Jak funguje internet?

Internet je mezinárodní systém počítačových sítí vybudovaný na bázi IP a IP směrování paketů. Díky svému složitému, vysoce rozvětvenému systému mu internet umožňuje oslovit miliony počítačů po celém světě. Zveme vás, abyste se naučili, jak funguje internet.

Struktura internetu

Po celém světě jsou počítače v kancelářích firem, vládních agentur, soukromých domů a bytů. V samostatných skupinách se sdružují do malých lokálních sítí (od sítě počítačů v organizaci po městskou síť). Ty jsou zase zařazeny do větších sítí – regionálních, celostátních. Jsou také součástí, pouze ještě větších, kontinentálních sítí. Tyto sítě jsou vzájemně propojeny kolosálním podmořským transatlantickým optickým kabelem. Kvůli tomu je například počítač umístěný v Oryolu propojený s počítačem ve Vancouveru. Uživatelé těchto dvou počítačů mohou spolu komunikovat přes internet.

Pokud jde o to, jak internet funguje na mezinárodní, globální úrovni, je toho dosaženo prostřednictvím globální sítě – shromažďování všech počítačů na světě, které jsou vzájemně propojeny přes internet. Jeho rozměry jsou skutečně kolosální, protože pokrývá téměř celou planetu s výjimkou vzácných koutů, které z geografických, sociálních, politických a jiných důvodů nemají možnost s takovým zdrojem pracovat.

Kromě toho existují poměrně velké sítě, které nejsou propojeny nebo jsou propojeny pouze částečně s jinými sítěmi globálního internetu. Taková je například situace v Severní Koreji. V této zemi je přístup na World Wide Web prováděn výhradně se svolením úřadů, a proto na něj mají právo vzácní vysoce postavení úředníci. V samotné zemi existuje vnitřní síť s názvem „Kwangmyeon“, která byla místním občanům zpřístupněna teprve nedávno. Množství informací a jejich charakter jsou přísně kontrolovány orgány republiky.

Jak funguje internet: jeho základní prvky

Jakýkoli přístup k internetu (když hledáme nějaké informace, otevíráme webové stránky atd.) je složitý řetězec po sobě jdoucích akcí probíhajících v síti. Navíc každý takový proces předpokládá přítomnost povinných součástí. Krátce je probereme níže.

Uživatel

Nebo nějaký automatický program, který posílá na internet požadavky na získání informací.

Počítač

Nebo jakýkoli jiný způsob přístupu k internetu, například telefon, tablet. Bez takových zařízení není možný přístup k síti.

poskytovatel internetu

Jedná se o komerční organizaci, společnost, která poskytuje přístup k internetu pro jednotlivé počítače. Každé město a země má své vlastní poskytovatele. Navíc jsou všichni poskytovatelé na světě rozděleni do 3 velkých kategorií.

• Prvním jsou vlastníci určitého podílu světového internetu, kteří mají obvykle vlastní optické sítě, přes které přenášejí provoz (tedy dané množství informací, které lze přes internet získat) poskytovatelům sítí nižší skupina.
• Druhým jsou společnosti na národní nebo regionální úrovni (vytvořené několika sousedními zeměmi). Jedná se například o Rostelecom.
• Třetím jsou všichni ostatní účastníci trhu, reprezentovaní menšími poskytovatelskými firmami ve městech a regionech.

Finanční vztahy, které určují zejména objem návštěvnosti mezi všemi těmito skupinami (a zejména mezi první a druhou kategorií) poskytovatelů, jsou velmi složité. Často zde hrají roli nejen ekonomické faktory, ale i osobní zájmy, politika atp.

Prohlížeč

Jedná se o klientský program pro práci na internetu, který lze nainstalovat buď z disku nebo stáhnout přes stejný internet. Nejoblíbenější prohlížeče jsou Google Chrome, Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari, Opera.

Uživatel si může na svůj počítač nainstalovat naprosto jakýkoli prohlížeč nebo dokonce několik programů - pokud si to přeje. Každý program má své vlastní vlastnosti, klady a zápory.

Doména

Tento koncept znamená určitou zónu na internetu obsazenou tou či onou stránkou. V souladu s tím má každá stránka na internetu svůj vlastní jedinečný název domény - adresu, na které můžete web najít na internetu.

Po spuštění prohlížeče zadáte do adresního řádku přesně název domény zdroje, který potřebujete. Poté systém odešle odpovídající požadavek do sítě poskytovatele internetu. Poskytovatel má nainstalovaný server typu DNS (Domain Name System), který vám umožňuje překódovat název domény webu na IP adresu. IP adresa (Internet Protocol Address) je jedinečná adresa určité zóny na internetu, prezentovaná na rozdíl od názvu domény ve formě čísel. Mimochodem, IP adresu nemají jen webové stránky, ale i samotné počítače. Každému počítači je přidělena IP adresa poskytovatelem internetu, který poskytuje přístup k síti. To se provádí proto, aby bylo možné doručit provoz na požadovanou adresu, tedy na každý konkrétní počítač, a také vyřešit případné servisní problémy.

Poté je IP adresa webu překódována z desítkového výpočetního systému na binární (včetně 0 a 1). V tomto formuláři poskytovatel prostřednictvím serveru odešle routeru požadavek na získání informací z webu, který uživatel potřebuje.

Směrovač

Jiný název pro toto zařízení je router. Zajišťuje přenos informací po síťovém kanálu. Můžeme říci, že router je bratrancem GPS navigátoru používaného v životě. Když router zná polohu dvou bodů (v případě internetu je to počítač uživatele a internetová stránka), stanoví mezi nimi požadovanou cestu, aby byla zajištěna výměna informací.

Informace jsou přenášeny z jednoho routeru do druhého až do koncového bodu – serveru.

Server

Výkonný počítač, který může v závislosti na typu provádět následující úkoly:

• Zajišťuje, aby počítače přijímaly internetový provoz.
• Zabývá se převodem doménových jmen na IP adresy.
• Ukládá data. Může to být například server s daty od uživatelů nějakého druhu e-mailu: příchozí a odchozí dopisy, dopisy v koši a ve složce nevyžádané pošty, informace z adresářů atd.
• Umístí do paměti informace o různých síťových stránkách a všechna data na nich. Takové servery se nazývají hostingy.

V souladu s tím bude v našem příkladu požadavek na otevření webové stránky přenesen přes routery na příslušný hosting, který ukládá informace o požadované internetové stránce. Odpověď serveru bude přenesena přes reverzní řetězec (přes routery, ISP a prohlížeč) do PC.

Než se však výsledek zobrazí na monitoru, poslouží k přenosu informací jeden z mnoha portů, které PC používá.

Přístav

Je to systémový prostředek přidělený aplikaci pro komunikaci s jinými aplikacemi v síti. To znamená, že po příchodu na konkrétní IP adresu jsou určitá data odeslána na různé porty. Existuje tedy port pro odesílání e-mailů a samostatný port pro jeho příjem.

Nechybí ani samostatný port pro práci s webovými stránkami. Analyzuje přijaté informace a odešle je do prohlížeče. V důsledku toho se před námi otevře požadovaná stránka.

Ve skutečnosti celý popsaný proces netrvá déle než několik sekund. Můžete to sami vyhodnotit pokusem o otevření webové stránky. Stránka se před vámi objeví doslova chvíli poté, co zadáte název její domény do adresního řádku nebo řekněme zadáte nějaký dotaz do vyhledávacího pole prohlížeče.

Výběr aktuálních knih na moderních sítích, kde každý – od začátečníka po profesionála – najde něco užitečného pro sebe.

