SÍTĚ

V 70-tých letech došlo ke vzniku potřeb vzájemného propojení jednotlivých počítačů, za účelem jejich vzájemné spolupráce. V začátku byly budována tzv. terminálové sítě, které umožňovaly současnou práci několika uživatelů na jednom počítači (v této době se jednalo o počítač sálový). Zásadní nevýhodou této koncepce byla naprostá závislost terminálů na ústředním počítači.

    Potřeba řešení jednotlivých úloh bez uvedené závislosti vedla ke vzniku “počítačových sítí”, které umožňují jednotlivým uživatelům současnou práci nejen v síti, ale i mimo ni. Rozvoj této novinky umožnilo především masové nasazování počítačů standardu IBM PC XT/AT v komerční sféře, které se projevilo dynamickým rozvojem sítí typu LAN (Local Area Network) ve všech možných oblastech (firmy, úřady, školy,…).

    Počítačové sítě LAN patří do “rodiny” datových sítí, které členíme podle územního rozložení do tří skupin:

1. WAN (Wide Area Network) – veřejné datové sítě, jsou svým rozsahem neomezené, mohou zabírat území států, příp. i kontinentů
2. MAN (Metropolitan Area Network) – městské datové sítě, zabírají území města, řádově v km. Vznikají propojením několika sítí LAN
3. LAN (Local Area Network) – lokální datové sítě, zabírají území nepřesahující 1-2km. Svým rozsahem pokrývají pracoviště, budovy, závody.

Každá z uvedených typů sítí používá své protokoly, což jsou soubory pravidel pro nakládání s přenášenými daty. Přesné definice těchto protokolů pak zaručují, že přenášená data nejsou změněna (znehodnocena), a to bez ohledu na protokoly, kterých bylo pro přenos použito.

    Sítě LAN mají své jednoznačné místo mezi datovými sítěmi, které vyplývá z jejich územní rozlehlosti. Tento typ sítí je typický následujícími znaky:

• Přenosové médium (kabeláž) je ve vlastnictví uživatele (umístěno v uživatelově objektu)
• Pro přenos se používají poměrně vysoké přenosové rychlosti (řádově MB)
• Mají relativně nízkou chybovost, která vyplývá z používání poměrně kvalitních kabelů a ze skutečnosti, že síť neprochází otevřeným prostorem s výrazným rušením.

Síť LAN je vlastně několik počítačů (standardu PC) navzájem propojených takovým způsobem, aby byla umožněna jejich vzájemná komunikace. Uživatelům pak mohou poskytovat tyto služby:

1. sdílení technických prostředků sítě (HW)
2. Sdílení dat
3. Elektronická pošta
4. Monitorování připojených uživatelů
5. Obrazová (hlasová) komunikace v rámci sítě

    Počítače zapojené do sítě mohou plnit funkci SERVERu nebo pracovní stanice (WORKSTATION). Technickým vybavením (HW) se v zásadě lišit nemusí (ve skutečnosti se liší diametrálně – server je vždy nejvýkonnější počítač v síti), vždy se však liší svým programovým vybavením. Server by tedy měl být nejlepší počítač v síti, což technicky znamená nejvýkonnější procesor (či víceprocesorový systém), dostatek operační paměti (čím více, tím lépe) a samozřejmě patřičná disková kapacita, která se liší od typu použité sítě. Pokud je síť koncipována jako server + stanice s lokálními disky, pak je možné na kapacitě pevného disku ušetřit (na druhou stranu se však nikdy nestane, že by na některém pevném disku serveru bylo moc volné kapacity). U sítě, kde jsou použity bezdiskové stanice se pak na pevném disku serveru mapují disky pro jednotlivé stanice a v tomto případě je vhodné používat tzv. disková pole RAID, což je v podstatě několik pevných disků, které mají navíc schopnost svého zrcadlení a tím i ochrany dat před jejich ztrátou.

Topologie sítě je způsob vzájemného propojení uživatelů sítě. U sítí PC-LAN se nejčastěji setkáváme s následujícími topologiemi:

    Všichni uživatelé sítě jsou připojeni paralelně na společný kabel (sběrnici). Jednoznačně největší výhodou tohoto zapojení je velmi jednoduchá instalace a připojování dalších uživatelů (počítačů). Dále je to ta skutečnost, že při poruše libovolného počítače v síti (mimo serveru) nezpůsobí havárii celé sítě. Příklad je znázorněn na obr. 1

    Jednotlivé počítače jsou v tomto případě připojeny pomocí tzv. rozvětvovače. Výhodou je jednoduché rozšiřování sítě a poměrně velký dosah. Příklad je opět uveden a to na obr. 2.

