Reklama

Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Vážení občané, vzácní hosté, s daty je to prosté: od pantáty vedou dráty do žárovky nade vraty. Odtud síť se přelévá do stodoly, do chléva...  Přesně tato slova výborně popisují princip, jakým počítačové sítě fungují - zkrátka a jednoduše vše je propojeno se vším, každý s každým. Ale zase až takhle jednoduché to pochopitelně není.

Co je to vlastně počítačová síť? Ano, hádáte správně – je to souhrnné označení technických prostředků, které zajišťují spojení a výměnu informací mezi počítači. Dovolují tedy jejich uživatelům vzájemnou komunikaci podle určitých pravidel, typicky výměnu zpráv nebo společné využívání služeb.
 
Počítačové sítě jsou zde s námi již opravdu dlouho – první pokusy o vzájemnou komunikaci počítačů se vědecké laboratoře pokoušely již v šedesátých letech minulého století. Od prvních primitivních pokusů byly vyvíjeny stále spolehlivější technologie, které společně nazýváme komunikačními protokoly. Z nich se nejvíce prosadila dvojice protokolů TCP/IP, které jsou základním stavebním kamenem největší počítačové sítě současnosti, Internetu.
 
Největší výhodou internetu je jeho decentralizovaná architektura, díky které nemá žádné snadno zničitelné centrum a používá pro přenos dat přepínání paketů – to znamená, že data putují v síti po malých samostatných částech, které jsou směrovány do cíle jednotlivými uzly sítě. V cíli jsou zkontrolovány, zda dorazily v pořádku a ve správném pořadí, a jsou zpět složeny do původní podoby.

Historie internetu
Ačkoli se to nezdá, je zde s námi internet pěkných pár desítek let. První myšlenku na vytvoření celosvětové počítačové sítě můžeme najít již v roce 1946, teprve až v roce 1958 však byla založena vývojová agentura ARPA, která měla za úkol funkční síť vytvořit. Ta 29. října roku 1969 spustila funkční síť Arpanet, která spojovala univerzitní počítače na čtyřech místech Spojených států Amerických. Arpanet fungoval až do roku 1991, kdy přijal spoustu tehdy aktuálních technologií v čele z dnes nejpopulárnější službou WWW a proměnil se na internet, který známe dnes.

Více typů sítí

Počítačové sítě můžeme dělit podle nejrůznějších kritérií: podle druhu přenášených signálů (digitální nebo analogové), podle typu přepojování (komutační nebo paketové) nebo podle jejich rozlohy. Právě z hlediska rozlohy se používá v současnosti nejběžnější rozložení na čtyři základní skupiny:

Reklama

•    LAN - Local Area Network, lokální sítě
Spojují uzly v rámci jedné budovy nebo několika blízkých budov, vzdálenosti stovky metrů až km (při použití optiky). Nejčastěji je dnes používána technologie Ethernet.

•    MAN - Metropolitan Area Network, Metropolitní sítě
Propojují lokální sítě v městské zástavbě, slouží pro přenos dat, hlasu a obrazu. Spojuje vzdálenosti řádově jednotek až desítek km.

•    WAN - Wide Area Network - rozsáhlé sítě
Spojují LAN a MAN sítě s působností po celé zemi nebo kontinentu, na libovolné vzdálenosti.

•    PAN - Personal Area Network - osobní síť
Jedná se o velice malou počítačovou síť (například Bluetooth, IrDA nebo ZigBee), kterou člověk používá pro propojení jeho osobních elektronických zařízení, jakými jsou např. mobilní telefon, PDA, notebook apod.
Ve svém běžném životě se budete nejčastěji setkávat se dvěma sítěmi: lokální LAN sítí a veřejnou WAN. Stejné popisky najdete například na vašem síťovém switchi nebo modemu od poskytovatele a nyní víte, co tyto zkratky znamenají - že do portů označených zkratkou WAN zastrčíte kabel vedoucí do internetu a do portů označených LAN pak připojíte vaše domácí (tedy lokální) počítače a zařízení.
 
Slovo zařízení používám úmyslně, protože do lokální sítě nemusíte připojovat pouze své počítače nebo notebooky, ale také další zařízení, jako je například tiskárna, herní konzole, multimediální přehrávač nebo VoIP telefon.

Z jakých prvků se staví síť?