V. Olifer, N. Olifer „Počítačové sítě. Principy, technologie, protokoly. Učebnice" (2016)

Tato kniha je jednou z nejlepších učebnic ruštiny o sítích. Od předchozího vydání prošel významnými revizemi, aby zahrnoval změny, ke kterým došlo v oblasti počítačových sítí za posledních šest let:

• překonání rychlostního limitu 100 Gbit/s lokálními i globálními sítěmi a zvládnutí terabitových rychlostí;
• zvýšení efektivity a flexibility primárních optických sítí díky vzniku rekonfigurovatelných add-drop multiplexerů (ROADM) a použití DWDM superkanálů pracujících na základě flexibilního frekvenčního plánu;
• vývoj virtualizační technologie pro síťové funkce a služby, který vedl k rozšíření cloudových služeb;
• dostat bezpečnostní otázky do popředí.

Publikace je doporučena Ministerstvem školství a vědy Ruské federace jako učebnice pro vysokoškolské studenty technických oborů. Je určena pro vysokoškoláky, postgraduální studenty a technické specialisty, kteří by rádi získali základní znalosti o principech budování počítačových sítí, porozuměli vlastnostem tradičních i nově vznikajících technologií lokálních i rozlehlých sítí a naučili se vytvářet rozsáhlé kompozitní sítě a spravovat takové sítě.

E. Tanenbaum, D. Weatherall „Počítačové sítě“ 5. vydání. (2016)

Nejnovější vydání nejuznávanější knihy o moderních síťových technologiích, kterou napsal uznávaný odborník v této oblasti Andrew Tanenbaum a jejímž spoluautorem je profesor z Washingtonské univerzity David Weatherall.

První verze této knihy byla vydána v roce 1980. Od té doby se toto dílo stalo klasikou a každé vydání se vždy stalo bestsellerem.

Kniha důsledně uvádí základní pojmy počítačových sítí, které určují současný stav a vývojové trendy. Autoři podrobně vysvětlují návrh a principy fungování hardwaru a softwaru, berou v úvahu všechny aspekty a úrovně organizace sítě – od fyzické až po aplikační programovou úroveň. Prezentaci teoretických principů doplňují názorné názorné ukázky fungování internetu a počítačových sítí různého typu.

Páté vydání bylo přepracováno a rozšířeno tak, aby odráželo nejnovější vývoj v oblasti počítačových sítí. Konkrétně pokrývá bezdrátové sítě 802.12 a 802.16, sítě 3G, sítě peer-to-peer a mnoho dalšího.

D. Kurous, K. Ross „Počítačové sítě. Přístup shora dolů“ (2016)

Tato kniha je ideální pro začátečníky studující síťové technologie. Seznamuje se základy budování a provozu počítačových sítí na příkladu pětiúrovňové architektury Internetu. Popisuje základní komponenty sítě, základní principy přenosu dat a technologie pro interakci mezi sítěmi. Samostatná kapitola je věnována vlastnostem bezdrátových sítí.

Veškerý materiál v knize je doplněn příklady a materiálem pro vlastní cvičení. Příručka je univerzální a je vhodná jak pro studenty a správce systému, tak pro každého, kdo chce začít studovat počítačové sítě nebo si zdokonalit znalosti v této oblasti.

A. Sergeev „Základy lokálních počítačových sítí“ (2016)

Tento tutoriál se zabývá teoretickými základy a technologiemi lokálních počítačových sítí a jejich konstrukcí. Otázky jsou uvedeny:

• základní pojmy, modely a metody pro budování počítačových sítí;
• organizace zásobníku protokolů TCP/IP (IPv4 a IPv6);
• vytváření veřejných přístupových serverů a služeb pro IP sítě (DNS, email, web atd.)

Zvláštní pozornost je věnována organizaci lokálních sítí na Windows (pracovní skupina a doména), fyzické výstavbě kabelových a bezdrátových lokálních sítí.

D. Kurous, T. Ross „Počítačové sítě. Příručka správce systému" (2016)

Světoznámá kniha, která prošla šesti dotisky a již 15 let se drží na předních příčkách prodejních žebříčků po celém světě. I přes svou dlouhou cestu neztratil nic ze své aktuálnosti a nadále je nepostradatelným zdrojem znalostí pro lidi, jejichž práce souvisí s organizací počítačových sítí.

Tato publikace vám řekne:

• jak funguje internet a místní sítě;
• jak fungují síťové protokoly a služby;
• o směrovacích algoritmech;
• o zabezpečení sítě a základech kryptografie;
• o základech správy sítě.

A. Robachevsky „Internet zevnitř. Ekosystém globální sítě" (2017)

Autor knihy Andrei Robachevsky pracoval jako součást týmu, který vytvořil ruskou federální univerzitní počítačovou síť RUNNet. V současnosti vede programy zaměřené na zlepšení bezpečnosti a stability globální internetové infrastruktury a je také předsedou programového výboru skupiny euroasijských operátorů ENOG.

Kniha pokrývá architekturu a technologii internetu se zaměřením na jeho základní součásti: globální adresování a IP, systém doménových jmen a globální směrování internetu. Jsou zvažovány aspekty a principy fungování World Wide Web, otázky standardizace, vývoje a bezpečnosti hlavních internetových systémů. Je diskutován architektonický vývoj internetu jako celku, stejně jako související otázky zavádění nových protokolů a technologií.

Zvláštní pozornost je věnována internetovému ekosystému, jeho historii a také hlavním organizacím zahrnutým do systému rozhodování na internetu.

Samuel Greengard navrhuje, abychom se okamžitě vydali do budoucnosti a zamysleli se nad důležitými otázkami, jejichž odpovědi pro nás budou brzy doslova životně důležité.

Internet věcí, chytrá domácnost a další věci, které se ještě nedávno zdály jako sci-fi, se dnes staly jedním z hlavních trendů současné doby. Všechny potřebné technologie již vstupují do sériové výroby.

Dobré odpoledne přátelé! V minulém článku jsme se dozvěděli. Nyní se podívejme, jak funguje internet? Většina lidí má na tuto otázku špatný názor. Mnoho lidí věří, že internet je jen řetězec vzájemně propojených počítačů.

To je pravda i ne. Internet není jen síť počítačů vzájemně propojených prostřednictvím různých kabelových sítí a telefonních linek. Jsou to také servery, které přenášejí informace, a superpočítače, které tyto informace zpracovávají, přenášejí a ukládají a tak dále.

Internet je soubor sítí, které fungují jako jedna. Jedná se o sekvenci podobných sítí, které se objevily v Americe, takže megapočítače na různých univerzitách a výzkumných centrech spolu interagují. Jedná se o páteřní síť financovanou americkou National Science Foundation.

Od dob prvních linek, které mohl využívat malý počet lidí, se globální síť rozrostla v síť, která jako pavučina zamotala celý svět. Nyní k němu má přístup téměř každý, kdo se chce připojit.

Pro snazší průchod po síťových linkách jsou data rozdělována speciálním TCP/IP protokolem do paketů požadované velikosti. Když se tyto pakety dostanou na místo určení, cestují mnoha různými sítěmi a vrstvami.

Z jednoho bodu do druhého mohou podobné pakety cestovat různými způsoby. Nejčastěji se vybírá ten nejbližší. Ale pokud je určitý server přetížen informacemi nebo nefunguje, paket jej může obejít a dorazit na požadované místo jinou cestou.

Takový balík informací může procházet krajskými městy, místními, různými směrovači, rozbočovači, opakovači, bránami a mosty. Regionální sítě se od lokálních liší tím, že mají schopnost přenášet data bez přihlášení k internetu.

Opakovač zabraňuje slábnutí signálu jeho zesílením a dalším vysíláním přijatých dat. Huby se podílejí na připojování počítačů k síti, což jim dává příležitost k výměně informací mezi sebou.