    Kruhová topologie se vyznačuje tím, že jsou jednotlivé počítače propojeny přenosovým médiem (kabelem) do kruhu. To znamená, že signál postupně prochází přes všechny připojené počítače.

    Zásadní nevýhodou je především ta skutečnost, že připojení nového počítače je mnohem složitější a dále skutečnost, že porucha kteréhokoliv počítače v síti může způsobit nejen poruchu sítě, ale i havárie celé sítě. Příklad je uveden na obr. 3.

    Připojení počítače k místní síti je možné pouze tehdy, jsou-li k dispozici následující technické (HW) a programové (SW) součásti:

• přenosové médium (kabel)
• síťová karta (tzv. adaptér)
• obslužný program pro adaptér (tzv. driver)
• síťový operační systém

Většina současných výrobců sítí má snahu o to, aby jejich síť mohla spolupracovat s co největším množstvím ostatních (konkurenčních) sítí. Z těchto důvodů dochází ke snaze vytvořit síť (v rámci možností) modulární, aby byla možná co největší zaměnitelnost jednotlivých komponent od více výrobců. V praxi se tento trend dostal až tak daleko, že ve více sítích je možné použití síťových karet různých výrobců – příkladem je např. NOVELL. Výrobci sítí proto mají snahu své výrobky navrhovat tak, aby vyhovovaly tzv. VRSTVOVÉ STRUKTUŘE KOMUNIKACE V SÍTI podle doporučení organizace ISO.

Vrstvové členění komunikace v síti podle ISO

    Organizace pro standardizaci (ISO) vypracovala model, pomocí kterého je možné všechny činnosti a služby sítě rozdělit do 7 vrstev:

7 APLIKAČNÍ		APLIKAČNÍ PROGRAMY
6 PREZENTAČNÍ		PŘESMĚROVÁVAČ
5 RELAČNÍ		SÍŤOVÝ OPERAČNÍ SYSTÉM (NETBIOS)
4 TRANSPORTNÍ
3 SÍŤOVÁ
2 LINKOVÁ		DRIVER ADAPTÉRU
1 FYZICKÁ		ADAPTÉR, PŘENOSOVÉ MÉDIUM

    První a druhá vrstva je u sítí typu LAN tvořená adaptérem a jeho ovladačem (driverem). Vrstvy vyšší tvoří programové vybavení, tzn. síťový operační systém (NOS – Network Operating System).

    Technické vybavení je tvořené přenosovým médiem, síťovým adaptérem (síťová karta), u složitějších sítí opakovači a tzv. mosty (Bridge). Ve standardních případech se s pomocí technického vybavení realizuje úroveň první a část druhé vrstvy. Tyto vrstvy vlastně určují topologii a přístupovou metodu sítě. Mimo pasivních částí (kabeláž, zásuvky, propojovací kabely, rozvaděče, …) tvoří velmi důležitou součást topologie lokálních i rozlehlých sítí prvky aktivní. Již z názvu vyplývá, že se jedná o elektronická zařízení, která se aktivně podílejí na přenosu dat po síti (opakovače, koncentrátory, rozbočovače, přepínače, směrovače, …). Aktivní síťové prvky se používají všude tam, kde je žádoucí dosažení dále uvedených parametrů:

    To zajišťuje vlastní přenos dat mezi jednotlivými počítači v síti. Nejčastěji jsou používány tyto druhy přenosových médií:

Síťová karta – síťový adaptér

    V podstatě se jedná o rozšiřující desku, která je osazena integrovanými obvody (IO) velmi vysoké integrace (technologie VLSI). Jejím úkolem je realizace první, částečně i druhé vrstvy modelu ISO.

    Sběrnice karty je připojena na vnitřní sběrnici počítače v rozšiřujícím slotu. Karta tedy musí být kompatibilní s vnitřní sběrnicí počítače, která může být:

ISA

EISA

MCA (PS/2)

PCI

    Přenosové médium se ke kartě připojuje konektorem, který může být typu BNC, TWISTED-PAIR nebo CANON (některé karty mohou mít pouze jeden z uvedených typů konektorů).