Ve své domácí síti musíte mít hned několik prvků, bez kterých se neobejdete. Ve většině případů jde o následující:

•    Směrovač (Router)
Je v počítačových sítích aktivní síťové zařízení, které procesem zvaným routování (směrování) přeposílá datagramy směrem k jejich cíli. Netechnicky řečeno, router spojuje dvě sítě a přenáší mezi nimi data. Router se podstatně liší od switche, který spojuje počítače v místní síti. Rozdílné funkce routerů a switchů si lze představit jako switche coby silnice spojující všechna města ve státě a routery coby hraniční přechody spojující různé země.

•    Přepínač (Switch)
Je aktivní síťový prvek, propojující jednotlivé segmenty sítě. Switch obsahuje větší či menší množství portů (až několik stovek), na něž se připojují síťová zařízení nebo části sítě.

•    Bezdrátový přístupový bod (Access Point)
Zařízení, ke kterému se klienti připojují. Klienti spolu nekomunikují přímo, ale prostřednictvím přístupového bodu, takže mohou být jednodušší a nemusí být ve vzájemném rádiovém spojení.

Typická počítačová síť využívající všech těchto zařízení pak vypadá takhle: kabel od poskytovatele internetového připojení je buďto přímo, nebo prostřednictvím kabelového modemu přiveden na WAN konektor směrovače. Ten je prostřednictvím LAN konektoru připojen k přepínači, do kterého jsou zapojeny všechny lokální počítače. Do něj je připojen také přístupový bod bezdrátové sítě, se kterým komunikují Wi-Fi zařízení.

Lokální síť však neznamená jen počítače připojené prostřednictvím obyčejných síťových kabelů. S přelomem století se začaly stále více prosazovat také bezdrátové počítačové sítě postavené na bázi některého ze standardů IEEE802.11, zjednodušeně zvané jako Wi-Fi. Dnes je podpora této technologie zcela běžnou součástí i těch nejlevnějších notebooků i spousty mobilních telefonů.
 
Abyste mohli svou domácí síť rozšířit o možnost bezdrátové komunikace, musíte si zakoupit bezdrátový přístupový bod, anglicky zvaný Access Point. Dostupné produkty se liší mnohým: jak dosahem (který určuje počet a výkonnost antén), tak i použitým standardem.
 
V současnosti se totiž můžete na trhu setkat se třemi standardy IEEE 802.11. Tyto standardy jsou označovány malým písmenem přidaným za toto číselné označení a kromě specifického 802.11a jsou nejběžnějšími 802.11b, 802.11g a 802.11n. První z nich, a sice 802.11b je již velmi staré (a také velmi pomalé) a jeho nákup se rozhodně nevyplatí. O něco lepší je to se standardem 802.11g, který je již dostatečně rychlý pro sdílení internetového připojení, pro přenosy většího množství dat v místní síti však ani on nedostačuje. Pro rychlou práci s daty potřebujete přístupový bod podporující novou technologii 802.11n, která se v některých situacích dokáže rychlostně vyrovnat s klasickou kabelovou sítí. Stále však mějte na paměti, že kabel je zkrátka kabel - stojí pár korun a nabídne vám vždy tu nejvyšší možnou rychlost.

Rychlosti sítí

Jakých rychlostí dnes lokální sítě dosahují? Záleží na tom, zda používáte sítě kabelové nebo bezdrátové. Začněme sítěmi kabelovými:

•    10 Mb/s
Nejstarší přenosová rychlost, dnes se již nepoužívá kvůli její přílišné pomalosti.

•    100 Mb/s
V současnosti nejrozšířenější přenosová rychlost, dostačuje pro většinu běžných činností.

•    1000 Mb/s
Nejvyšší rychlost, které se v současnosti začíná prosazovat. Představuje v současnosti špičku, kterou můžete v domácnosti mít.

Zatímco u kabelových sítí je to s přenosovými rychlostmi jednoduché (zkrátka uváděné rychlosti vždy dosáhnete), u bezdrátových sítí je to zcela naopak. Za prvé není rychlost všude stejná (se vzrůstající vzdáleností od přístupového bodu se rychlost snižuje), navíc udávané rychlosti výrobci nikdy nedosáhnete. Proč? Protože Wi-Fi je přenos typu half-duplex (to znamená, že zařízení v jednu chvíli buďto vysílá nebo přijímá, nedokáže provádět obojí komunikaci současně) a výrobci udávají rychlost coby součet obou směrů. Pokud tedy je udávaná rychlost na krabici s přístupovým bodem 54 Mb/s, teoreticky nejvyšší dosažitelná rychlost, kterou bude zařízení komunikovat, je poloviční: tedy nanejvýše 27 Mb/s. A navíc je tato rychlost udávaná na nejnižší síťové vrstvě, tudíž prakticky využitelná rychlost bude ještě přibližně o deset procent nižší. Nyní již víme, jak na rychlosti nahlížet a můžeme si je vypsat:

•    IEEE 802.11b - rychlost 11 Mb/s (reálná 5,5 Mb/s)
Nejstarší a velmi pomalá, nevyhovuje pro současné potřeby.