Mosty propojují sítě a pomáhají jim přenášet informace. Speciální typ takového mostu, brána, je zodpovědný za převod zpráv mezi sítěmi různých typů (například mezi sítěmi Apple a Windows).

Kdo poskytuje internetové služby

Dodavatelské společnosti jako Internet Service Provide poskytují lidem internet. Takové společnosti vlastní bloky internetových adres. Poskytují je klientům. Člověk připojí svůj počítač k takovému poskytovateli a ten je okamžitě připojen k serveru.

Server je připojen k internetu pomocí zařízení zvaných Routery. Router je zařízení, které přijímá informace od síťových uzlů a určuje svou cílovou adresu v síti a nejvýhodnější cestu pro doručení dat na požadovanou adresu.

Toto směrování probíhá pomocí známých cest na internetu a objemu provozu na různých částech segmentu. Poté router odešle informace do požadovaného síťového bodu - Network Access Point. Služby zahrnují:

1. E-mail přes servery SMTP a POP
2. Služba identifikace počítače díky IP adrese.
3. Cesta pomocí serverů DNS.
4. Zpravodajská služba díky serverům Usenet.

Jak funguje internet a jeho IP adresa

Myslím, že mnoho z vás ví, co je to IP adresa a k čemu je potřeba. Dokonce znají svou vlastní IP. Ale ještě podám vysvětlení. Poskytovatelé dávají svým klientům IP adresu pro připojení jejich počítačů k internetu. Říká se jim také adresy protokolu IP.

IP adresa identifikuje osobní počítač na internetu a dává mu příležitost přijímat různá data z globální sítě. Myslím, že mnozí z vás vědí, že většina uživatelů používá protokol IPv4. Stále více lidí ale přechází na IPv6.

Jak funguje internet s adresou IPv4

Na konci 20. století byl dominantním protokolem IPv4. Tato verze IP poskytuje adresu jako XXX.YYY.ZZZ.AAA. Skupiny znaků představují třímístné číslo v desítkovém formátu. Číslo může být 8bitové a formát je binární.

Říká se tomu tečkovaná desítková notace. Skupina se nazývá oktet. Desetinné číslice jsou tvořeny binárními číslicemi. Počítačový systém pracuje s binárním systémem. Například adresa 106.122.115.102 v desítkové soustavě bude vypadat takto 01101010. 01111010. 01110011. 01100110.

Nesnažte se to pochopit. Existují speciální tabulky kódů. Pokud by někoho zajímalo, jak vypadá jeho IP v desítkové podobě, může to zjistit na tomto odkazu.

IP adresa zahrnuje hostitele a síťovou adresu. Síťová adresa tedy identifikuje celou síť a adresa uzlu identifikuje jednotlivý uzel v dané síti: server, pracovní stanici nebo směrovač. Místní síť je rozdělena do 3 tříd: A, B, C. Síťová část IP určuje, zda síť patří do její třídy.

Jak funguje internet - tři třídy sítí

Třída A je obsazena velkými řetězy. Síťová část používá 8 bitů, hostitelská část používá 24 bitů IP. Nejvýznamnější bit má první oktet = 0. Dále je zde kombinace libovolných dalších sedmi bitů. IP třídy A má tedy rozsah: 001.x.x.x-126.x.x.x. To umožňuje vytvořit 126 sítí nebo 17 000 000 uzlů.

Třída B je určena středně velkým sítím. Podstata počátečních oktetů je v rozsahu 128.x.x.x – 191.254.0.0. což umožňuje vytvořit 16384 sítí. Každá z těchto sítí může patřit k 65534 uzlům.

Třída C je potřebná pro sítě s poměrně malým počtem uzlů. Síťový prvek se skládá z prvních tří oktetů. Síťová adresa je poslední oktet. Podstata prvních 3 oktetů je v rozsahu 192.x.x.x – 223.254.254.0. Do třídy C tedy patří asi 2 000 000 sítí. Každá z těchto sítí může mít 254 uzlů.

Jak funguje internet s adresou IPv6

Myslím, že chápete, že protokol IPv6 byl vytvořen kvůli banálnímu nedostatku IP adres, protože... výrazně vzrostl počet uživatelů internetu. Tato adresa je 128 bitů a 16 bajtů. To výrazně zvyšuje počet IP adres.

IPv6 mimo jiné ověřuje pravost paketu odesílatele a šifrování takového paketu. Tento protokol podporují operační systémy od Windows 7 do Windows 10 a některé distribuce Linuxu. IPv6 se v poslední době používá stále více. Tento protokol podporují také mobilní telefony, počítače v autech a další zařízení.

IPv6 se skládá z 8 skupin čtyřmístných hexadecimálních číslic, které jsou odděleny dvojtečkou: 1045: 0ake: 4df3: 56uy: 0045: ert1: g56j: 0001. Zajímavé je, že skupiny pouze s nulami lze zapsat jednoduše dvojtečkou, ale ne více než dvě dvojtečky.

Někdy jsou dokonce vynechány nuly. Adresa URL tohoto typu musí být uzavřena v hranatých závorkách: - http://.

Jak fungují internetové podsítě

Síťové uzly jsou seskupeny do podsítí, nazývají se intranety. Každá část intranetu musí mít bezpečnostní bránu, která slouží jako vstupní a výstupní body segmentu. Funkci brány vykonává zařízení zvané router.

Router představuje inteligentní zařízení, které předává informace příjemci. Některé sítě ve formě brány používají ochranný firewall, firewall.

Firewall je kombinace různých součástí, softwaru a hardwaru, které vytvářejí bariéru pro ochranu vašeho počítače. Firewall lze přirovnat ke dveřím k internetu. U některých programů může být otevřená, mírně otevřená nebo zavřená. Vniknutí viru do počítače brání firewall, nikoli antivirus. Proto musí být na každém PC nainstalován firewall. Antivir jednoduše ošetří již infikovaný systém. Nejlepší možností je antivirus s vestavěným firewallem.

Firewall můžete nakonfigurovat tak, aby předával informace pouze na nezbytné porty a adresy. Pro vytvoření podsítě je síťová část IP adresy hostitele maskována. Mobilita informací je tedy omezena na uzly podsítě, protože Tyto uzly rozpoznávají adresy v určitém maskovaném rozsahu.

Důvody pro vytvoření podsítě

1. Efektivní využití IP adres. Při použití 32bitové adresy se získá omezený počet adres. Na první pohled se 126 sítí a 17 000 000 uzlů zdá jako slušná částka, ale v celosvětovém měřítku to není mnoho.
2. Izolace různých segmentů sítě. Například síť má 1000 počítačů. Pokud není použita segmentace, informace projde všemi 1000 počítači. Dokážete si představit zátěž, kterou komunikační kanál v tuto chvíli zažívá. Všichni uživatelé sítě budou mít také přístup k informacím od všech jejích účastníků.
3. Chcete-li znovu použít jednu IP. Pokud například rozdělíte adresy třídy C na dvě místa v podsíti, můžete každé podsíti přidělit jednu polovinu síťových adres. Odtud budou moci dvě podsítě používat jednu IP třídu C.

Pro vytvoření podsítě je nutné zablokovat část nebo všechny bity dané IP čísly. Například maska ​​s hodnotou 254 zablokuje všechny adresy kromě jedné v oktetu. Hodnota 255 zablokuje celý oktet.

Pro vytvoření podsítě třídy A je vhodná maska ​​255.0.0.0. Třída B – 255.255.0.0. Třída C 255.255.255.0. Chcete-li zjistit svou IP adresu, stačí zadat do vyhledávače „Zjistit IP adresu“ a svou IP adresu zjistíte během vteřiny.

