonnost serverů, stanic a sítě.

· Velká a rozvětvená síť

· Pro Low End Routers

· malý počet různých protokolů (1 až 3),

· nízký provoz

· nižší počet stanic

· Plug and Play.

Komplex routerů je vyžadován tam,kde je velká koncentrace výpočetní techniky, napojení LAN-WAN, místní a dálkové propojení. Toto řešení si vyžaduje dostupnost kvalifikovaných techniků. Řešení těchto sítí vede k

· distributed routing - rozložené routery po síti, nebo k

· centralized routing - CAR, kde jjsou všechny pakety zasílány na jeden vyhrazený router - počítač

· hierarchical routing kdy jsou řídící centrální počítače určené pro jednotlivé oblasti

· isolated routing - nezajímí se o směrování ven z dané sítě

Náklady na pořízení a zejména na údržbu jsou u distribuovaných systému mnohokrát vyšší, zejména při velkých sítích. Náklady zahrnují: konfigurace,instalace, údržbu, změny.

Ani router ani most není vhodný pro souvislý přenos dat, neboť není schopen udržet přímý přenosový kanál.

Pro přenos paketů pevné délky mohou být některé funkce přepínačů provedeny hardwarově a tedy jsou rychlejší.

Routery mají buď sdílené busové struktury nebo přepínače s křížovou architekturou.

CAR

Central Access Routing - spínání s centrálním přístupem je způsob přístupu k síti. CAR soustřeďuje náročné High end routers do centrálního routeru, který je snadno přístupný technikům, a do Router Access Nodes - uzlů, které jsou jednoduchá zařízení rozprostřená po síti. Tyto uzly nevyžadují konfiguraci. Síť musí být koncipovaná tak, aby téměř všechny změny se prováděli pouze na centrálním routeru.

Ve složitějších sítích je funkce CAR rozprostřena do CAR a několika RRD - Regional Routing Domains. Přístup do WAN je pouze z CAR. Tento CAR také jako jediný převádí různé protokoly.

RRD

CAR

Routing switch

neboli směrující přepínač je obdoba přepínačů, ale funkce svázané s adresováním v síťové vrstvě jsou pevně svázané do vlastního přepínače, takže přepínače nemusí opouštět přepínající struktury.

Tyto routery mají místo sdílené busové struktury přepínače s křížovou architekturou.

FIRE přepínače

jsou levné přepínače 3. Vrstvy nahrazující drahé routery. FIRE - Flexibile Intelligent Routing Engine -jsou plně programovatelné s rychlou směrovací technologií vestavěné do IO. Výkon je asi 10krát větší než klasických routerů.

Prostředky pro vyšší vrstvy

Brána - Gateway

Brána je zařízení,které fyzicky propojuje vzájemně nekompatibilní sítě nebo zařízení. Typickou aplikací je připojení PC na mainframe nebo ke službám X.25.

Pracuje v relační, prezentační a aplikační vrstvě.

Prostředky využívající síťové a linkové vrstvy

3D sítě

neboli

Layer3 switching

Klasické sítě sledují vzdálenost a rychlost. Dnes k tomu přibývá i třetí parametr - chování vůči paketům s principiálně rozdílným datovým obsahem. Z tohoto pohledu se dnešní sítě ke všem paketům chovají demokraticky. Pro prioritní pakety musí sítě využívat nových technik pro konfiguraci přepínačů a směrovačů tak, aby izolovaly určité skupiny uživatelů, portů a paketů na základě parametrů OSI vrstvy 2 a 3.

Označení se různí, někdy je to VLAN (virtualLAN), někdy IP Switching apod. Účel je stejný - zrychlit přenosy. To umožňuje přenést rozhodování z pomalé 3. vrstvy na rychlejší vrstvu 2, ale s obsahem vrstvy 3. Technologie urychlení přenosu jsou

· Tag Switching. Zjednodušuje práci směrovače nebo přepínače vyhledáváním optimální trasy pro přenos paketů. První směrovač nebo přepínač zjistí cestu a přidává k paketům tag umožňující následujícím prvkům urychlit přenos bez opakovaného zpracování (již na úrovni 2). Je to softwareové řešení, které kombinuje přepínání datové vrstvy 2 OSI se síťovou vrstvou. Před posláním paketu do vyšší vrstvy na konci přenosu se tag paketu odejme.Tag switching je i pro ATM. Tag přibalí před paket určité návěští, které slouží vnitřním přepínačům jako vodítko co s paketem dělat. Tabulky jsou distribuovány mezi členy sítě TAG pomocí protokolu Tag distribution protokol.