•    IEEE 802.11g - rychlost 54 Mb/s (reálná 27 Mb/s)
V současnosti nejrozšířenější, vhodná ale jen pro sdílení internetového připojení.

•    IEEE 802.11n - rychlost 300 Mb/s (reálná 150 Mb/s)
Nejnovější standard a nutnost pro práci se vzdálenými soubory. V ideálních podmínkách může být srovnatelná se 100 Mb/s sítí lokální.

To však není z oblasti Wi-Fi sítí vše, protože se vzájemně odlišují také použitou frekvencí. Až doposud všechny používali jednotné pásmo 2,4 GHz, které je již zcela přeplněno a jednotlivé sítě se tak navzájem zpomalují. Proto začínají nejnovější zařízení používat frekvenci 5 GHz, kde vzájemné zpomalování nehrozí. Vyplatí se tedy za zařízení podporující tuto frekvenci připlatit.

Článek vychází z aktuálního vydání časopisu ExtraPC 11/09

Průměr: 3.5 (52 hlasy)

Komentáře

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Dobrý námět na článek, bohužel realizace trochu pokulhává. Řekl bych, že normální BFU, které by se chtělo ze článku něco dozvědět, by se v něm dost rychle ztratilo. Chtělo by to IMHO trochu víc polopatičnosti a míň věcí, které mohou být pro neznalého člověka zavádějící.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Tak a teďka vůbec nevím :-D

Když mám tedy 2 počítače a 1 notebook, tak co si mám koupit ke svému současnému modemu, ke kterému je připojeno jen jedno pc, abych mohl provozovat internet na všech 3 zařízeních?

switch, router nebo co?

přičemž notebook pojede přes wifi

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Řekl bych router. Switch použiješ většinou až za routerem, když potřebuješ rozšířit stávající síť (typický příklad - máš doma ADSL modem/router se 4mi LAN porty a koupíš si pátý počítač - v tu chvíli se ti hodí switch.)

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Z prispevku tazatele nevyplyva zda se jedna o modem spojeny s PC pres sitovou kartu (pak se s routerem da souhlasit), nebo spojenym pres USB (s takovym si nejspis router neporadi).

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Varianta 1:
ADSL Modem, ktorý ma len jeden port RJ-45. Vtedy určite si kúp ADSL Wi-Fi Router. Určite za ten modem nestrkaj switch. Fungovalo by to, ale ako u mna, ten modem môže mať veľké problémy s routingom čo bude mať za následok neustále výpadky.
Varianta 2:
USB Modem = kúp ADSL Wi-Fi Router.
Varianta 3:
ADSL Modem/Router. Vtedy stačí dokúpiť len switch, ale keďže chces Wi-Fi na notebook, Tak si kúp ADSL Wi-Fi Router.

Myslim, že jednoznačný výsledok.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Pokud jde ve zminovanem pripade o ADSL pripojeni k Internetu.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Tak pokiaľ ma domo pritiahnutú len nejaku erje45-ku, tak čisto Wi-Fi Router.

A tak by bolo dobré uviesť, aké pripojenie vlastníš.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Máme připojení od UPC, dostali jsme modem s jednou linkou pro internet a 2 telefony. Tel nepoužíváme. K počítači vede klasická linka, ne usb.

Druhý počítač není připojený k internetu. Notebook plánujeme. Taky máme mobil s wifi.

Přičemž bych rád zprovoznil internet v druhém pc, notebook využije wifi a stejně tak mobil.

Mám vybráno toto: D-Link DIR-600

Podle všeho je to takový základní model za dobré peníze, pokud by byl ale lepší switch, tak se návrhům nebráním....

