Počítačová síť (anglickycomputer network) je vinformatice označení pro technické prostředky, které realizují spojení a výměnuinformací mezipočítači. Umožňují takuživatelůmkomunikaci podle určitých pravidel, za účelem sdílení využívání společných zdrojů nebo výměny zpráv.
Síťová architektura představuje strukturu řízeníkomunikace v systémech, tzn. souhrn řídicích činností, umožňujících výměnu dat mezikomunikujícími systémy. Komunikace a její řízení je složitý problém, proto se používá rozdělení tohoto problému do několika skupin, tzv.vrstev. Členění do vrstev odpovídá hierarchii činností, které se při řízení komunikace vykonávají.
Každá vrstva sítě je definována službou, která je poskytována vyšší sousední vrstvě, a funkcemi, které vykonává v rámciprotokolu. Řízení komunikace slouží ke spolupráci komunikujících prvků; tato spolupráce musí být koordinována pomocí řídicích údajů. Koordinaci zajišťují protokoly, které definují formální stránku komunikace. Protokoly jsou tvořeny souhrnem pravidel, formátů a procedur, které určují výměnu údajů mezi dvěma či více komunikujícími prvky.
Tato síťová architektura, tzv.architektura otevřených systémů (zvaná též OSA, původem v anglickémOpen Systems Architecture), byla normalizována organizacíISO, která vytvořilareferenční model OSI. Praktickou realizací vrstvové síťové architektury je sada protokolůTCP/IP, i když neodpovídá přesně referenčnímu modelu OSI.
Sítě můžeme klasifikovat podle různých hledisek. Dělíme je podlepřepojování, podle druhu přenášenýchsignálů, podleuživatele, podle přenosudat a nejužívanějším je dělení sítí z hlediska rozlehlosti a účelu.
Podrobnější informace naleznete v článku Komutační síť.
Komutační síť je síť s přepojováním okruhů. Jedná se o starší technologii, která se využívá již od počátkůtelegrafie a telefonie a v pozdějších letech i v architektuřeISDN (původem v anglickémIntegrated Services Digital Network). Dalším příkladem jsoutelefonní sítě.
Podrobnější informace naleznete v článku Paketová síť.
Paketová síť je síť s přepojováním paketů. Základem je, že cesta, kteroupaket „putuje“, není od zdrojového po cílovýuzel známá. Každý paket se tak přenáší jinou trasou, která je ovlivněnátopologií sítě, její propustností a výpadky uzlů. Samotný cílový uzel není nijak ověřován, zda existuje, a tedy musí být paket naplněn informacemi, které jsou potřebné pro jeho odeslání k síti. Když paket dorazí do uzlu, je přečtena jeho cílová adresa a popř. další služby, které obsahuje. Poté se zařadí do fronty a čeká na odeslání k požadovanému adresátovi. Příkladem jeEthernet. Jako technologie zde patří např.X.25,Frame Relay neboATM.
Podrobnější informace naleznete v článku Peer-to-peer.
Peer-to-peer nebo téžpeer to peer,rovný s rovným čiP2P, je typ sítě, ve které jsou si všechnypočítače, resp. uzly, v síti rovny. Všechny čtyři termíny mají původ v anglickémpeer-to-peer (česky doslova znamená „rovný k rovnému“ nebo „rovný s rovným“). Někdy se též tento síťový druh nazýváklient–klient. Každá stanice v síti může vyčlenit některý svůj prostředek (tiskárnu,úložné médium,adresář) kesdílení (s heslem nebo bez něj). Jiná stanice může tyto prostředky používat, pokud si sdílený prostředek připojí a jejíuživatel zná případné heslo. Sdílení a hesla mohou být kdykoliv změněna nebo zrušena uživatelem, který u stanice pracuje. Tento typ sítě v podstatě nelze centrálně spravovat. Příkladem může být sdílenísouborů a systémových prostředků v různýchoperačních systémech a souborů v internetových sítích.
Podrobnější informace naleznete v článku Klient–server.
Klient–server (původem v anglickémclient–server) je typ sítě, ve které je jedenpočítač (server) nebo více počítačů (několik serverů) nadřazen jinému počítači (klientovi) či několika počítačům (několika klientům). Server poskytuje služby „běžným“ stanicím – klientům (zvanýmworkstation nebo pracovní stanice).