· Flow Switching - přepínání datového toku je identifikace dlouhodobých toků mezi dvěma uzly. Po zjištění tohoto toku 3. vrstvou, zřídí se mezi uzly spínané spojení a data jsou přenášena na 2. úrovni. Síťový provoz, který nesplňuje podmínky datového toku se směruje normálním způsobem.

· IP Navigátor zavádí stromovou strukturu uzlů a tím zmenšuje počet kombinací spojení z N*N na N. Každému přepínači je přidělen jeden uzel stromu.

· IP Switching určuje cestu podle důležitosti paketů. Např. pro videoclip bude cesta co nejkratší, pro klasický mail může se využít složitějších cest. Přenáší se Switchování (tedy rozhodování z linkové vrstvy) na směrování (na síťovou vrstvu). Tím směrovače zastupují switche a i směrování je prováděno rychlostí switchů. Tato technologie je také někdy nazývána Layer3 switching, tedy spínání ve vrstvě 3. Pro ATM lze u těchto inteligentních switchů dynamicky (za provozu) měnit režimy režimy přepínání

· store-to-forward, který je určen pro krátké sekvence dat jako DNSxe "DNS" dotazy, simple mail protokol SMTPxe "SMTP" data a SNMPxe "SNMP" dotazy.

· cut-through, který je určen pro data, která mají delší trvání jako je FTPxe "FTP" data, telnetxe "telnet" data, hypertextxe "hypertext" a multimediální data.

· Fast IP neboli Express Forwarding zpracovává pouze první paket, tj. směrovač vyhledá ve směrovací tabulce směr a paket odešle. Tento směr je nakešován a tedy další pakety nezatěžují procesor a vše se vyřizuje na kartě. To znamená, že ostatní využívají výsledku ze zpracování 1.ho paketu. Tím se urychlí spojení až o 50%. Po určité době se údaje na kartě prohlásí za neplatné. (Při klasické činnosti směrovače je vyhledávání v tabulce pro každý paket.)

· Express Forwarding Table zhotovuje pro každou kartu přesnou kopii té části tabulky, která je pro tuto kartu zajímavá. Update je automatický

· Wire-Speed routing - je přepínání na velmi vysokých rychlostech. U switchů lze těchto rychlostí dosáhnou snadno, u směrovačů této podmínce vyhovují jen ty nejdražší. přepínání na úrovni fyzické vrstvy je složité a řešené většinou softwarově a tedy velmi pomalé.

· směrovací servery - vytvářejí se centrální uzly, které celý přenos připraví, aby rozhodování dalších členů bylo jednoduché a rychlé. Toto řešení je výhodné také pro řešení problému aktualizací sítí.

· FIRExe "FIRE"- Flexibile Intelligent Routing Engine - je technologie firmy 3Com podporující rozsáhlé přepínání na úrovni 2 a 3 vrstvy. Rychlost přepínání je 56 miliónů přesměrovaných paketů za sekundu.

Provedení těchto směrovacích přepínačů umožňuje propojit přes rozhraní a konektory OC3 sítě ATM včetně emulací LAN. Propustnost paketů ve 2. vrstvě je 2,4miliónů. Obvykle podporují virtuální sítě. Tyto zařízení dále podporují

Přiřazení fyzického vstupu k virtuální síti,

přiřazení v závislosti na MAC adrese po předen specifikované množině MAC adres pro jednotlivé virtuální sítě,

Přiřazení podle IP adresy

Přiřazení podle protokolu,

Multicast VLAN pomocí protokolu IGMP (Internet Group Managment Protokol)

Autentikované přiřazení stanice je inteligentní přiřazování do virtuální sítě podle hesla sítě a ID uživatele.

DIAL IN ACCESS

Umožňuje přístup do lokální sítě pomocí komutovaných linek telefonní sítě.. Rychlost mezi sítí a volajícím je při kompresi dat až 115kb/s.

Proxy

Proxy znamená zmocněnec nebo zástupce. Výraz se používá pro rozhraní, které vykonává určité akce ve jménu někoho jiného. Slouží částečně jako firewall, zabraňuje přístupu k určitým službám. Tento server neuchovává data přímo, ale vede si o nich záznamy a nejčastější data si ponechává v cache. Klienti tedy nemusí přistupovat přímo k serveru, ale k serveru, který hraje roli prostředníka, aniž by to klient tušil.

