Spojovaný přenos:
Nespojovaný přenos:
Proudový přenos (streaming):
Blokový přenos:
Přepojování okruhů (Circuit Switching):
Přepojování paketů (Packet Switching):
Spolehlivý přenos:
Nespolehlivý přenos:
Garantované přenosy:
Negarantované přenosy (Best Effort):
Optické vlákno:
PON (Pasivní optická síť):
Bezdrátová optická komunikace:
Druhy kabelů:
Konektory:
Výpočetní model
model (představa) toho:
je závislý na: možnostech SW/HW, ne/dostupnosti sítě, preferencích uživatele a výrobce, …
vývoj:
Desktop computing = vše na uživatelském PC, aplikace a data přímo v PC, síť jen pro přenos a komunikaci
XNetwork-centric computing = vše v síti (je primární), nižší náklady na správu a údržbu,
Tenký klient NC = Network Computer, aplikace staženy až dle potřeby pak hned výmaz, opakované stahování, levná správa, malé nároky na HW
X
Tlustý klient PC = dopředu nainstalovány základní aplikace, rychlejší pro práci, vyšší náklady na správu a nutná vyšší výkonost PC
Webové aplikace = část aplikace v browseru (třeba GUI logic) část v síti (aplikační logika, data), browser jako tenký klient
RIA (Rich Internet Applications) = lepší webové aplikace (stahovaná část na úrovni vlastní aplikace, uživatelský komfort), např. Google Docs
Streaming aplikací = vylepšený NC, progresivní stahování (po částech, na pozadí) => rychlejší, např. MS Office 365
Aplikační servery = výpočetní model Server-Based Computing, výstupy v rastrové grafice, GUI, maximální centralizace, malé nároky na KZ
Cloud = komoditní výpočetní služba dostupná (zpravidla) přes webové rozhraní
Síťová paradigmata
Proudový přenos = přenášená data souvislý proud bez členění (jak roura), 1 příjemce + 1 odesílatel
Blokový přenos = data členěna na bloky, které mohou mít identifikační údaje příjemce/odesílatele
Přepojování okruhů (circuit switching) = mezi komunikujícími stranami se vytvoří souvislý a vyhrazený přenosový okruh (garantuje přenos)
Přepojování paketů (packet switching) = k přenosu dat ve formě paketů se využívá celá dostupná přenosová kapacita (bez vyhrazení)
Spojovaný přenos = komunikující strany mezi sebou nejdřív navážou spojení, proběhne přenos dat, na konci se spojení zase rozváže
Nespojovaný přenos = nenavazuje se předem spojení, komunikace probíhá skrze zasílání samostatných zpráv (datagramů)
Spolehlivý přenos = dokáže detekovat chybu v přenosu a postarat se o nápravu (ale vznikají prodlevy)
Nespolehlivý přenos = nenapravuje chyby, pokračuje dál v přenosu a případná poškozená data zahodí, levnější druh přenosu
Garantované služby = garantují, že bude dostatek zdrojů pro přenos dat -> potřebné zdroje jsou dopředu vyhrazeny (drahé)
Negarantované služby = negarantují, že bude vždy dostatek zdrojů, některé pakety se mohou zahodit kvůli nedostatku
Best Effort = princip krácení dat u negarantovaných služeb, všechna data se krátí rovnoměrně (např. TCP/IP)
QoS (Quality of Service) = jakékoliv jiné fungování sítě než Best Effort
Paradigma chytré sítě = telekomunikační sítě (svět spojů), garantovaný, spojovaný a spolehlivý přenos
Paradigma hloupé sítě = počítačové sítě, styl Best Effort, obvykle přepojování paketů, nespojovaný a nespolehlivý přenos
Konvergence = snaha budovat společné sítě telekomunikační a počítačové
Mooreův zákon = výpočetní kapacita se zdvojnásobuje každých 18 (24) měsíců
Gilderův zákon = přenosová kapacita se ztrojnásobuje každých 12 měsíců
Taxonomie (klasifikace) sítí
Distribuční síť = stejný obsah všem příjemcům (např. distribuce TV vysílání)
Síť s přepojováním = okruhů nebo paketů, přenos cíleně k jednomu příjemci
