Temat ten można potraktować jako temat dodatkowy, uzupełniający.
Wszystkie treści na stronie ir.migra.pl są chronione prawami autorskimi. Więcej informacji znajdziesz tutaj.
Uwaga: Zapoznaj się wcześniej z tematami A1 i A2 z podręcznika „Teraz bajty. Informatyka dla szkół ponadpodstawowych. Zakres podstawowy. Klasa II”. Wykonaj zawarte w nich ćwiczenia i zadania.
Spis treści
- Terminologia sieciowa – usystematyzowanie pojęć
- Warstwowy model sieci
1. Terminologia sieciowa – usystematyzowanie pojęć
Wybrane pojęcia dotyczące sieci komputerowych | ||
Sieć komputerowa | łączy ze sobą komputery w celu wymiany danych | |
Zasoby sieciowe | wszelkiego rodzaju dane i urządzenia, do których można uzyskać dostęp w obrębie sieci | |
Klient | komputer, który korzysta z zasobów | |
Serwer | komputer, który udostępnia zasoby | |
Przełącznik (ang. switch) | urządzenie sieciowe umożliwiające przesyłanie danych pomiędzy różnymi urządzeniami końcowymi w tej samej sieci | |
Router | urządzenie sieciowe umożliwiające przesyłanie pakietów danych pomiędzy różnymi sieciami komputerowymi tego samego typu | |
Brama (ang. gateway) | urządzenie sieciowe umożliwiające przesyłanie pakietów danych pomiędzy sieciami komputerowymi różnego typu (opartymi o różne protokoły) | |
Host | komputer lub inne urządzenie komputerowe pracujące w sieci TCP/IP | |
Podział sieci ze względu na wielkość | Lokalne | obejmują komputery połączone na małym obszarze, np. w szkole, biurze, firmie |
Miejskie | łączą sieci lokalne na terenie jednego miasta | |
Rozległe | łączą sieci lokalne na większym obszarze, np. miasta, kraju | |
Internet | łączy ze sobą prawie wszystkie sieci na świecie | |
Podział sieci ze względu na model funkcjonowania |
„Każdy z każdym” | każdy komputer będący składnikiem tego rodzaju sieci ma takie same prawa – może być równocześnie serwerem i klientem |
„Klient-serwer” | co najmniej jeden komputer pełni rolę serwera, udostępniając swoje zasoby wielu klientom | |
Podział sieci ze względu na topologię | Topologia gwiazdy | komputery są ze sobą połączone przez jeden punkt centralny |
Topologia szyny | komputery są dołączone do wspólnego przewodu, szeregowo lub równolegle |
|
Układ pierścienia | podobny do topologii szyny, ale końce przewodu są ze sobą połączone, tworząc pierścień | |
Topologie łączone | komputery połączone z wykorzystaniem wielu różnych topologii; wykorzystywane w dużych sieciach komputerowych; najczęściej stosowana jest topologia wielu gwiazd | |
Podział sieci ze względu na medium transmisyjne | Sieci przewodowe | do transmisji danych są wykorzystywane przewody; transmisja może się odbywać za pomocą sygnałów elektrycznych lub optycznych (światłowody) |
Sieci bezprzewodowe | transmisja danych odbywa się bez obecności fizycznego medium, najczęściej za pomocą fal radiowych |
|
Ethernet | zwyczajowa nazwa popularnych technologii przysyłania danych za pomocą przewodów | |
Wi-Fi | sposób transmisji danych wykorzystujący fale radiowe do przesyłania danych na odległość kilkunastu-kilkudziesięciu metrów | |
GPRS, EDGE, LTE, 3G, 4G, 5G | nazwy różnych technologii przesyłania danych za pomocą fal radiowych z użyciem telefonii komórkowej | |
Bluetooth, NFC | nazwy różnych technologii przesyłania danych za pomocą fal radiowych na bliskie odległości – od kilku centymetrów (NFC) do kilku metrów (Bluetooth) | |
Konfiguracja sieciowa | Karta sieciowa | urządzenie umożliwiające połączenie z innymi komputerami |
Protokół | zbiór reguł, którym podlega komunikacja pomiędzy komputerami | |
Klient sieci | oprogramowanie pozwalające korzystać z zasobów sieci pracującej pod kontrolą konkretnego systemu operacyjnego | |
Usługa | określenie funkcji realizowanej przez komputer pracujący w sieci | |
Adres IP | unikatowy numer przyporządkowany urządzeniom sieci komputerowych (pracującym zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych) funkcjonującym w oparciu o protokół IP | |
Protokół TCP/IP | najczęściej stosowany protokół (de facto zbiór protokołów); używany zarówno w sieciach rozległych (Internet), jak i w sieciach lokalnych | |
Praca w sieci | Logowanie | proces wprowadzania identyfikatora i hasła użytkownika, który rozpoczyna pracę w sieci |
Udostępnianie | zezwolenie na korzystanie z zasobów lokalnego komputera przez innych użytkowników sieci | |
Mapowanie | przyporządkowanie oznaczenia dysku komputera lokalnego wybranemu zasobowi, znajdującemu się na zdalnym komputerze | |
Szybkość transmisji danych | liczba jednostek informacji przesyłanych w jednostce czasu, wyrażona w bps (bitach na sekundę), Kbps (kilobitach na sekundę), Mbps (megabitach na sekundę), Gbps (gigabitach na sekundę), rzadziej KBps (kilobajtach na sekundę), MBps (megabajtach na sekundę), GBps (gigabajtach na sekundę) | |
Adres MAC (ang. Media Access Control) | unikatowy w skali świata, 48-bitowy adres sprzętowy karty sieciowej komputera lub interfejsu sieciowego urządzenia sieci komputerowej |
Tabela 1. Wybrane pojęcia dotyczące sieci komputerowej
2. Warstwowy model sieci
Sieci komputerowe składają się z wielu elementów (sprzętowych i programowych), pochodzących z różnych etapów rozwoju informatyki, korzystających z różnych technologii i wyprodukowanych przez różnych producentów. Dla zapewnienia współpracy (w języku fachowym: interoperacyjności) wszystkich składowych sieci komputerowej stworzono teoretyczny model takiej współpracy, nazwany modelem warstwowym OSI (ang. Open Systems Interconnection).
