Síťové prvky Flashcards
Síťové prvky
Pojmem síťové prvky označujeme všechna zařízení (prvky) připojené do počítačové sítě, která přijímají a vysílají data.
Rozdělení síťových prvků
Aktivní x Pasivní
Aktivní síťové prvky vysvětlení
Pod pojem „aktivní síťové prvky” se v dnešní době zařazují všechna zařízení, která slouží potřebám vzájemného propojování v počítačových sítích. „Aktivní síťový prvek” je všechno to, co nějakým způsobem aktivně působí na přenášené signály – tedy je zesiluje a různě modifikuje.
Aktivní síťové prvky jaké jsou
Repeater – Opakovač Hub – Rozbočovač Switch – Přepínač Bridge – Most Router — Směrovač Gateway – brána
Repeater — opakovač (1. vrstva)
Elektronické zařízení, které funguje jako zesilovač signálu přenášející informaci. Kvalita signálu se s narůstající vzdáleností ztrácí, proto signál “nastavujeme” repeatery, aby se “zopakovala” kvalita signálu, kterou měl na začátku a dosáhl tak delší vzdálenosti.
Zároveň čistí tento signál od deformací a zkreslení. Tak se zvyšuje dosah média bez ztráty kvality a obsahu signálu. Repeater nemá žádnou paměť – vše co přijme, zesílí a odešle “bez rozmyšlení” hned dál. Repeatery pracují na první vrstvě modelu ISO/OSI (= na fyzické vrstvě, neboť pracují přímo s elektrickým signálem)
HUB – rozbočovač (1. vrstva)
Tento prvek umožňuje počítačovou síť větvit
Dnes už nahrazen modernějšími switchi
Chová se stejně jako opakovač, zkopíruje všechna data, která mu přijdou na port, těm pak zesílí jejich signál a rozešle je na všechny porty kromě zdrojového, a to bez ohledu na to, kterému portu data patří. Dochází tak k přetěžování sítě. Stejně jako repeater pracuje hub na první vrstvě modelu ISO/OSI.
HUB – rozbočovač (1. vrstva) - VÝHODY/NEVÝHODY
Výhody: nízká cena, malá latence
Nevýhody: velké množství kolizí, nelze zároveň přijímat a vysílat data
Switch – přepínač (2. vrstva)
Switch nahradil starší zařízení hub (rozbočovač) a také bridge (most). Hub pracuje na Linkové vrstvě a je velice jednoduchý, veškerý provoz (rámce), který přijde na jednom portu, odešle na všechny ostatní porty (mimo příchozího). v dnešní době se již snad s huby v praxi nesetkáme. Výhoda switche je v tom, že již většinu provozu nerozesílá všude, ale pouze tam, kde se nachází příjemce.
Jak funguje switch?
komunikuje na základě MAC adres (12 hexadecimálních číslic), které jsou uložené v CAM (Content Addresable Memory) tabulce
Možné zápisy MAC adres: 01:23:45:67:89:ab | 01-23-45-67-89-ab | 0123.4567.89ab
Protože switch pracuje na 2. vrstvě, tak přistupuje k MAC adresám a podle nich rozesílá provoz.
Když přijde nějaký rámec, tak si přečte zdrojovou MAC adresu a v paměti si sestavuje CAM tabulku portů a MAC adres, které se za nimi nachází. Potom se podívá na cílovou MAC adresu a hledá ji v CAM tabulce. Pokud ji najde, tak odešle rámec na daný port. Pokud záznam pro tuto adresu nemá, tak rámec odešle na všechny porty mimo příchozího (většinou pak brzy přichází odpověď, takže takto odeslaných rámců není mnoho)
V dnešní době existují switche, které pracují na pomezí 2. a 3. vrstvy modely ISO/OSI a které routují provoz rychlostí srovnatelnou s rychlostí linky
Z důvodu rychlosti existuje několik metod, jakými switch přeposílá rámce
STORE & FORWARD
CUT-TROUGH
FRAGMENT FREE
ADAPTIVE SWITCHING
STORE & FORWARD
ulož a pošli
nejprve přijme celý rámec, uloží do bufferu, ověří kontrolní součet a potom ho pošle nebo zahodí
velká latence
CUT-TROUGH
rámce odesílá ihned po přijetí, neprovádí kontroly => nezjišťuje vadné Rámce => šíří kolize
malá latence
musí mít stejné rychlosti obou spojených portů
FRAGMENT FREE
princip cut-throught
kontroluje prvních 64 B každého rámce
v případě kolize rámec nepustí
ADAPTIVE SWITCHING
Switch, který využívá předchozí metody v závislosti na okolnostech
Defaultně využívá metodu cut-throught, zvýší-li se však množství chyb v přenosu na některém portu switche, dojde právě k adaptivnímu chování switche a ten pak používá metodu store & forward
Bridge – most (2. vrstva) + VÝHODY/NEVÝHODY
Zařízení, které fyzicky umožňuje spojení a následné sdílení informací přes tzv. bránu (=gateway) mezi více počítačovými sítěmi. Je protokolově nezávislý
Dále také konvertuje data do formátu, se kterým je síť schopná pracovat.