Co jsou hostingy

Zapomněl jsem zmínit hostingové stránky, kde se nacházejí stránky, ze kterých získáváme většinu informací. Hostingové služby jsou také superpočítače, ve kterých jsou umístěny webové stránky, jako v buňkách. Hostingové služby také poskytují a přijímají informace, přesněji to dělají stránky a blogy, které se na nich nacházejí. Dokonce i Yandex a Google jsou umístěny v superpočítačích a mají mnoho svých serverů po celém světě.

Rekordmanem v této věci je vyhledávač Google. Má tisíce svých serverů po celém světě a všechny jsou navzájem propojeny pomocí optických vláken nebo jednoduše telefonních linek. Opravdu to vypadá jako obří síť (nebo web), která zamotala celý svět. Není divu, že se internetu říká globální síť! A je úžasné, jak rychle se tato globální síť šíří po celém světě!

Doufám, že nyní chápete, jak internet funguje. Hodně štěstí!

Domácí lokální síť se stává stále běžnější a samozřejmostí. Pryč jsou doby, kdy se při slovním spojení „lokální síť“ vybavil obraz neoholeného vousatého správce systému, který miluje pivo a šokuje nesrozumitelnými výrazy. V mnoha rodinách má každý člen rodiny svůj počítač a mnozí přemýšlejí, jak spojit všechny počítače do jedné domácí sítě. Vytvoření domácí lokální sítě není obtížné a řada článků na webu popisuje veškerý potřebný hardware a software k vytvoření vysoce efektivní domácí sítě.

Z čeho se skládá lokální síť?

Obecně se každá síť skládá z několika počítačů (2 nebo více), které poskytují sdílený přístup k jejich zařízením nebo programům. Síť umožňuje vzájemnou interakci počítačů a programů na nich nainstalovaných, takže uživatelé počítačů mohou spolupracovat v jediném síťovém prostředí.

Sdílený přístup lze chápat jako možnost současného nebo sekvenčního přístupu více uživatelů k jednomu zdroji nebo zařízení. Například v domácí síti lze realizovat sdílený přístup k tiskárně, skeneru, optické jednotce, modemu, faxu, některému programu a také internetu. Klasickým příkladem sdílení je síťová počítačová hra, kde má každý počítač přístup k verzi počítačové hry na jiném počítači.

Existuje několik typů sítí a místní síť je jen jedním z nich. Místní síť je v podstatě síť používaná v rámci jedné budovy nebo jednotlivého prostoru, jako je byt, aby umožnila počítačům a programům v nich používaných komunikovat. Lokální sítě umístěné v různých budovách lze vzájemně propojovat pomocí satelitních komunikačních kanálů nebo sítí z optických vláken, což umožňuje vytvořit globální síť, tzn. síť, která zahrnuje několik lokálních sítí.

Internet je dalším příkladem sítě, která se již dlouho stala globální a komplexní, včetně stovek tisíc různých sítí a stovek milionů počítačů. Bez ohledu na to, jak přistupujete k internetu, prostřednictvím modemu, místního nebo globálního připojení, je každý uživatel internetu ve skutečnosti uživatelem sítě. K surfování na internetu se používá široká škála programů, jako jsou internetové prohlížeče, FTP klienti, e-mailové programy a mnoho dalších.

Aby spolu i dva počítače fungovaly, nestačí je k sobě nějak propojit. Aby bylo fyzické připojení zprovozněno, je nutné použít speciální síťové programy. Podívejme se tedy, co každá síť obsahuje:

• fyzické objekty síťové interakce, tzn. počítače nebo jiná síťová zařízení (například PDA nebo mobilní telefony se síťovým rozhraním);
• fyzické spojení (kabelem) nebo bezdrátové spojení (infračervené nebo radiofrekvenční) mezi počítači nebo jinými zařízeními;
• operační systém, který umožňuje sdílený přístup k počítačům a/nebo jiným zařízením; může to být buď domácí operační systém Windows XP/Vista/7 nebo specializovaný síťový operační systém Windows Server.
• společná sada používaných síťových protokolů;
• síťových klientů, tzn. programy, které umožňují jednomu počítači získat přístup k jinému počítači.

Podívejme se, k čemu může síť běžným domácím uživatelům sloužit:

• Přístup na internet;
• práce s e-mailem;
• sdílení jakýchkoli souborů;
• sdílený přístup k různým zařízením (pevné disky, optické mechaniky, tiskárny);
• síťová textová a hlasová komunikace;
• síťová video komunikace;
• práce na dálku;
• spolupracovat na projektu;
• zálohování a kopírování dat.

Místní síť je navržena tak, aby spojovala všechny domácí (nebo kancelářské) počítače do jednoho celku. Hráč se tak stává součástí fotbalového týmu a mnoho vojáků tvoří prapor. Díky lokální síti si všechny domácí počítače budou moci mezi sebou vyměňovat data a mít přístup k internetu. Síťové počítačové hry, sdílený archiv souborů, komunikace a zábava – to vše vám dá počítačová síť.

Než budeme mluvit o konkrétních zařízeních, která budou potřebná k organizaci místní sítě, zvážíme hlavní typy moderních místních sítí.

Typy LAN

Obecně existují dva hlavní typy lokální sítě – decentralizovaná síť a síť klient-server.

Uvažujme níže uvedený diagram nejjednodušší decentralizované sítě. Představme si, že ve vašem bytě jsou 2 počítače a 1 notebook a na každém počítači je nainstalován operační systém Windows XP. Aby bylo možné organizovat decentralizovanou síť, je nutné, aby každý počítač měl síťový adaptér. Téměř všechny moderní základní desky a notebooky mají takový vstup (nebo dokonce dva), takže nemusíte kupovat nic navíc. Pokud máte něco zcela „starobylého“, kupte si síťovou kartu, která se instaluje do slotu PCI nebo PCI-E.

Toto je obecný nástin decentralizované sítě. Vezměte prosím na vědomí, že takto se počítače ve skutečnosti nezapojují - budou potřebovat přepínač (viz níže). V tomto schématu je zdůrazněno, že se jedná o nominální decentralizovanou síť. Všechny počítače spolu komunikují bez účasti serveru.

A zde je schéma stejné sítě, ale typu „klient-server“..

Více o vybavení se dočtete v článku « ».

Musíte také nainstalovat ovladač. Ovladače jsou dodávány na CD spolu se síťovými adaptéry nebo základními deskami. Ovladače pro mnoho oblíbených síťových adaptérů jsou navíc nativně podporovány ve Windows XP, Windows Vista a Windows 7, takže často nebudete muset nic instalovat.

Po instalaci síťových adaptérů a ovladačů zbývá pouze počítače fyzicky propojit pomocí kabelu nebo bezdrátového připojení. Kabelová síť používá nejčastěji ethernetový kabel kategorie 5 K fyzickému propojení dvou počítačů vám postačí jeden kabel, ale pokud je více než tři počítače, budete potřebovat speciální zařízení tzv. přepínač, také známý jako přepínač (nebo bezdrátový přístupový bod, pokud se rozhodnete vytvořit bezdrátovou síť).

Dva notebooky a stolní počítač připojené v decentralizované síti přes switch.

Upozorňujeme, že pro připojení pouze dvou počítačů (bez přepínače) musíte použít kabel se speciálním kříženým připojením („ křížení"). Chcete-li připojit více než dva počítače, použijte standardní ethernetový kabel.

Decentralizované sítě se nejčastěji používají v domácích sítích. Výhodou takové sítě je, že není potřeba kupovat počítač, aby fungoval například jako souborový server, protože soubory jsou umístěny na všech počítačích v síti.