Případně jaký jiný router ve stejné cenové relaci doporučíte. Počítače používají Win XP SP3 a W7x64 RC, NB bude mít W7x64 Pro nebo HomePre

Ještě bych rád nějakou rezervu, co se týče rychlosti internetu...nyní máme cca 25MB, tak ať při zrychlování není router brzdou...

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

Neviem, ako to má UPC v CZ koncovku, ale tak bude stačiť, pokiaľ za modem dáš router a máš vystarané. Brzdou určite nebude. Inak ja osobne preferujem značku Netgear, ale s D-linkom nemám zlé skusenosti.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

i modem muze obsahovat funkci router. bohuzel netusim, co UPC dava zakaznikum, ale predpokladam, ze to bude ciste jen modem. D-Link DIR-600 lze pouzit, ale rekl bych, ze bude nutne po pripojeni restartovat modem kvuli registraci MAC adresy routeru.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

UPC dává momentálně dva druhy modemů, podle toho jeslti jde jen o internet nebo jestli se tam ještě řeší TV. (možná mají nějakou lepší variantu z apříplatek, ale tomu bych se stejně radši vyhnul). Každopádně oba běžně dodávané typy jxou obyčejné modemy, takže je nutno koupit router, switch by nestačil. Oba modemy mají RJ45 a po připojení kamkoliv, jak do WAN portu na (wifi)routeru tak k síťovce koncového zařízení internet ihned jde, restartu netřeba ;)

Mám tyhle UPC modemy rád, fungují a drží. Když si vezmu ty ADSL hrůzy od telefonicy... brrr....

Já doma používám k routrování už poměrně starý D-635 Rangebooster od D-Linku. Modem je do něj zapojený už pěkně dlouho a nevím co je výpadek připojení.

Že by rychlosti v síti byly nějak závratné (i při použití draft n) se sice říct nedá, 635 má dobré pokrytí a dobré možnosti zabezpečení.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

UPC nabízí za určitý měsíční poplatek poskytnutí wi-fi modemu / routeru, tudíž byste spojil vše do jednoho zařízení. Na druhou stranu, ceny routerů začínají již na pětistovce a třeba já používám TP Link 542G (nyní v prodeji 543G za cenu 500 - 600 Kč viz. zbozi.cz) a přestože mnozí tuto značku zatracují, tak já s ním nemám nejmenší problém. Má chipset Atheros, umí AP, Client, Routing Client, šifrování WPA2 a nastavení je za pět minut hotové, signál je silný i přes stěnu a na pokrytí bytu o cca 80 m2 stačí bohatě.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

No... UPC mám, takže můžu komentovat.

1) Výstup končí standardním síťovým kabelem, tj. RJ-45
2) Stačí jakýkoliv router, za sebe bych koupil asi router Asus RT-N10 (má v sobě integrované Wifi standardu N - tzn. nejrychlejší standard, co existuje, více v článku)
3) S ASUS routery mám dobré zkušenosti, jedou bez problémů.
4) UPC již MAC adresy nejméně dva roky nekontroluje, ovšem po výměně zařízení (= jiná MAC adresa) se možná musí restartovat modem... to je asi tak vše.
5) Jediný možný problém je, že se v routeru musí nastavit hostname, jinak mi UPC nepřidělilo IP adresu (aspoň takhle to bylo u mého WL500g, kde to v administraci najdeš v kolonce IP Settings -> WAN & LAN)

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

4) UPC kontroluje počet MAC adres. Např. UPC Fiber Power 30 má uvedeno, že možné připojit až 3 počítače, tj. zde by teoreticky stačil SWITH. Na druhou stranu toto z důvodu bezpečnostních a kvůli nastavování interní sítě velmi nedoporučuji. Jak bylo psáno, po změně MAC adresy (výměna zařízení nebo jen ruční přepsání) je třeba vypnout a zapnout modem (stačí vytáhnout napájení asi na 10-20s). Mimo jiné po změně MAC obdržíte novou WAN IP adresu.
5) S tímto zkušenosti nemám. Stačí v routeru nastavit u WAN, že se jedná připojení typu "Static/Dynamic IP" a nechat vše ostatní na automatice...

Já mám dobrou zkušenost s "DrayTek Vigor2910 VG". Má prakticky vše na co si vzpomenete.

Re: Jak fungují počítačové sítě (pro začátečníky)

4) Jasně, počet kontroluje (= souvisí to s počtem IP adres atd...), ale jde o to, že nekontroluje MAC adresu, takže si tam můžeme připojovat různé zařízení :-)