Principy komunikace, média, rozsah
Principy komunikace počítačových sítí, používaná přenosová média, rozsah sítí.
Základní tochastický a deterministický.
Stochastické metody jsou založeny na náhodném přístupu k médiu. Typickým představitelem technologie používající stochastickou metodu je Ethernet. Zde si ve stručnosti uvedeme pouze to, že při stochastickém přístupu se jednotlivé uzly pokoušejí komunikovat bez jakéhokoliv pořadí. Žádný uzel tak nemá garantováno, že se mu podaří přenést určité množství dat za určitou dobu.
Deterministické metody jsou založeny na řízení přístupu k médiu. K řízení je používána metoda předávání speciálního paketu - peška (token). Typickým představitelem technologie používající deterministickou metodu je Token Ring. Velice zjednodušený náhled na funkci Token Ringu lze popsat následovně : po síti je přenášen paket nazývaný token. Uzel, který potřebuje komunikovat, musí počkat až k němu token dorazí. Pak má příležitost změnit příznak, doplnit hlavičku, naplnit datové pole a odeslat data cílovému uzlu. Ten po obdržení datového paketu zkontroluje kontrolní součty, nastaví příslušné příznakové bity a pošle paket dále. Paket posléze dorazí k tomu uzlu, který data poslal. Tento uzel si prohlédne příznaky a předá je vyšším vrstvám. Vygeneruje prázdný paket (token) a odešle jej. Token je pak předáván mezi uzly na síti až dorazí k prvnímu uzlu, který má připravena data – a zde se historie opakuje. Ze znalosti maximální velikosti paketu a počtu uzlů na kruhu lze vypočítat maximální dobu, za kterou se uzlu podaří odeslat příslušné množství dat. Fungování Token Ringu je však o dost složitější než jsme si zde v několika větách popsali (např. někdo musí hlídat zda se na síti vyskytuje token). Technologie je tedy logicky složitější a tím i dražší než Ethernet a jsou dva zásadní důvody proč Token Ring nedoznal takového rozšíření a dokonce byl zastaven jeho další rozvoj.
V současné době je v LAN nejpoužívanějším přenosovým médiem kroucený dvoupár označovaný jako UTP (Unshelded Twisted Pair). Základním parametrem tohoto kabelu je impedance 100 ohmů. V Evropě je ovšem používanější stíněná modifikace tohoto kabelu – stínění je prováděno na úrovni celého svazku, jedná se tedy o ochrannou fólii pod plastovým obalem kabelu. Označení je pro tuto modifikaci do jisté míry závislé na výrobci. Někteří výrobci jej označují jako STP (Shielded Twisted Pair) nebo FTP (Foiled Twisted Pair). Napříč označení je nutné si uvědomit, že tyto moderní kabely mají impedanci stejnou jako UTP kabely – tedy 100 ohm. Tyto kabely nejsou shodné s klasickými STP kabely, které mají impedanci 150 ohm a mají zpravidla stíněné jednotlivé páry (viz. obrázek) ! UTP kabely lze používat pro celé spektrum současně používaných technologií – Ethernet Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring i ATM. Topologií, která je krouceným dvoupárem vytvořena je hvězda. Běžné označení pro sítě tvořené krouceným dvoupárem je strukturovaná kabeláž. Jako perličku bych ještě uvedl, že základy standardu 10Base-T, jenž je modifikací Ethernetu pro UTP kabely, položila společnost SynOptics, dnes součást Nortel Networks.
Ještě před nedávnou dobou byl nejpoužívanějším přenosovým médiem v Ethernet LAN sítích koaxiální kabel (v Token Ring sítích s modifikací twinax). Výhodou byla cena a jednoduchost provedení. Nevýhodami jsou náchylnost k poruchovosti a technologická omezení (počet uzlů, rychlost). Typickou topologií tvořenou koaxiálním kabelem je sběrnice.
V LAN sítích se pro překlenutí delších vzdáleností používají optické kabely. Pro kratší vzdálenosti (cca 260 m až 2 km v závislosti na technologii) multimodové (neboli mnohovidové) pro větší vzdálenosti singlemodové (neboli jednovidové). Stejně tak jako UTP kabely, lze i optické kabely použít pro celé spektrum aktuálních technologií. Optické kabely se používají i pro spojování budov tam, kde je nutné realizovat spoj venkovním prostředím a to i na poměrně krátké vzdálenosti. Optické kabely totiž zajistí galvanické oddělení potenciálů a nezpůsobí zničení infrastruktury při náhodném úderu blesku. Typickou topologií tvořenou optickým kabelem je hvězda.
Jsou místa kde nelze použít spojení optikou. Důvodem může být např. přílišná nákladnost položení kabelu nebo dokonce nemožnost položení kabelů. V tom případě jsou používány bezdrátové technologie. Ty byly časem rozvinuté tak, že jsou používány jako alternativa lokálních sítí založených na kabelových systémech. Nevýhodou jsou prozatím cena a relativně nízká rychlost. To ale naopak nečiní překážky pro použití bezdrátových sítí pro připojování k Internetu – zde se daří dosahovat více než zajímavého poměru cena/výkon.
Pro velké vzdálenosti se používají pronajaté datové okruhy jejichž provoz zajišťuje některý z poskytovatelů připojení (běžně telekomunikační operátor).
Sítě mohou být rozličně rozsáhlé. Od těch, které mají pouze několik uzlů v jedné místnosti až po ty, které mají velké skupiny rozmístěné po celém světě.
Pro sítě se podle rozsahu používá několik označení :
Local Area Network – LAN – běžně síť v jedné nebo několika sousedních budovách. V rámci budovy se používá strukturovaná kabeláž kombinují UTP kabely a optické kabely. Pro spojování budov se používají optické kabely nebo bezdrátové spoje.
Metropolitan Area Network – MAN – je označení pro síť většího rozsahu pokrývající např. území velkého podniku nebo města. Velmi zjednodušeně lze říci, že MAN je LAN s velkým počtem budov nebo několik LAN spojených vysokorychlostní páteří.
Widea Area Network – WAN – je síť tvořená větším či menším počtem vzájemně vzdálených LAN. LAN jsou spojovány většinou pronajatými datovými okruhy. Použité aktivní prvky (dnes již téměř výhradně směrovače) umožňují nejen přenos dat, ale ve stále větší míře i spojování telefonních ústředen.