Topologie LAN

Každý počítač v síti se připojuje k jiným počítačům pomocí kabelu nebo bezdrátového připojení. Uspořádání fyzických připojení počítačů v síti se nazývá topologie sítě. Existují tři hlavní topologie: sběrnice, prstenec a hvězda.

• Pneumatika. Každý počítač v síti je zapojen v sérii k jinému počítači v lineárním pořadí. Síť začíná serverem nebo hlavním počítačem a končí posledním počítačem v síti.
• Prsten. Každý počítač je připojen k jinému počítači v kruhové síti.
• Hvězda. Každý počítač v síti je připojen k centrálnímu bodu výměny dat.

První dvě topologie, sběrnicová a kruhová, byly vyvinuty před mnoha lety a nyní upadly v nemilost. Hlavní topologií moderních lokálních sítí je topologie „hvězda“.

Hlavní výhodou této topologie založené na technologii Ethernet je rozšiřitelnost sítě. Počítače vybavené síťovým adaptérem Ethernet mohou vytvořit hvězdicovou síť až 1024 počítačů připojených k přepínači nebo rozbočovači pomocí konektoru RJ-45. Vytvoření takové sítě nezabere mnoho času, pokud byl správně nakonfigurován síťový operační systém.

Domácí síť s hvězdicovou topologií.

Chcete-li vytvořit síť Ethernet, musíte do svých počítačů nainstalovat kompatibilní operační systémy (například Windows XP), síťové adaptéry s potřebnými ovladači, síťový kabel (nebo bezdrátové adaptéry) a přepínač nebo rozbočovač.

Nyní si představte, že jste si do bytu nainstalovali vypínač s 5 konektory a připojili k němu počítače celé své rodiny a přátel. Výsledkem bylo, že přepínači nezbyly žádné volné porty. Zároveň byste opravdu rádi spojili své sousedy v patře, vyměňovali si s ním soubory a hráli počítačové strategické hry. Výstup bude mít stejnou topologii „hvězda“. Stačí připojit druhý switch na speciální port prvního switche a budete moci využívat volné porty. Tedy díky schématu kostra, můžete svou síť rozšiřovat téměř neomezeně. To je princip, na kterém jsou vytvářeny moderní domácí sítě.

Pojďme si tedy shrnout, jaká fyzická zařízení jsou nutná k vytvoření místní sítě:

• síťové adaptéry;
• spínače;
• kabely (nebo RF kanály pro bezdrátovou síť).

Switch vás na internet nepustí :) Nepleťte si ho proto s routerem - zařízením, které je určeno k poskytování přístupu z lokální sítě do globální.

Přečtěte si více o routerech a dalším vybavení v článku « ».

Tento článek je věnován základy lokální sítě, budou zde probrána následující témata:

• Koncepce lokální sítě;
• Místní síťové zařízení;
• Zařízení pro místní síť;
• Topologie sítě;
• TCP/IP protokoly;
• IP adresování.

Koncept lokální sítě

Síť - skupina počítačů vzájemně propojených pomocí speciálního zařízení, které umožňuje výměnu informací mezi nimi. Spojení mezi dvěma počítači může být přímé ( spojení bod-bod) nebo pomocí dalších komunikačních uzlů.

Existuje několik typů sítí a místní síť je jen jedním z nich. Místní síť je v podstatě síť používaná v rámci jedné budovy nebo jednotlivého prostoru, jako je byt, aby umožnila počítačům a programům v nich používaných komunikovat. Lokální sítě umístěné v různých budovách lze vzájemně propojovat pomocí satelitních komunikačních kanálů nebo sítí z optických vláken, což umožňuje vytvořit globální síť, tzn. síť, která zahrnuje několik lokálních sítí.

Internet je dalším příkladem sítě, která se již dlouho stala globální a komplexní, včetně stovek tisíc různých sítí a stovek milionů počítačů. Bez ohledu na to, jak přistupujete k internetu, prostřednictvím modemu, místního nebo globálního připojení, je každý uživatel internetu ve skutečnosti uživatelem sítě. K surfování na internetu se používá široká škála programů, jako jsou internetové prohlížeče, FTP klienti, e-mailové programy a mnoho dalších.

Počítač, který je připojen k síti, se nazývá pracovní stanice ( Pracovní stanice). S tímto počítačem zpravidla pracuje člověk. V síti jsou i počítače, na kterých nikdo nepracuje. Používají se jako řídicí centra v síti a jako zařízení pro ukládání informací. Takové počítače se nazývají servery,
Pokud jsou počítače umístěny relativně blízko sebe a jsou propojeny pomocí vysokorychlostních síťových adaptérů, pak se takové sítě nazývají místní sítě. Při použití místní sítě jsou počítače obvykle umístěny ve stejné místnosti, budově nebo v několika blízkých domech.
Pro připojení počítačů nebo celých lokálních sítí, které jsou umístěny ve značné vzdálenosti od sebe, se používají modemy a také vyhrazené nebo satelitní komunikační kanály. Takové sítě se nazývají globální. Rychlost přenosu dat v takových sítích je obvykle mnohem nižší než v místních sítích.

LAN zařízení

Existují dva typy síťové architektury: peer-to-peer ( Peer-to-peer) a klient/server ( Klient-server), V současné době architektura klient/server prakticky nahradila architekturu peer-to-peer.

Pokud je použita síť peer-to-peer, pak všechny počítače v ní zahrnuté mají stejná práva. V souladu s tím může každý počítač fungovat jako server, který poskytuje přístup ke svým prostředkům, nebo jako klient, který využívá prostředky jiných serverů.

V síti postavené na architektuře klient/server je několik hlavních počítačů - serverů. Zbývající počítače, které jsou součástí sítě, se nazývají klienti nebo pracovní stanice.

Server - je to počítač, který obsluhuje ostatní počítače v síti. Existují různé typy serverů, které se od sebe liší službami, které poskytují; databázové servery, souborové servery, tiskové servery, poštovní servery, webové servery atd.

Architektura peer-to-peer se rozšířila v malých kancelářích nebo domácích lokálních sítích. Ve většině případů budete k vytvoření takové sítě potřebovat několik počítačů vybavených síťovými kartami a kabelem. Použitý kabel je kroucený pár čtvrté nebo páté kategorie. Kroucený pár dostal svůj název, protože páry vodičů uvnitř kabelu jsou zkroucené ( tím se zabrání rušení a vnějším vlivům). Stále můžete najít poměrně staré sítě, které používají koaxiální kabel. Takové sítě jsou zastaralé a rychlost přenosu informací v nich nepřesahuje 10 Mbit/s.

Po vytvoření sítě a připojení počítačů je potřeba programově nakonfigurovat všechny potřebné parametry. Nejprve se ujistěte, že počítače, ke kterým se připojujete, mají operační systémy, které podporují sítě ( Linux, FreeBSD, Windows)

Všechny počítače v síti peer-to-peer jsou sdruženy do pracovních skupin, které mají svá vlastní jména ( identifikátory).
V případě síťové architektury klient/server se řízení přístupu provádí na uživatelské úrovni. Správce má možnost povolit přístup ke zdroji pouze určitým uživatelům. Předpokládejme, že svou tiskárnu zpřístupníte síťovým uživatelům. Pokud nechcete, aby na vaší tiskárně někdo tiskl, měli byste si pro práci s tímto prostředkem nastavit heslo. Díky síti typu peer-to-peer může kdokoli, kdo zná vaše heslo, získat přístup k vaší tiskárně. V síti klient/server můžete určitým uživatelům omezit používání tiskárny bez ohledu na to, zda znají heslo nebo ne.

Pro získání přístupu k prostředku v lokální síti postavené na architektuře klient/server musí uživatel zadat uživatelské jméno (Login) a heslo (Password). Je třeba poznamenat, že uživatelské jméno je veřejnou informací a heslo je důvěrné.