    Síťová karta má za úkol zajišťovat tyto základní činnosti:

• převod vysílaných bitů do kódu přenášeném ve vedení (často se například používá kód Manchester II)
• určuje topologii sítě a přístupovou metodu
• zajišťuje synchronizaci vzorkovacích impulsů podle přijímaného signálu fázovým závěsem
• provádí kontrolu správnosti přijímaných paketů cyklickým kódem (CRC)

Na síťové kartě je obvykle ještě umístěno:

Paměť RAM – slouží jako vyrovnávací paměť pro přijímané pakety (běžně má velikost 16-32kB)

Paměť PROM – případně jen prázdnou patici – umožňuje BOOTování ze serveru

EPROM – tato paměť bývá použita pouze u některých typů karet a obsahuje vlastní síťový operační systém – NETBIOS

    Na obr. 4 a 5 jsou dva základní druhy síťových karet pro sběrnice ISA a PCI. Při instalaci síťové karty do počítače je možné (a velmi často nutné) nastavení řady parametrů. Například se jedná o základní adresu I/O portů, HW přerušení (IRQ), typ sběrnice, … U některých karet se tyto parametry nastavují přepínači přímo na kartě, u jiných se tyto parametry nastavují pomocí speciálního SW – tedy programově.

    Reálné předpoklady z porovnání sítí uvádějí, že se do budoucna prosadí sítě s koncepcí typu ETHERNET, které jsou v současné době nejrozšířenější a TOKEN RING, se kterou se počítá do budoucnosti.

    Vlastní instalaci sítě LAN je možno obecně rozdělit do několika bodů:

1. volba typu sítě, výběr komponentů a rozvržení sítě
2. Instalace kabeláže
3. Instalace síťových karet do počítačů
4. Instalace programového vybavení (síťový operační systém)

    Před instalací je nutný správný výběr typu (podle současných, ale i budoucích nároků na provoz sítě) sítě. Při rozhodování je vhodné přihlédnutí k jejímu použití a rozsahu. Síť ETHERNET je výhodná při nižším zatížení sítě, kdy poskytuje poměrně vysoký výkon. S nárůstem zatížení výkon (v důsledku vznikajících kolizí) klesá. Výhodou je cena a propracovanost této koncepce. TOKEN RING se s výhodou využívá hlavně v těch případech, kdy je vyžadována práce v reálném čase.

    V této fázi natáhneme kabelové rozvody mezi všemi počítači, které budeme do sítě připojovat. V případě větších vzdáleností nesmíme zapomenout na instalaci opakovače(ů) pro regeneraci signálu.

    Před vlastní instalací síťové karty do volné pozice na základní desce počítače je většinou nutné na síťové kartě nastavit některé parametry karty. Obyčejně se nastavuje adresa I/O portů, hodnota HW přerušení (IRQ), někdy typ sítě. Po tomto nastavení můžeme síťovou kartu nainstalovat do volného (a příslušného) slotu na základní desce v počítači a příslušným konektorem připojit kabel.

    Tento krok je (téměř vždy) nutno provést až po předcházejících úkonech. Po nainstalování příslušného (síťového) ovladače karty se nainstaluje příslušný síťový operační systém (SW). Konkrétní postup instalace se může lišit s různými typy síťových operačních systémů.

    Tyto sítě se vyskytují ve dvou základních provedeních

    Typický je tím, že používá tzv. žlutý kabel. Stanice jsou připojeny přes tzv. TRANSCEIVER kabely s maximální délkou do 50m. Transceiver obsahuje všechny obvody vysílače, přijímače a obvod detekce kolizí na vedení. Nevýhodou tohoto typu sítě je, že se poměrně těžko instaluje z důvodu malé ohebnosti žlutého kabelu (pro jeho průřez).

    Tento typ kabelů se používá především u levnějších typů sítí. Počítače se připojují pomocí tzv. T-konektoru (rozbočky). Kabel je podstatně tenčí a proto se s ním lépe manipuluje. Je i o dost levnější. Určitou nevýhodou je však to, že je méně odolný proti rušení.

d – průměr kabelu

Zo – obrazová impedance

b – tlumení při 8,5 MHz

Vc – rychlost šíření elektromagnetické vlny

Možnosti a omezení kabelů ETHERNET

Arizonská firma ARTISOFT se již delší dobu věnuje počítačovým sítím PC-LAN. Základní strategií firmy byl vývoj takového síťového operačního systému (typu PEER to PEER), který by byl nejen dostatečně výkonný, ale především cenově dostupný. První výsledky této strategie začaly být patrné na systému LANtastic verze 2.4.9, který měl naprosto minimální nároky na paměť a velmi nízkou cenu. Ke skutečnému průlomu na trh počítačových sítí došlo v roce 1990, kdy byla na veřejnosti předvedena verze 3.01. Tato verze okamžitě zaujala nejen počítačovou veřejnost, ale i odborníky a získala řadu prestižních ocenění od významných počítačových časopisů. Tato verze se stala produktem roku 1991 a vcelku nečekaně se rozšířila mezi uživateli na celém světě. V USA se dokonce stala velmi vážným konkurentem NETWARE, což přinutilo firmu NOVELL k okamžitému přehodnocení své strategie a uvedení na trh levnější varianty svých sítí – NOVELL NETWARE LITE.