Páteřní (transportní) síť = propojuje pár centrálních lokalit, dnes obvykle optika, u datových i telekomunikačních sítí
Přístupová síť = rozvádí síť ke koncovým uživatelům, musí být velmi hustá
Poslední/první míle (to samé z obou pohledů) = úsek mezi vyústění páteřní sítě (POP) a místem výskytu zákazníka (CP)
Virtuální síť (VPN) = chová se jako privátní, ale je na infrastruktuře poskytovatele
PAN (osobní síť <10m), **LAN** (lokální síť 10m-1km – budova, areál), **MAN** (metropolitní síť 1-100km), **WAN** (wide area = rozlehlá síť >100km)
Intranet (pro interní potřeby vlastníka, třeba firmy), extranet (pro vnější potřeby vlastníka, třeba marketing, dnes skrze Internet)
Vrstvy
| Referenční model ISO/OSI | Rodina protokolů TCP/IP | |
|---|---|---|
| L7 | Aplikační | Aplikační |
| L6 | Prezentační | |
| L5 | Relační | |
| L4 | Transportní | Transportní |
| L3 | Síťová | Síťová |
| L2 | Linková | Vrstva síťového rozhraní |
| L1 | Fyzická |
Vertikální komunikace = vrstva může využívat služeb vrstvy pod ní, komunikují jen sousedící vrstvy
Horizontální komunikace = mezi uzly v síti v rámci jedné vrstvy
Protokoly = definují pravidla komunikace mezi uzly ve vrstvě (postupy a formáty předávaných dat)
Obecný formát dat = blok dat (paket, buňka) dělený na hlavičku (informace o příjemci/odesílateli, typu apod.) a tělo (přenášená data)
Síťová architektura = konkrétní představa o počtu a funkcích vrstev a o užívaných protokolech (např. TCP/IP)
Síťový model = pouze představa o vrstvách a jejích úkolech, bez protokolů (např. RM ISO/OSI)
RM ISO/OSI = rámcový model od organizace ISO, vznik ve světě spojů, preference spojovaného a spolehlivého přenosu
TCP/IP = typ síťové architektury, rodina protokolů, vznik ve světě PC, preference nespolehlivého a nespojovaného přenosu, princip Best Effort
IP adresa = číslo, které jednoznačně identifikuje síťové rozhraní v počítačové síti, která používá IP protokol
Vynechána prezentace „Techniky přenosu dat“
Přístupové metody
Řízení přístupů = je vícero (N) uzlů na různých místech, každý uzel generuje jen 1 datový tok
Multiplexování = brání smíchání vícero nezávislých datových toků mezi 2 uzly (všechny datové toky jsou na jednom místě)
Varianty řízení:
Přístupová metoda CSMA/CD (Collision Detect) = používá detekci kolizí, až když k nim dojde, např. v Ethernetu
Přístupová metoda CSMA/CA (Collision Avoidance) = snaha snížit počet kolizí, je nedeterministická (prvky náhody)
Přístupová metoda DCF = metoda náhodného rozstřelu, je soutěžní
Přístupová metoda PCF = má soutěžní část DCF a nesoutěžní část s centralizovaným koordinátorem (Point Coordinator)
2) NEVÝLUČNÝ PŘÍSTUP – více uzlů zároveň může využívat sdílené médium, přenosy se musí oddělit, aby se neovlivňovaly
1. Přístupová metoda **FDMA** = řízení přístupu na principu frekvenčního multiplexu FDM (frekvenční dělení), každý uzel vysílá na jiném frekvenčním kanále
2. Přístupová metoda **CDMA** = řízení přístupu na principu kódového multiplexu CDM (kódové dělení), jeden kanál může přenášet více hovorů současně
3. Přístupová metoda **TDMA** = řízení přístupu na principu časového multiplexu TDM (časové dělení), frekvenční kanál rozdělený na timesloty
4. Přístupová metoda **Frequency Hopping** = velmi rychlé přeskakování mezi úzkými frekvenčními kanály
Datová komunikace
arytmický X asynchronní X synchronní přenos analogový X digitální přenos (zda A nebo D rozhoduje interpretace)
Analogový přenos = zajímá nás přímá hodnota analogové veličiny (velikost napětí a proudu, kmitočet, intenzita apod.)