Proces ověření uživatelského jména se nazývá autentizace. Proces kontroly, zda zadané heslo odpovídá uživatelskému jménu, je autentizace. Identifikace a autentizace společně tvoří proces autorizace. Často termín " autentizace" - používá se v širokém smyslu: k označení autentizace.

Ze všeho, co bylo řečeno, můžeme usoudit, že jedinou výhodou architektury peer-to-peer je její jednoduchost a nízká cena. Sítě typu klient/server poskytují vyšší úroveň výkonu a zabezpečení.
Poměrně často může stejný server vykonávat funkce několika serverů, například souborového serveru a webového serveru. Celkový počet funkcí, které bude server provádět, samozřejmě závisí na zatížení a jeho možnostech. Čím vyšší je výkon serveru, tím více klientů může obsluhovat a tím více služeb může poskytovat. Proto je jako server téměř vždy přiřazen výkonný počítač s velkým množstvím paměti a rychlým procesorem ( K řešení závažných problémů se zpravidla používají víceprocesorové systémy)

Zařízení pro místní síť

K provozu sítě stačí v nejjednodušším případě síťové karty a kabel. Pokud potřebujete vytvořit poměrně složitou síť, budete potřebovat speciální síťové vybavení.

Kabel

Počítače v místní síti jsou propojeny pomocí kabelů, které přenášejí signály. Kabel spojující dvě síťové komponenty ( například dva počítače), se nazývá segment. Kabely jsou klasifikovány v závislosti na možných hodnotách rychlosti přenosu informací a četnosti poruch a chyb. Nejčastěji se používají tři hlavní kategorie kabelů:

• Twisted pair;
• Koaxiál;
• Optický kabel,

V dnešní době se nejvíce používá pro budování lokálních sítí. kroucený pár. Uvnitř se takový kabel skládá ze dvou nebo čtyř párů měděných drátů stočených dohromady. Twisted pair má také své vlastní odrůdy: UTP ( Unshielded Twisted Pair - nestíněný kroucený pár) a STP ( Shielded Twisted Pair - stíněný kroucený pár). Tyto typy kabelů jsou schopny přenášet signály na vzdálenost cca 100 m Zpravidla se v lokálních sítích používá UTP. STP má opletený měděný plášť, který má vyšší úroveň ochrany a kvality než plášť UTP kabelu.

V kabelu STP byl každý pár vodičů navíc stíněný ( je zabalena do vrstvy fólie), který chrání přenášená data před vnějším rušením. Toto řešení umožňuje udržovat vysoké přenosové rychlosti na delší vzdálenosti, než kdybyste použili UTP kabel. Kabel kroucené dvoulinky je připojen k počítači pomocí konektoru RJ-45 (. Registrovaný Jack 45), který se velmi podobá telefonnímu konektoru RJ-11 ( Registrovat-steredjack). Kroucená dvoulinka je schopna poskytovat síťový provoz o rychlostech 10 100 a 1 000 Mbit/s.

Koaxiál sestává z měděného drátu pokrytého izolací, stínícího kovového opletu a vnějšího pláště. Centrální vodič kabelu přenáší signály, na které byla data předtím převedena. Takový drát může být buď plný nebo vícežilový. K organizaci místní sítě se používají dva typy koaxiálních kabelů: ThinNet ( tenký, 10Base2) a ThickNet ( tlustý, 10Base5). V současné době se místní sítě založené na koaxiálním kabelu prakticky nenacházejí.

V jádru optický kabel Existují optická vlákna (světlovody), kterými jsou přenášena data ve formě světelných pulzů. Po optickém kabelu nejsou přenášeny žádné elektrické signály, takže signál nelze zachytit, což prakticky eliminuje neoprávněný přístup k datům. Optický kabel se používá k přenosu velkého množství informací nejvyšší dostupnou rychlostí.

Hlavní nevýhodou takového kabelu je jeho křehkost: snadno se poškodí a lze jej namontovat a připojit pouze pomocí speciálního zařízení.

Síťové karty

Síťové karty umožňují připojení počítače a síťového kabelu. Síťová karta převádí informace určené k odeslání do speciálních paketů. Paket je logická sbírka dat, která obsahuje hlavičku s adresou a samotnou informací. Záhlaví obsahuje adresní pole, která obsahují informace o původu a cíli dat. Síťová karta analyzuje cílovou adresu přijatého paketu a určí, zda byl paket skutečně odeslán na daný počítač. Pokud je výstup kladný, deska odešle paket do operačního systému. V opačném případě nebude balíček zpracován. Speciální software umožňuje zpracovávat všechny pakety, které procházejí sítí. Této příležitosti využívají správci systému při analýze provozu sítě a útočníci k odcizení dat, která přes ni procházejí.

Každá síťová karta má ve svých čipech zabudovanou individuální adresu. Tato adresa se nazývá fyzická nebo MAC adresa ( Media Access Control - řízení přístupu k přenosovému médiu).

Pořadí akcí prováděných síťovou kartou je následující.

1. Příjem informací z operačního systému a jejich převod na elektrické signály pro další odesílání přes kabel;
2. Příjem elektrických signálů přes kabel a jejich zpětná konverze na data, se kterými může operační systém pracovat;
3. Určení, zda je přijatý datový paket určen speciálně pro tento počítač;
4. Řízení toku informací, které přecházejí mezi počítačem a sítí.

Náboje

Rozbočovač (rozbočovač) je zařízení schopné kombinovat počítače do fyzické hvězdicové topologie. Hub má několik portů, které umožňují připojení síťových komponent. Hub s pouze dvěma porty se nazývá most. K propojení dvou síťových prvků je nutný most.

Síť spolu s rozbočovačem je " společný autobus" Datové pakety při přenosu přes hub budou doručeny všem počítačům připojeným k místní síti.

Existují dva typy koncentrátorů.

Pasivní náboje. Taková zařízení vysílají přijatý signál bez jeho předběžného zpracování.
Aktivní rozbočovače ( vícenásobné opakovače). Přijímají příchozí signály, zpracovávají je a přenášejí do připojených počítačů.

Spínače

Přepínače jsou potřebné k uspořádání užšího síťového připojení mezi odesílajícím počítačem a cílovým počítačem. Při přenosu dat přes switch se do jeho paměti zapisují informace o MAC adresách počítačů. Pomocí těchto informací switch sestaví směrovací tabulku, ve které je u každého počítače uvedeno, že patří do určitého segmentu sítě.

Když přepínač přijme datové pakety, vytvoří speciální interní spojení ( segment) mezi dvěma jeho porty pomocí směrovací tabulky. Poté odešle datový paket na příslušný port na cílovém počítači na základě informací popsaných v hlavičce paketu.

Toto připojení je tedy izolováno od ostatních portů, což umožňuje počítačům vyměňovat si informace maximální rychlostí, která je pro tuto síť k dispozici. Pokud má přepínač pouze dva porty, nazývá se most.

Přepínač poskytuje následující funkce:

• Odeslat paket s daty z jednoho počítače do cílového počítače;
• Zvyšte rychlost přenosu dat.