Serverů může být více typů podle poskytovaných služeb (souborový server,tiskový server,poštovní server,WWW server,FTP server atd.). Nemusí platit, že server je počítač, u malých sítí plní úlohu několika typů serverů jeden „fyzický“ počítač, u velkých sítí může např. jeden „fyzický“ počítač plnit pouze úlohu tiskového serveru. Server může dokonce sloužit i jako běžná pracovní stanice sítě (je to ovšem ojedinělé, snižuje se výkonnost a bezpečnost sítě).
Digitální síť představujesignály, které obsahují spíše jednotlivé šířkyanalogovéúrovně než nepřetržitý rozsah. Výhodou ve srovnání s analogovými sítěmi je nízká ztráta kvality, která vznikla, např. kvůlihluku, nebo snadnější ukládání informací bez degradace. Na druhou stranu nevýhodou je občasná spotřeba větší energie než u analogových obvodů (při stejné funkci) a tím se produkuje vícetepla. Zvyšuje se tím složitost obvodů, jako je např. začleněníchladiče. V přenosných a bateriově napájených systémech to může omezit využívání digitálních systémů. Digitální obvody jsou také někdy dražší, zejména v malých množstvích.
Podle rozlehlosti sítí a zároveň podle účelu sítí rozdělujeme sítě na čtyři základní skupiny:
PAN – původem anglickémPersonal Area Network, též zvánosobní síť, je to velice malá počítačová síť používaná pro propojení jeho osobních elektronických zařízení typumobilní telefon,PDA,notebook atd., rozlehlost je ze sítí nejmenší, příkladem jeBluetooth,IrDA a ZigBee
LAN – původem v anglickémLocal Area Network, též zvánlokální počítačová síť,lokální síť nebomístní síť, je to síť spojujícíuzly v rámci jedné budovy nebo několika blízkých budov, vzdálenostistovkymetrů ažkilometry (při použití optiky), rozlehlost je tedy větší než rozlehlost PAN, ale menší než rozlehlostMAN, nejpoužívanějším typem jeEthernet;
MAN – původem v anglickémMetropolitan Area Network, též zvánmetropolitní síť, je to síť propojující lokální sítě v městské zástavbě, slouží především pro přenosdat,zvuku a obrazu, spojuje vzdálenosti řádově jednotek až desítek kilometrů a rozlehlost je tedy větší než rozlehlost LAN, ale menší než rozlehlostWAN;
WAN – původem v anglickémWide Area Network, též zvánrozlehlá síť, je to síť spojující LAN a MAN sítě, mají největší působnost (třeba i po celémstátě,kontinentu nebo kamkoliv nazeměkouli nebo i do nejbližšíhovesmíru).
Osobní sítě, zvané téžPAN (původem v anglickémPersonal Area Network), jsou sítě s nejmenší rozlehlostí, jsou používané pro propojení osobních elektronických zařízení typumobilní telefon,laptop neboPDA. Osobní počítačové sítě si nekladou za cíl co nejvyššípřenosovou rychlost (ta u PAN obvykle nepřekračuje několikmegabitů za sekundu), ale spíše odolnost proti rušení, nízkou spotřebuelektrické energie nebo také třeba snadnou konfigurovatelnost. Mají velmi malý dosah, obvykle jen několik metrů.
Obecný příklad napojeníLAN přes ochrannýfirewall na vnější síťWAN.
Lokální počítačové sítě, zvané téžlokální sítě,místní sítě neboLAN (původem v anglickémLocal Area Network), jsou sítě propojující koncovéuzly typupočítač,tiskárna,server. LAN je vždy v soukromé správě a působí na malém území. Připojená zařízení pracují v režimu bez navazování spojení, sdílí jeden přenosový prostředek (drát,radiové vlny), ke kterému je umožněn mnohonásobný přístup.
Metropolitní sítě, zvané téžMAN (původem v anglickémMetropolitan Area Network), jsou sítě umožňující rozšíření působnostilokálních sítí jejich prodloužením, zvýšením počtu připojených stanic a zvýšenímrychlosti. Rychlost MAN sítí bývá vysoká a svým charakterem by se dala zařadit k sítím LAN. Sítě mohou být jakprivátní, takveřejné, které provozovatel pronajímá různýmuživatelům.