Dále se na trhu objevila velmi úspěšná verze 5.00 (stále však ještě ignorující Windows). V současné době je na trhu verze 6.00, která pracuje jak pod OS MS-DOS, tak i pod OS MS-WINDOWS a má již integrovánu (jako jedna z mála sítí koncepce PEER to PEER) jak souborovou, tak i hlasovou poštu.

Nejnovější verze, která se v poslední době objevila je verze 7.00, která je určena pro Windows95 (je tedy 32bitová) a podporuje i fenomén doby – INTERNET.

    Dnes se nejčastěji setkáváme se sítěmi, které pracují s operačním systémem Windows9x, či WindowsNT. U takovéto sítě je ještě třeba brát ohled na HW stránku celé sítě. To je dáno minimálními požadavky těchto operačních systémů – 486DX/33, 8MB RAM. Uvedená konfigurace není minimální ale minimálně optimální. Windows9x a NT jsou 32bitové OS, a tedy podporují i tuto technologii 32bitového přístupu, navíc jsou to operační systémy multitaskingové a NT je dokonce systém víceprocesorový.

    Jelikož je v manuálu uvedeno, že tento OS plně rozpozná zařízení, která jsou tzv. PLUG&PLAY, měl by se při instalaci síťového adaptéru sám Windows postarat o jeho korektní začlenění do systému. Korektním začleněním je myšleno zavedení správného ovladače (driveru) a tím funkční uvedení síťového adaptéru pro jeho další použití. Zkušenější uživatel však nespoléhá na tuto vlastnost a konfiguraci adaptéru provádí sám.

    Nejprve je nutné v Ovládacích panelech Přidat nový HW. Pokud si chcete být jisti tím, že se síťový adaptér nainstaluje přesně podle pokynů od výrobce, pak zvolte možnost, kdy Windows nebudou detekovat nový HW, ale vy jej vyberete v seznamu. Novým HW je v tomto případě Síťový adaptér. Ke každému adaptéru by měl být dodáván ovladač (driver) na disketě či CD-ROMu. Windows Vám sice nabídnou seznam ovladačů, které jsou začleněny do instalace na CD disku Windows. Pokud ale vlastníte disketu od výrobce, pak je lepší použít ovladače z ní, neboť s největší pravděpodobností budou již aktualizované oproti ovladačům z Windows. Pokud náhodou u síťového adaptéru tyto ovladače nejsou, je možné vybrat ovladač z výše zmiňovaného seznamu. Zde pak doporučuji nainstalovat ovladač NE2000, který je univerzální. V tomto případě je ale nutné zjistit, zda instalovaná síťová karta tento standard podporuje. U starších síťových karet byl tento standard NE1000. Po správném nahrání ovladače do systému je uživatel vyzván k další konfiguraci sítě. Ta spočívá v zadání jména počítače, pracovní skupiny a jednoduchém popisu počítače (tato volba nemusí být vyplněna, je nepovinná).

    Síť se konfiguruje ve Vlastnostech sítě. Na kartě Konfigurace je pak třeba nastavit pár parametrů tak, aby pak byla síť funkční.

Jako první se většinou definuje Klient sítě. Ten se volí podle typu použité sítě. Dále se pak definuje adaptér (pokud již však není nadefinován automaticky). Poté se definují protokoly a nakonec služby. Protokoly jsou důležité pro správný chod sítě. Nejčastěji jsou používány IPX/SPX a TCP/IP. U starších síťových adaptérů bylo možné se setkat ještě například s NetBEUI. Pro Novellovské sítě se nejčastěji pak používá protokol Novell IPX ODI. Služby jsou nedílnou součástí síťování, ale zejména činnosti při provozu sítě. Je možné si vybrat služby, které zajistí Sdílení souborů a tiskáren jak v sítích Microsoft, tak i NetWare, nastaví počítač jako WWW server a podobně.