W modelu OSI dane przesyłane pomiędzy systemami komputerowymi przechodzą przez siedem warstw (rys. 1.). Każda warstwa (z wyjątkiem warstwy sprzętowej) komunikuje się wyłącznie z warstwami znajdującymi się powyżej i poniżej za pomocą dobrze opisanych interfejsów. Te same warstwy dwóch systemów komputerów do komunikacji wykorzystują protokoły komunikacyjne.
Protokół komunikacyjny to zbiór ścisłych reguł i kroków postępowania, wykorzystywanych przez urządzenia komunikacyjne w celu nawiązywania łączności i wymiany danych.
Każda warstwa do danych otrzymanych z warstwy wyższej dodaje swoje własne, dokonuje zakodowania całości danych i ich podziału na mniejsze części (segmenty, pakiety, ramki), po czym przekazuje dane warstwie niższej. Warstwa najniższa, sprzętowa, odpowiada za fizyczne przesłanie danych do docelowego systemu komputerowego.
![](https://ir.migra.pl/wp-content/uploads/2020/08/IR_Temat-A1_rys1.png)
Warstwy przedstawiają sieć od strony funkcjonalnej. Do każdej z warstw przypisane są określone funkcje i usługi.
Warstwa aplikacji | Określa sposoby dostępu do środowiska sieciowego. Umożliwia udostępnianie plików, stron WWW, drukarek. Warstwa ta pełni rolę interfejsu między aplikacją użytkownika a usługami sieciowymi. |
Warstwa prezentacji | Definiuje i standaryzuje format danych (np. znaki narodowe, liczby). Przeprowadza kodowanie i kompresję danych. |
Warstwa sesji | Jest odpowiedzialna za prawidłową wymianę danych. Nadzoruje połączenie; wznawia je po przerwaniu. |
Warstwa transportu | Zapewnia prawidłową kolejność pakietów po złożeniu ich w stacji odbiorczej. Sprawdza sumy kontrolne pakietów i wymusza powtórzenie transmisji po wykryciu błędu. |
Warstwa sieciowa | Ustanawia połączenie między stacjami i dezaktywuje je po zakończeniu sesji. Jest odpowiedzialna za kierowanie ruchem pakietów w sieci (wyznacza trasy przebiegu pakietów). |
Warstwa łącza danych | Zapewnia niezawodność łącza danych. Współpracuje ze sterownikami urządzeń sieciowych, np. kart sieciowych. |
Warstwa fizyczna | Odpowiada za transmisję danych pomiędzy komputerami. Do tej warstwy należą urządzenia fizyczne, takie jak: karty sieciowe, modemy, koncentratory i media transmisyjne (kable, fale radiowe). |
Tabela 2. Funkcje poszczególnych warstw sieci
Obecnie najczęściej wykorzystuje się sieci (w tym Internet) oparte o rodzinę protokołów znaną jako TCP/IP. Protokół IP (ang. Internet Protocol) realizuje warstwę sieciową, a protokoły TCP (ang. Transport Control Protocol) i UDP (ang. User Datagrams Protocol) realizują warstwę transportu. Powszechnie wykorzystywane są też inne protokoły pomocnicze:
- DNS (ang. Domain Name System), służący do zamiany nazw symbolicznych na adresy IP i odwrotnie,
- ICMP (ang. Internet Control Message Protocol), wykorzystywany do diagnostyki połączeń,
- ARP (ang. Address Resolution Protocol), stosowany do zamiany adresów logicznych na adresy fizyczne,
- DHCP (ang. Dynamic Host Configuration Protocol), służący do automatycznego konfigurowania hostów w sieci.
Zadania
- Przedstaw w postaci prezentacji multimedialnej podstawowe pojęcia dotyczące sieci komputerowej. Wykonaj samodzielnie poglądowe rysunki przedstawiające podział sieci ze względu na model funkcjonowania i ze względu na topologię.
- Omów model warstwowy sieci, opisując krótko poszczególne warstwy.