Normalizovaná metropolitní síť existuje jen jedna, a tou jeprotokolDQDB (původem v anglickémDistributed Queue Dual Bus). DQDB je založen na koncepciATM, kdy je obdobně kapacita rozdělena na malé kousky (buňky) s pevnou délkou (53 bytů; 48 bytů dat a 5 bytů záhlaví), a mezi účastníkykomunikace musí být vytvořenovirtuální spojení.
Rozlehlé sítě, zvané téžWAN (původem v anglickémWide Area Network), jsou sítě umožňujícíkomunikaci na velké vzdálenosti. Bývají obvykle veřejné, ale existují i privátní WAN sítě. Jsou to sítě typicky pracující prostřednictvím komunikace se spojením, které nepoužívajísdílený prostředek.
Veřejná datová síť (PDN, původem v anglickémPublic data network) je druhveřejnételekomunikační sítě, která slouží k přenosudat. Provozovateli jsou spojové organizace (správy spojů) nebo jiné subjekty splňujícílegislativní požadavky, které nabízejí své službyveřejnosti.
Sítě se vytváří za účelemkomunikace s jinými subjekty (také připojenými k veřejné datové síti), aby prostřednictvím veřejné datové sítě propojovaly mezi sebou své dílčílokální sítě apod.
Podrobnější informace naleznete v článku Privátní síť.
Privátní síť využívá speciální privátníIP adresy podle standardů danýchRFC 1918 a RFC 4193.Privátní adresy jsou běžně používány pro domácí, kancelářské a podnikovélokální sítě (LAN), kdeveřejné adresy (tj. globálně směrovatelné v internetu) nejsou žádoucí nebo nejsou dostupné. Privátní rozsahy IP adres byly definovány jako nástroj pro zpomalení vyčerpáníIPv4 adres. Nyní jsou též součástí nastupující generace proInternet Protocol verze 6 (IPv6).
Virtuální privátní síť (VPN, původem v anglickémVirtual private network) umožňuje propojení několikapočítačů prostřednictvím (veřejné) nedůvěryhodné počítačové sítě. Lze tak snadno dosáhnout stavu, kdy spojené počítače budou mezi sebou moci komunikovat, jako kdyby byly propojeny v rámci jediné uzavřenéprivátní (a tedy důvěryhodné) sítě. Při navazování spojení je totožnost obou stran ověřována pomocídigitálních certifikátů, dojde k autentizaci, veškerákomunikace ješifrována, a proto můžeme takové propojení považovat za bezpečné.
Aktivní síťové prvky jsou všechna zařízení, která slouží ke vzájemnému propojení v počítačových sítích. Aktivní síťový prvek je všechno to, co nějakým způsobem aktivně působí na přenášenésignály – tedy je zesiluje a různě modifikuje.[3] Meziaktivní prvky se řadí předevšímopakovač,hub,switch,bridge neborouter. Patří zde však i další zařízení jako napříkladsíťová karta,tiskový server nebohost adapter.
Podrobnější informace naleznete v článku Opakovač.
Repeater nebo téžopakovač či někdy špatně pojmenovánzesilovač je elektronickýaktivní síťový prvek, který přijímá zkreslený, zašuměný nebo jinak poškozenýsignál a opravený, zesílený a správně časovaný ho vysílá dále. Tak je možné snadno zvýšit dosah média bez ztráty kvality a obsahu signálu. Opakovače patří do první (fyzické)vrstvyreferenčního modelu OSI, protože pracují přímo s elektrickým signálem.
Hub nebo téžrozbočovač je prvek, který umožňuje její větvení a je základemsítí s hvězdicovou topologií. Chová se jakoopakovač. To znamená, že veškerádata, která přijdou na jeden z portů (zásuvek), zkopíruje na všechny ostatní porty, bez ohledu na to, kterému portu (počítači a IP adrese) data náleží. To má za následek, že všechny počítače v síti „vidí“ všechna síťová data a u větších sítí to znamená zbytečné přetěžování těch segmentů, kterým data ve skutečnosti nejsou určena. Hub je velmi jednoduchéaktivní síťové zařízení. Nijak neřídí provoz, který skrz něj prochází.Signál, který do nějvstoupí, je obnoven a vyslán všemi ostatními porty.