Aplikační proxy jsou programy, které fungují na aplikační vrstvě a zastupují klienta při vznešení požadavků na cílový server tím, že vytváří cache a brány. Proxy servery mohou mít brány do více sítí.

Proxy servery dělíme na

· Application Level Proxy Server, tj servery na aplikační úrovni, které se snaží porozumět a zpracovávat konkrétní protokoly, jako je např. sedmail, program pro zpracování pošty, který je funkčně proxy serverem pro SMTP protokol.

· Circuit Level Proxies ,které se nesnaží zpracovávat protokol.

Proxy servery můžeme obdobně dělit na

· vyhrazené servery proxy, které jsou určeny pro potřeby jednoho protokolu a

· generické proxy servery, které podporují více protokolů.

Použití proxy serverů je rozhraní mezi klienty a serverem při používání služeb. Obvykle klienti jsou uvnitř sítě a servery ve vnější nebo obou sítích, ale existují i proxy pro vnější klienty a konkrétní vnitřní servery. Příkladem je proxy WWW, který pracuje na portu č. 80. Pokud není na tomto portu připojen proxy, který rozděluje požadavky na jednotlivé vnitřní servery je přístup voláním jednoho WWW serveru zablokován pro ostatní servery, které si tak musí otevřít jiné nestandardní porty.

Používané služby jsou obvykle pro proxy naprosto přirozené (SMTP, NNTP, NTP), ale jiné mohou provoz komplikovat.

Pro některé služby (ftp, telnet, atd.) je vhodné používat balík SOCKS, který je tvořen serverem SOCKS, klientskou knihovnou SOCKS a speciálně modifikovanými základními klienty jako je ftp, telnet, atd. Je to typická Unixovská výbava, která dnes je přenášena i na jiné systémy.

Proxy server je stavěn pro TCP/IP , ale podporuje i jiné protokoly (IPX).

Proxy cache

Proxy cache slouží jako paměť dat získaných např. ze serverů internetu. Tato data jsou v proxy cache uchována pro dalšího zájemce nebo pro pozdější použití.

Firewall

Firewall je počítačový systém tvořený hardwarem i softwarem, který realizuje administrátorem definovaná bezpečnostní pravidla při propojení sítí. Je to tedy kontrola paketů, práv na hranici dvou a více sítí.

Síťový tisk

U sítě lze řešit přístup k tisku těmito způsoby [4]:

· samostatné tiskárny - řešení je značně nákladné

· PC jako tiskový server - lze užít i starší PC 386 se síťovou kartou. Úskalím je paralelní port, který přenáší jen 40kb/s.

· souborový server - k insatlaci stačí pouze příslušný software, ale múže snížit výkon serveru.

· Interní síťové karty jsou používány u high-end zařízení. Podporují současně více protokolů, ale lze je aplikovat jen na určité tiskárny.

· Externí tiskový server je nejelegantnější řešení a umožňuje i tisk v heterogenním prostředí NetWare, Windows, OS/2, Unix, Macintosh. Tiskové servery mají více portů pro připojení několika tiskáren. Server se připojuje do sítě pomocí RJ45. Tiskový server je obvykle velikosti odpovídající knize formátu A5. Má vysokou propustnost, snadnou údržbu a lze na něj připojit libovolnpou tiskárnu. Nevýhodou je vysoká cena.

· CD server je zařízení pro připojení CD ROM. Server umožňuje připojit až 8 CD ROM drivů nebo CD jukeboxů. Tyto zařízení se pak mohou chovat jako síťová nebo jako lokální disky jednotlivých uživatelů.

· Scan server -síťový skeninvací server používá uložených skenovacách profilů, které obsahují nastavení parametrů pro skenování (rozlišení, jas, velikost formátu, formát souboru apod.).Naskenované soubory ze skeneru připojeného k serveru pomocí SCSI2 se zasílají přes RJ-45 nebo BNC do sítě jako e-mailové depeše pomocí protokolu SMTP nebo MIME příloha. Ovládání je dálkové, nebo pomocí tlačítek (soft. noviny5/98).