Směrovače

Router je v principu podobný switchi, ale má větší rozsah funkcí, studuje nejen MAC, ale i IP adresy obou počítačů zapojených do přenosu dat. Při přenosu informací mezi různými segmenty sítě směrovače analyzují hlavičku paketu a snaží se vypočítat optimální cestu, po které paket může cestovat. Router je schopen určit cestu k libovolnému segmentu sítě pomocí informací z tabulky směrování, což umožňuje vytvořit sdílené připojení k internetu nebo WAN.
Směrovače umožňují doručovat pakety nejrychlejším způsobem, což zvyšuje propustnost velkých sítí. Pokud je některý segment sítě přetížen, datový tok se bude ubírat jinou cestou,

Topologie sítě

Pořadí, ve kterém jsou počítače a další prvky umístěny a připojeny v síti, se nazývá topologie sítě. Topologii lze přirovnat k mapě sítě, která zobrazuje pracovní stanice, servery a další síťová zařízení. Vybraná topologie ovlivňuje celkové možnosti sítě, protokoly a síťové vybavení, které bude použito, a možnost dalšího rozšiřování sítě.

Fyzická topologie - jde o popis toho, jak budou fyzické prvky sítě propojeny. Logická topologie definuje trasy pro datové pakety, kterými se mohou v rámci sítě ubírat.

Existuje pět typů topologií sítě:

• Společný autobus;
• Hvězda;
• Prsten;

Společný autobus

V tomto případě jsou všechny počítače připojeny jedním kabelem, který se nazývá datová sběrnice. V tomto případě paket obdrží všechny počítače připojené k tomuto segmentu sítě.

Výkon sítě je do značné míry určen počtem počítačů připojených ke společné sběrnici. Čím více takových počítačů je, tím pomaleji síť funguje. Navíc taková topologie může způsobit různé kolize, ke kterým dochází, když se několik počítačů současně pokouší přenést informace do sítě. Pravděpodobnost kolize se zvyšuje s počtem počítačů připojených ke sběrnici.

Výhody použití sítí s topologií " společný autobus" následující:

• Významná úspora kabelů;
• Snadné vytváření a správa.

Hlavní nevýhody:

• pravděpodobnost kolize s rostoucím počtem počítačů v síti;
• přerušení kabelu způsobí vypnutí mnoha počítačů;
• nízká úroveň ochrany přenášených informací. Každý počítač může přijímat data přenášená po síti.

Hvězda

Při použití hvězdicové topologie bude každý kabelový segment přicházející z libovolného počítače v síti připojen k centrálnímu přepínači nebo rozbočovači Všechny pakety budou přenášeny z jednoho počítače do druhého prostřednictvím tohoto zařízení. Lze použít aktivní i pasivní rozbočovače. Pokud dojde ke ztrátě spojení mezi počítačem a rozbočovačem, zbytek sítě nadále funguje. Pokud rozbočovač selže, síť přestane fungovat. Pomocí hvězdicové struktury lze mezi sebou propojit i lokální sítě.

Použití této topologie je výhodné při hledání poškozených prvků: kabelů, síťových adaptérů nebo konektorů, " Hvězda" pohodlnější " společný autobus"a v případě přidání nových zařízení. Je třeba také vzít v úvahu, že sítě s přenosovými rychlostmi 100 a 1000 Mbit/s jsou budovány podle topologie „ hvězda».

Pokud v samém středu" hvězdy» umístěte hub, logická topologie se změní na „společnou sběrnici“.
výhody" hvězdy»:

• snadnost vytváření a správy;
• vysoká úroveň spolehlivosti sítě;
• vysoká bezpečnost informací přenášených v síti ( pokud je ve středu hvězdy komutátor).

Hlavní nevýhodou je, že porucha hubu vede k zastavení provozu celé sítě.

Prstencová topologie

Při použití kruhové topologie jsou všechny počítače v síti připojeny k jedinému kruhovému kabelu. Pakety procházejí po kruhu jedním směrem přes všechny síťové karty počítačů připojených k síti. Každý počítač signál zesílí a pošle ho dále po kruhu.

V prezentované topologii je paketový přenos po kruhu organizován pomocí tokenové metody. Značka je specifická sekvence binárních bitů obsahujících řídicí data. Pokud má síťové zařízení token, pak má právo odesílat informace do sítě. V rámci kruhu lze přenést pouze jeden token.

Počítač, který se chystá data přenést, vezme token ze sítě a odešle požadované informace po kruhu. Každý následující počítač bude přenášet data dále, dokud tento paket nedorazí k příjemci. Po přijetí vrátí příjemce potvrzení o přijetí odesílajícímu počítači a ten vytvoří nový token a vrátí jej do sítě.

Výhody této topologie jsou následující:

• Velké objemy dat jsou obsluhovány efektivněji než v případě sdílené sběrnice;
• každý počítač je opakovač: zesiluje signál před jeho odesláním do dalšího stroje, což umožňuje výrazně zvětšit velikost sítě;
• schopnost nastavit různé priority přístupu k síti; v tomto případě bude počítač s vyšší prioritou schopen podržet token déle a přenést více informací.

nedostatky:

• přerušený síťový kabel vede k nefunkčnosti celé sítě;
• jakýkoli počítač může přijímat data přenášená po síti.

TCP/IP protokoly

Protokoly TCP/IP ( Transmission Control Protocol/Internet Protocol) jsou hlavními mezisíťovými protokoly a řídí přenos dat mezi sítěmi různých konfigurací a technologií. Právě tato rodina protokolů se používá k přenosu informací na internetu a také v některých lokálních sítích. Rodina protokolů TPC/IP zahrnuje všechny přechodné protokoly mezi aplikační vrstvou a fyzickou vrstvou. Jejich celkový počet je několik desítek.

Hlavní jsou:

• Transportní protokoly: TCP - Transmission Control Protocol ( komunikační řídicí protokol) a další - spravovat přenos dat mezi počítači;
• Směrovací protokoly: IP - Internet Protocol ( Internetový protokol) a další - zajistit samotný přenos dat, zpracovat adresování dat, určit nejlepší cestu k příjemci;
• Protokoly podpory síťových adres: DNS - Domain Name System ( Domain Name System) a další - zajišťuje určení jedinečné adresy počítače;
• Protokoly aplikačních služeb: FTP - File Transfer Protocol ( protokol pro přenos souborů), HTTP - HyperText Transfer Protocol, TELNET a další - slouží k získání přístupu k různým službám: přenos souborů mezi počítači, přístup na WWW, vzdálený terminálový přístup do systému atd.;
• Protokoly brány: EGP - Exterior Gateway Protocol ( protokol externí brány) a další - pomáhají přenášet směrovací zprávy a informace o stavu sítě po síti a také zpracovávat data pro místní sítě;
• Poštovní protokoly: POP - Post Office Protocol ( protokol pro příjem pošty) – používá se pro příjem e-mailových zpráv, SMPT Simple Mail Transfer Protocol ( protokol pro přenos pošty) - slouží k přenosu poštovních zpráv.

Všechny hlavní síťové protokoly ( NetBEUI, IPX/SPX a TCIP) jsou směrované protokoly. Musíte však pouze ručně nakonfigurovat směrování TCPIP. Ostatní protokoly jsou směrovány automaticky operačním systémem.

IP adresování

Při budování lokální sítě založené na protokolu TCP/IP obdrží každý počítač jedinečnou IP adresu, kterou může přidělit buď DHCP server - speciální program nainstalovaný na jednom ze síťových počítačů, nebo pomocí nástrojů Windows, nebo ručně.

Server DHCP vám umožňuje flexibilně distribuovat adresy IP počítačům a některým počítačům přidělovat trvalé, statické adresy IP. Vestavěný nástroj Windows takové možnosti nemá. Pokud je tedy v síti DHCP server, je lepší nepoužívat nástroje Windows, nastavení automatického ( dynamický) přidělení IP adresy. Instalace a konfigurace serveru DHCP přesahuje rámec této knihy.