Switch nebo téžsíťový přepínač je prvek propojující jednotlivé segmenty sítě. Switch obsahuje větší či menší množstvíportů (až několik stovek), na něž se připojujísíťová zařízení nebo části sítě. Pojem switch se používá pro různá zařízení v celé řadě síťových technologií. Pracuje na druhé (linkové)vrstvěOSI modelu. Vedle vyššího výkonu (stanice připojené k různým rozhraním switche navzájem nesoutěží o datové médium) znamená přínos i pro bezpečnost sítě, protože médium již není sdíleno a data se vysílají jen do rozhraní, jímž je připojen jejich adresát.
Bridge nebo téžmost jezařízení, které spojuje dvě části sítě na druhé (linkové)vrstvěreferenčního modelu ISO/OSI. Most je proprotokoly vyšších vrstev transparentní (neviditelný), odděluje provoz různých segmentů sítě a tím zmenšuje i zatížení sítě. Most odděluje provoz dvou segmentů sítě tak, že si ve svépamětiRAM sám sestaví tabulkuMAC (fyzických) adres a portů, za kterými se dané adresy nacházejí. Leží-lipříjemce ve stejném segmentu jakoodesílatel, most rámce do jiných částí sítě neodešle. V opačném případě je odešle do příslušného segmentu v nezměněném stavu (týká se pouze tzv.Unicast rámců, které jsou určeny jedinému příjemci).
Kroucená dvojlinka je druhkabelu, který je tvořen páryvodičů, které jsou po své délce pravidelným způsobem zkrouceny a následně jsou do sebe zakrouceny i samy výsledné páry (anglickytwisted, odsud takétwisted pair, či zkráceně „twist“). Oba vodiče jsou v rovnocenné pozici (i v tom smyslu, že žádný z nich není spojován se zemí či s kostrou), a proto kroucená dvojlinka patří mezi tzv.symetrická vedení (dvojice spirálově stočených vodičů v kabelu).Signál přenášený po kroucené dvojlince je vyjádřen rozdílempotenciálů obou vodičů.
Koaxiální kabel jeasymetrický elektrický kabel s jedním válcovým vnějším vodičem a jedním drátovým nebo trubkovým vodičem vnitřním. Vnější vodič nazýváme častostíněním a vnitřní vodič jádrem. Vnější a vnitřní vodič jsou odděleny nevodivou vrstvou (dielektrikum). Pomocí vnitřního a vnějšího vodiče lze přenášetstejnosměrný proud (napájeníanténních předzesilovačů), odrušit (stínit) nízkofrekvenční signály (kabely k mikrofonům a sluchátkům), ovšem nejčastější funkcí koaxiálního kabelu je přenoselektromagnetického vlnění o vysokémkmitočtu (řádově do 50 gigahertzů), které se šíří koaxiálním kabelem podobně jako stejnosměrný proud.
Optické vlákno je skleněné neboplastovévlákno, které prostřednictvímsvětla přenáší signály ve směru své podélné osy. Optická vlákna jsou široce využívána v komunikacích, kde umožňují přenos na delší vzdálenosti a při vyššíchpřenosových rychlostech dat než jiné formy komunikace. Vlákna se používají místo kovových vodičů, protože signály jsou přenášeny s menší ztrátou a zároveň jsou vlákna imunní vůčielektromagnetickému rušení.
Podrobnější informace naleznete v článku Topologie sítí.
Topologie sítí se zabývá zapojením různých prvků do počítačových sítí a zachycením jejich skutečné (reálné) a logické (virtuální) podoby (datové linky,síťové uzly).[4][5] Topologii lze zvažovat jako určitý tvar či strukturu dané sítě. Tento tvar nemusí nutně korespondovat se skutečnýmfyzickým rozvržením prvků, zapojených v síti. Napříkladpočítače v malédomácí síti mohou být uspořádány v pomyslném kruhovém tvaru, ale nemusí to nutně znamenat, že jejichlogické zapojení představuje příkladkruhové topologie.