Digitální přenos = zajímá nás, jestli hodnota analogové veličiny spadá do určitého intervalu
Modulovaný přenos = snaha přenášet takový signál, který danou přenosovou cestou projde nejlépe (harmonický signál)
Nemodulovaný přenos = přenos i takového signálu, který danou cestou prochází hůře (ostré hrany)
Arytmický přenos = data jsou přenášena po „znacích“ (skupinách bitů pevné velikosti), prodlevy mezi nimi jsou různě dlouhé
Asynchronní přenos = začátek a konec každého bitového intervalu je signalizován samostatně
Synchronní přenos = po celou dobu přenosu se udržuje synchronizace (udržení rytmu bitového intervalu)
Modulace = naložení informace (která se má přenést) na signál změnou nějakého parametru (harmonického) signálu
Zpoždění signálu (Propagation Delay) = jak dlouho trvá signálu dostat se ze začátku na konec
Zpoždění přenosu (Transmission Delay) = za jak dlouho se odešle celý přenášený blok dat
Latence = míra zpoždění při přenosech a zpracování dat, jednosměrná nebo obousměrná
Doba obrátky (Round Trip Time), kolísání (Jitter)
Izochronní přenos = probíhající ve stejném čase s konstantní latencí (obvykle není u paketového přepojování)
Multiplex = techniky využití jedné přenosové cesty pro více samostatných přenosů
FDM (frekvenční dělení) = rozdělení cesty na frekvenční kanály, každý vstupní signál v 1 kanálu
TDM (časové dělení) = rozdělí se na pevně dané časové úseky (timesloty), každému vstupu je daná posloupnost timeslotů
CDM (kódové dělení = místo jednotlivých bitů se přenáší celé vzorky (čipy)
Demultiplexování = sdružování přenosových cest, aby se chovaly jako jedna jediná
Přenosová média
1) Vedená = drátová
kroucená dvoulinka (dva metalické vodiče vedle sebe, obvykle místní smyčky, propojovací kabely…)
koaxiální kabel = souosý (dva vodiče se stejnou osou, audio/video vodiče)
optické vlákno (z křemíku, největší přenosový potenciál, velmi křehká, drahá a náročná instalace)
přenáší pro lidské oko neviditelné světlo, vlákno musí být nasvícené
2) Nevedená = bezdrátová – rádiová, infračervená, optická
rádiové přenosy – signály mají omezenou šířku pásma, tj. jsou úzké
přenášejí se buď úzkopásmovým přenosem (bez rozprostření)
nebo v rozprostřeném spektru (rozprostřené do šířky)
Mobilní komunikace
využití frekvenčních kanálů
řešení obousměrných přenosů (duplexing): FDD = frekvenční duplex (různé směry přenosu využívají různé frekvence)
TDD = časový duplex (různé směry přenosu stejné frekvence se „střídáním“ v čas)
generace: 1. generace – analogová, hlasové služby (přepojování okruhů), 1 hlas = 1 frekvence
GSM (Global System for Mobile Telecommunications) = standard 2. generace, primárně hlas pak data, využívá úzké frekvenční kanály (TDMA)
GPRS (General Packet Radio Service) = řešení pro přenos dat v sítích GSM na principu přepojování paketů (přenáší datagramy)EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution) = vylepšení přenosů dat (na principu přepojování okruhů i paketů) v GSM sítích
UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systém) = standard 3. generace, primární data pak hlas, využívá široké frekvenční kanály (CDMA)
LTE (Long Term Evolution) = standard 4. generace, snaží se využít co nejširší frekvenční kanál, už nemá nativní hlasové služby
EPS (Evolved Packet Core) = páteřní část LTE sítě
E-UTRAN = přístupová část LTE sítě