Výhody: levnější než router, transparentní k protokolům z vyšších vrstev
Nevýhody: dražší než opakovač, vyšší latence než opakovače (z důvodu čtení MAC adresy)
Mosty používají 2 základní metody propojování sítí
Transparent bridging (transparentní přemosťování) Source route bridging (zdrojové směřování)
Transparent bridging (transparentní přemosťování)
Používané pro ethernet sítě
Ze začátku neví, jak jsou stanice rozložené, postupně je schopen se naučit jejich rozmístění
Source route bridging (zdrojové směřování)
Používané pro token-ring sítě
Stanice si na začátku dříve, než odešle paket, musí zjistit, kde se cílová stanice nachází
Router — směrovač (3. vrstva)
Zařízení propojující sítě, které pracují se stejným síťovým protokolem — nejčastěji IP
Přenáší pakety tou nejlepší možnou cestou k cílovému hostiteli.
Oproti switchi je pomalejší – paket musí totiž nejprve načíst do své vyrovnávací paměti a až poté se rozhodne, co s ním bude dál dělat.
Routing – činnost, kterou provádí router, v běžné řeči = routování
Jedná se o techniku, která propojuje jednotlivé sítě (subnety)
Pro Routing byl původně určen router, v dnešní době je nahrazen L3 Switchemi, firewally nebo pouze servery
Dělení routovacích protokolů
Do routovací tabulky se vytváří několik typů záznamů cest (route), záleží na tom, jakým způsobem vznikly. Pakety jsou podle toho směrovány jedním ze základních způsobů routování:
Statické routování
Dynamické routování
Defaultní routování
Statické routování
ručně zadané cesty (záznamy v routovací tabulce), bezpečné a dobré, ale nereflektuje změny v topologii sítě
Dynamické routování
síť se automaticky přizpůsobuje změnám v topologii a dopravě, automaticky se vypočítávají cesty pomocí routovacího protokolu
Defaultní routování
pokud neexistuje jiná cesta, tak se použije defaultní
Dynamické routovací protokoly
distance-vector routing protocol, Iink-state routing protocol. Dále dělíme dynam. rout. protokoly podle toho, zda jsou určeny pro nasazení uvnitř lokální sítě (přesněji řečeno uvnitř autonomního systému — AS): IGP, EGP => interior/exterior gateway protocol
Gateway – brána (7. nebo 4. vrstva)
V počítačové síti má nejvyšší postavení
Brána propojuje dvě sítě pracující s odlišnými komunikačními protokoly
Vykonává tedy i funkci routeru, a proto ji řadíme v posloupnosti síť zařízeních nad router
Na sedmé vrstvě provádí konverzi mezi dvěma aplikačními protokoly. Na transportní vrstvě pracuje přímo s datagramy a transformuje je z jedné sítě do datagramů druhé sítě (SOCKS).
Pasivní síťové prvky
Pasivními síťovými prvky označujeme především datové rozvaděče, které fyzicky přenášejí data do počítače.
Jsou to například: konektory, kabely, zásuvky
Kabely
Metalické
Optické
Metalické
Koaxiální kabel
Kroucená dvojlinka
Koaxiální kabel
Je tvořen dvěma vodiči – první tvoří středovou žílu a druhý tvoří izolační vrstvu kolem prvního. Celý kabel je ještě zvenku obalen plastovým obalem. Lze jím přenášet stejnosměrný proud, stínit nízkofrekvenční signály, ovšem nejčastější funkcí koaxiálního kabelu je přenos elektromagnetického vinění o vysokém kmitočtu. Existují dva druhy koaxiálního kabelu – tlustý a tenký.
Kroucená dvojlinka
Je tvořena 4 páry vodičů, Důvodem kroucení vodičů je zlepšení elektrických vlastností kabelu. Minimalizují se takzvané přeslechy mezi páry a snižuje se propustnost mezi dvojlinkou a jejím okolím, tj. je omezeno vyzařování elektromagnetického rušení do okolí i jeho příjem z okolí. Oba vodiče jsou v rovnocenné pozici, a proto kroucená dvojlinka patří mezi tzv. symetrická vedení.
Přenosová rychlost se pohybuje cca v 1 GB/s až 10 GB/s
UTP – kroucená dvojlinka bez stínění
FTP – stíněná kroucená dvojlinka (hliníkovou nebo měděnou folií)
STP – kroucená dvojlinka drátěnou síťkou
Optické
Optické vlákno je skleněné nebo plastové vlákno, které prostřednictvím světla přenáší signály
Přenosová rychlost se pohybuje od 40 GB/s do 110 GB/s
Dělení:
Dle jádra:
Plastové vlákno
Skleněné vlákno
Podle technologie přenosu:
Single Mode – data se přenáší pomocí jednoho paprsku, slabší průměr jádra a delší dosah
Multi Mode – přenos více paprsků naráz, větší průměr jádra a menší dosah