Další důležité nastavení je Sdílení souborů a tiskáren. Tato volba umožňuje zviditelnit ostatním účastníkům připojeným v síti sdílet vaše prostředky (Složky, Disky,…) a Tiskárny, Plottery, …. Pokud není nastaveno Sdílení souborů, pak nebude počítač vidět v seznamu Okolních počítačů, i když vše pracuje správně.

K důležitým nastavením patří nastavení protokolů, které bude síťový adaptér používat. Pokud se jedná o jednoduchou síť se schopností sdílení a malého Intranetu (či Internetu), pak je nutné mít obě hodnoty zapnuty. Tyto dvě hodnoty jsou dány přiřazenými protokoly, které buď přidal uživatel, nebo byly přidány automaticky při volbě Klienta sítě.

Mezi poslední nastavení patří nastavení protokolů. My se zde zmíníme pouze o nastavování protokolu TCP/IP, které je složitější a je zde více pojmů, než u nastavování ostatních protokolů, které bývají nastaveny automaticky.

    Ve vlastnostech protokolu TCP/IP je možno provést velkou spoustu nastavení. Vezmeme si tedy jedno po druhém a osvětlíme si jednotlivé možnosti. Na kartě Adresa IP, je možné zadat IP adresu daného počítače.

    IP adresa počítače je jeho 32bitová adresa (32bitové číslo), která je složena ze 4 částí z nichž každá obsahuje 8-mi bitovou informaci (proto žádné z těchto čtyř čísel nesmí být větší než 255). Tato 32bitová adresa má dvě části. Jedna identifikuje jednotlivý počítač, druhá pak síť, ke které počítač náleží.

Jak jsme se již dozvěděli, IP adresa jednoznačně identifikuje počítač. I když je v částečně čitelném tvaru (čtyři čísla oddělená tečkou), pracuje se s ní poměrně složitě. Protože se každá IP adresa vztahuje k jednomu konkrétnímu počítači, bylo poměrně jednoduché vytvořit na Internetu systém pro pojmenování hostitelů. Postupem času se vyvinula přesně definovaná množina pravidel pro pojmenování počítačů spolu se službou pro vyhledávání jmen. Tato pravidla a vyhledávací služba se spolu nazývají Systém pojmenování domén – DNS. Doména je potom pojmenovaná skupina hostitelů sítě, a pokud znáte jméno počítače a to, do které domény náleží, je určitě jednodušší si představit, kde se na Internetu nachází, než kdybyste měli jen jeho IP adresu.

    Na kartě konfigurace DNS je možné nastavit zda se DNS bude využívat či ne. V případě že ano, jsou k dispozici prvky, které je nutno nastavit a uvést tedy činnost DNS do provozu. Z toho vyplývá, že náš počítač se bude jmenovat:

160.217.217.6
nebo
chirurgie12.hospital.nebe.cz

To by bylo ke konfiguraci protokolu TCP/IP vše. Nyní je možné znovu nastartovat systém. Potom bude na pracovní ploše ve Windows9x zobrazena ikonka Okolních počítačů, kde je s pomocí pravého tlačítka možno provádět spoustu užitečných operací. Je možné připojit k vašemu počítači síťovou jednotku, která se poté bude chovat, jako další disk uvnitř počítače, ale co je důležité, je možné (a zároveň nejrychlejší) měnit vlastnosti sítě o kterých jsme se zmiňovali doposud. Síťové vlastnosti je též možné upravovat přes Panely nástrojů.

    Pokud se chceme podívat, jaké počítače jsou zrovna v síti k dispozici, pak se stačí podívat přes ikonu Okolních počítačů, kde se nám ukáže jednak seznam počítačů v dané pracovní skupině a navíc ještě položka Celá síť, která nám zobrazí všechny pracovní skupiny, které jsou v dané síti vytvořeny.

Sdílení je možné nastavit s pomocí pravého tlačítka myši na objektu, který má být sdílen. Uživatel poskytující sdílenou složku je pak vybízen k nastavením, které bude daná složka mít. Je možné provést i ochranu heslem proti nepovolaným uživatelům. Podle zadaného hesla bude přiřazen i příslušný přístup k datům. Pokud chcete, aby byla daná složka přístupná všem bez hesla, heslo neuvádějte. V opačném případě jste dotázání na zopakování zadaného hesla a tyto vlastnosti se posléze nastaví dané složce.

Sdílená složka je pak označena jako ikona na následujícím obrázku

Na závěr ještě jedna malá poznámka:

“Kupujte pouze síťové produkty od renomovaných firem a výrobců, předejdete tak spoustě problémů, které se mohou vyskytnout při instalaci sítě”.