NOVELL

Začala v roce 1982. U nás 90% sítí od firmy NOVELL. Na

americkém trhu asi 1/2. Nejnovější verze 4.11, která přechází doplněním o Web server, FTP server, multiprotokolové směrovače a brány IPX-IP na IntranetWare. Brána IPX-IP umožňuje propojit sítě IP na IPX, aniž by se muselo na každé stanici instalovat IP protokol.

a) Serverové pojetí - 4 servery + 100 stanic od verze 2.15 nevyhrazený server (může být server jako i stanice). Vyhrazený server 3.11.

b) Peer to peer - (rovný s rovným) - dá se propojit bez síťových karet, buď sériově (10kbitů/s), nebo paralelně (40kbitů/s). Když se propojí síťovými kartami, tak je rychlost 10Mbitů/s. Ze začátku má každý stejná práva, ale časem se upravují.

Bezdrátové sítě

jsou lokální sítě, které dovolují propojení bez kabeláže. Tyto sítě doplňují kabelové sítě.

Pro připojení obvykle vyžadují OS/2 ,nebo DOS a počítače s ISA, MCA, nebo PCMCIA (PC-cards), kde se připojí pomocí adaptérů LAN ve formě karet PC-card Type II.

Propojení lze realizovat

· 1. Pomocí antén přímo se serverem - vhodné pro velké sály - Extended Service Area (ESA)

· 2. Pomocí přístupových bodů umístěných na strategických místech. - Dosah vysílaček je tím omezen na max. 50m, baterie déle vydrží

- Server může být v jiných (zamčených ) místnostech.

Technologie přenosu

1. Modulace je širokopásmová na frekvencích nosné 2,4 - 2,485 GHz a může být

- přímo sekvencovaná, tj. signál se šíří stále v určité části pásma

- technologie frekvenčních skoků - mění se nosná frekvence podle stanoveného klíče . Odstraňuje se tím rušení a interference vysílačů.

DirecPCxe "DirecPC" umožňuje jednosměrný vysokorychlostní přenos přes satelitní hub přes pozemní stanici v Griesheimu (SRN) a přímým příjmem účastnickými stanicemi s parabolou 60cm. Urychlení provozu je až 40krát tj. na 3Mb/s. Satelitní stanice pokrývá celou Evropu až po Kavkaz. Činnost vysílací stanice je řízena z národních center (pro ČR je v Brně GiTy-WAN).

2. Infračervená technologie používá vf světelnou energii. Výhodou je nízká cena, vysoká rychlost,imunní k rušení a vládním nařízením a omezením.

Rychlost přenosu do 1Mb/s

Bezpečnost dat

je zajištěna kódováním dat (DES), širokopásmovou modulací pomocí skoků a požadavkem na identické zařízení vysílače a přijímače.

Peer-to-peer

terminologicky označované jako sítě s distribuovanými prostředky se označují tím,že každá stanice může pracovat jako server, tj. může disky, periferní jednotky poskytovat a naopak také využívat, tedy pracovat jako klient. Totéž platí i pro sdílení periferií.Sdílené prostředky jsou tedy distribuovány po celé síti.

Sítě typu peer-to-peer jsou jednoduché, méně výkonné, neboť s počtem stanic roste geometricky počet informačních a řídících vazeb.

Nevýhodou těchto sítí je obtížnost správy, neboť sdílené prostředky jsou rozloženy do řady stanic. Neexistuje zde funkce administrátora, ale správu provádí vždy ten, kdo s daným počítačem přímo pracuje. Proto se zde nedá mluvit o ochraně dat. Nabízená data ale lze chránit heslem, které ale může kdokol.iv pracující na stanici měnit.

Typickým představitelem sítě peer-to-peer je WfW.

Nastavení se děje prostřednictvím Ovládacího panelu. Vlastní sdílení pak ve File Manageru, kde lze označit pro sdílení celý disk nebo jen adresáře. Výběr se provede zvýrazněním a fcí sdílet jako .. . pak se nastavují přístupová práva, omezení na čtení a pod. Sdílení dat lze zakázat fcí Konec sdílení.

Uživatel se připojí pomocí File manageru - připojení síťové jednotky.

Obdobně lze sdílet tiskárnu pomocí nabídky správce tisku. Počet tiskáren je dán počtem portů. Ovladače pro tiskárnu musí být instalovány na každém stroji, ze kterého zadáváte tisk.

Zasílání zpráv se děje pomocí programu WINPOPUP, který musí být spuštěn na všech stanicích. To snižuje výkon těchto stanic.

Rozhovor je zajišťován programem WINCHAT, který má ikonu telefonu. Pro tuto funkci je zapotřebí domluvit si předem přesný čas rozhovoru.