Je však třeba poznamenat, že při použití serveru DHCP nebo nástrojů Windows k přiřazení IP adresy trvá načítání počítačů v síti a přidělování IP adres dlouho, čím déle, tím větší je síť. Kromě toho musí být nejprve zapnut počítač se serverem DHCP.
Pokud ručně přiřadíte statické sítě počítačům ( stálý, neměnný) IP adresy, pak budou počítače rychleji bootovat a okamžitě se objeví v síťovém prostředí. Pro malé sítě je tato možnost nejvýhodnější a v této kapitole se jí budeme zabývat.

U svazku protokolů TCP/IP je základním protokol IP, protože se zabývá pohybem datových paketů mezi počítači po sítích využívajících různé síťové technologie. Právě díky univerzálním vlastnostem protokolu IP byla možná samotná existence internetu, který se skládá z velkého množství heterogenních sítí.

Datové pakety protokolu IP

Protokol IP je doručovací službou pro celou rodinu protokolů TCP-iP. Informace přicházející z jiných protokolů jsou zabaleny do datových paketů protokolu IP, je k nim přidána vhodná hlavička a pakety začnou svou cestu sítí.

IP adresovací systém

Některá z nejdůležitějších polí v hlavičce datového paketu IP jsou zdrojová a cílová adresa paketu. Každá IP adresa musí být jedinečná v síti, kde se používá, aby paket dosáhl zamýšleného cíle. Ani na celém globálním internetu je nemožné najít dvě stejné adresy.

IP adresa se na rozdíl od běžné poštovní adresy skládá pouze z čísel. Zabírá čtyři standardní počítačové paměťové buňky – 4 bajty. Protože jeden bajt (Byte) je roven 8 bitům (Bit), délka IP adresy je 4 x 8 = 32 bitů.

Bit představuje nejmenší možnou jednotku úložiště informací. Může obsahovat pouze 0 ( trochu vyčištěno) nebo 1 ( bitová sada).

Přestože je IP adresa vždy stejně dlouhá, lze ji zapsat různými způsoby. Formát záznamu IP adresy závisí na použitém číselném systému. Přitom stejná adresa může vypadat úplně jinak:

Binární číslo 10000110 se převede na desítkové takto: 128 + 0 + 0 + 0 + 0 + 4 + 2 + 0 =134.
Nejvýhodnější variantou z hlediska lidské čitelnosti je formát zápisu IP adresy v desítkovém zápisu s tečkami. Tento formát se skládá ze čtyř desetinných čísel oddělených tečkami. Každé číslo, nazývané oktet, představuje desetinnou hodnotu odpovídajícího bajtu v IP adrese. Oktet se tak nazývá, protože jeden bajt v binárním kódu se skládá z osmi bitů.

Při použití desítkové notace s tečkami k zápisu oktetů do IP adresy mějte na paměti následující pravidla:

• Platná jsou pouze celá čísla;
• Čísla musí být v rozsahu od 0 do 255.

Nejvýznamnější bity v IP adrese umístěné vlevo určují třídu a číslo sítě. Jejich kolekce se nazývá identifikátor podsítě nebo předpona sítě. Při přidělování adres v rámci stejné sítě zůstává prefix vždy nezměněn. Identifikuje vlastnictví IP adresy v dané síti.

Pokud jsou například adresy IP počítačů v podsíti 192.168.0.1 192.168.0.30, pak první dva oktety definují ID podsítě - 192.168.0.0 a další dva - ID hostitele.

Kolik bitů se přesně použije pro určité účely, závisí na třídě sítě. Pokud je číslo hostitele nula, pak adresa neukazuje na žádný konkrétní počítač, ale na celou síť jako celek.

Klasifikace sítě

Existují tři hlavní třídy sítí: A, B, C. Liší se od sebe maximálním možným počtem hostitelů, které lze připojit k síti dané třídy.

Obecně uznávaná klasifikace sítí je uvedena v následující tabulce, která uvádí největší počet síťových rozhraní dostupných pro připojení, které oktety IP adresy jsou použity pro síťová rozhraní (*) a které zůstávají nezměněny (N).

Například v nejběžnějších sítích třídy C nemůže být více než 254 počítačů, takže k číslování síťových rozhraní se používá pouze jeden, nejnižší bajt IP adresy. Tento bajt odpovídá oktetu nejvíce vpravo v desítkovém zápisu s tečkami.

Nabízí se legitimní otázka: proč může být k síti třídy C připojeno pouze 254 počítačů a ne 256? Faktem je, že některé intranetové IP adresy jsou určeny pro speciální použití, konkrétně:

O - identifikuje samotnou síť;
255 - vysílání.

Segmentace sítě

Adresový prostor v každé síti lze rozdělit na menší podsítě podle počtu hostitelů ( Podsítě). Procesu podsítí se také říká segmentace.

Pokud je například síť třídy C 192.168.1.0 rozdělena do čtyř podsítí, jejich rozsahy adres budou následující:

• 192.168.1.0-192.168.1.63;
• 192.168.1.64-192.168.1.127;
• 192.168.1.128-192.168.1.191;
• 192.168.1.192-192.168.1.255.

V tomto případě se pro číslování hostitelů nepoužívá celý pravý oktet osmi bitů, ale pouze 6 nejméně významných bitů. A zbývající dva nejvýznamnější bity určují číslo podsítě, které může nabývat hodnot od nuly do tří.

Jak běžné, tak rozšířené síťové předpony lze identifikovat pomocí masky podsítě ( Maska podsítě), který také umožňuje oddělit identifikátor podsítě od identifikátoru hostitele v adrese IP a maskovat část adresy IP, která identifikuje podsíť, číslem.

Maska je kombinací čísel, která svým vzhledem připomíná IP adresu. Binární reprezentace masky podsítě obsahuje nuly v bitech, které jsou interpretovány jako číslo hostitele. Zbývající bity nastavené na jedničku indikují, že tato část adresy je prefix. Maska podsítě se vždy používá ve spojení s adresou IP.

Pokud neexistují další podsítě, standardní masky tříd sítě mají následující význam:

Při použití mechanismu podsítě se maska ​​příslušně upraví. Vysvětleme si to na již zmíněném příkladu rozdělení sítě třídy C na čtyři podsítě.

V tomto případě se k číslování podsítí používají dva nejvýznamnější bity ve čtvrtém oktetu IP adresy. Pak bude maska ​​v binárním tvaru vypadat takto: 11111111.11111111.11111111.11000000 a v desítkovém tvaru odděleném tečkami -255.255.255.192.

Rozsahy adres privátní sítě

Každý počítač připojený k síti má svou unikátní IP adresu. U některých počítačů, jako jsou servery, se tato adresa nemění. Tato trvalá adresa se nazývá statická. Pro ostatní, jako jsou klienti, může být IP adresa trvalá (statická) nebo může být přidělena dynamicky při každém připojení k síti.

Chcete-li získat jedinečnou statickou, tedy trvalou IP adresu na internetu, musíte kontaktovat speciální organizaci InterNIC - Internet Network Information Center ( Informační centrum sítě Internet). InterNIC přiděluje pouze síťové číslo a další práce na vytváření podsítí a číslování hostitelů musí zvládnout samostatně správce sítě.

Formální registrace u InterNIC pro získání statické IP adresy je však obvykle vyžadována pro sítě, které mají trvalé připojení k internetu. Pro privátní sítě, které nejsou součástí internetu, je speciálně vyhrazeno několik bloků adresního prostoru, které lze volně použít k přidělování IP adres bez registrace u InterNIC:

Tyto adresy však slouží pouze pro interní adresování sítí a nejsou určeny pro počítače, které se přímo připojují do Internetu.

Rozsah adres LINKLOCAL není třídou sítě v obvyklém smyslu. Systém Windows jej používá k automatickému přidělování osobních IP adres počítačům v místní síti.

Doufám, že nyní máte představu o místní síti!