Mail pracuje jako centrálně řízená služba, nikoliv peer-to-peer. Při zavádění pošty je třeba určit administrátora pro správu poštovního uzlu a také počítač, na kterém bude umístěn. Tento počítač musí být trvale v chodu. Administrátor pak vytváří uživatelům schránky s hesly.

[2]

NOS Novell NetWareLite umožňuje propojit až 26 počítačů do sítě peer-to-peer. Lze z něho jednoduše přejít na Novell sítě client-server.

Clustering

Clusteringxe "Clustering" je nejekonomičtější cesta k zaištění dostupnosti dat a vysoké spolehlivosti.

Vysoká rychlost přenosu umožňuje clustrování (sdružování) pracovních stanic nebo serverů. Velké šetření nákladů se projeví při propojení superpočítačů a sálových počítačů. Toto sdružování je implementováno na Ethernetu, Token Ring nebo FDDi. Lze takto dosáhnout až 1GB/s.

Druhy Clusteringu

Fail-over-Cluster

Všechny servery jsou v trvalém provozu. Jsou redundantně navzájem propojeny a v určitých časových intervalech se navzájem kontrolují. Při výpadku serveru jsou jeho disky předány jiným serverům a tak úlohy mohou pokračovat i najiných serverech.

SERVER 1+ SERVER 2

DISKY

Databázový cluster

Databázový server se skládá z databáze (Oracle) a paralelního databázového serveru. Servery mají simultání přístup k databázi. Uživatelé při výpadku mohou pokračovat na jiném serveru. Hlavní aralelní server zajišťuje konzistenci dat.

Propojení SMP a MPP

Software pro clusters

Software u clusterů musí umět

· přerozdělovat zátěže klientů na nejméně zatížené servery v klastru podle kapacitních možností; přesměrovávání se děje pomocí DNS

· během úvodního připojení zjistit, ke které skupině serverů (časově) má klient nejblíže a tam bude přihlášen. Opět se musí připojit k nejméně zatíženému serveru.

· podporovat služby internetu

· sledování zátěže

· podrobnosti na adr http:\\www.ics.raleigh.ibm.com/netdispatch

Provozovatelé sítí

Sítě IBM

jejich popis je v CHIPweek 9/97

Normy

Nejvýznamější normy vydané IEEE jsou

· IEEE 802.1xe "IEEE 802.1" - norma řízení přístupu pro konunikační mosty spojující sítě norem 802.3, 802.4 a 802.5. Jedná se tedy o rozhraní k vyšším vrstvám ISO OSI - HILI (high Layer Interface) pro adresaci, komunikaci mezi sítěmi a správy sítě..

· IEEE 802.2xe "IEEE 802.2" - norma definující druhou tj spojovou -linkovou- vrstvu u sítí 802.3 až 802.5. Jedná se o logické řízení spoje LLC (Logical Link Control) a je nezávislý na mediu.

· IEEE 802.3xe "IEEE 802.3" - norma definující sítě Ethernet, (přístupová metoda CSMA/CD) s nižšími frekvencemi

· IEEE 803.3z norma pro gigabitový ethernet

· IEEE 802.4xe "IEEE 802.4" - norma definující sběrnicové sítě Token Bus,

· IEEE 802.5xe "IEEE 802.5" - norma definující kruhové sítě Token Ring,

· IEEE 802.6xe "IEEE 802.6" - norma definující metropolitní počítačové sítě MAN,

· IEEE 802.10xe "IEEE 802.10" - norma definující bezpečnost sítí.

· H.323 norma pro videokonference. Video signály mohou mít při přenosu ztrátu dat, ale musí provést přenos včas. Je to rozšíření ISDN standardu na LAN typu Ethernet, Token Ring TCP/IP intranety, FDDI, Frame Relay a Internet. Specifikuje kompresi,přenos videa, hlasu a dat v reálném čase, signalizační protokoly, správu proudů audio a videodat, postupy při dělení dat do paketů a synchronizaci přenosu. Definuje protokol RTP -Realtime Transport Protokol - pro přenos s nízkou redundancí.

Symbolika

· Symbolika obláčkůxe "obláček" (large cloudxe "large cloud") se používá pro reprezentaci sítě, která je složena ze souboru koncových bodů, jimiž mohou být koncové uzly (stanice, host) nebo směrovače, a které jsou prpojeny jistou komunikační infrastrukturou. V této síti mohou bez omezení navázat vzájemnou komunikaci kterékoliv dva uzly.