Sieci komputerowe
•	Część pierwsza

•	© Michał Turek, AGH Kraków

Sieć komputerowa 
•	Sieć komputerowa jest zbiorem mechanizmów umożliwiających komunikowanie się komputerów bądź urządzeń komputerowych znajdujących się w różnych miejscach. Integralnym elementem owej komunikacji jest wzajemne udostępnianie sobie zasobów
							Mark A. Sportack

Strumień komunikacyjny (I)
•	Komunikacja szerokopasmowa - polega na przesyłaniu przez jedno łącze fizyczne wielu kanałów logicznych, łączonych przez podział czasowy lub częstotliwościowy. Podział częstotliwościowy jest często stosowany w analogowych liniach telefonicznych; w łączach cyfrowych stosuje się jedynie podział czasowy.
•	Komunikacja wąskopasmowa - polega na przesyłaniu przez jedno łącze fizyczne tylko jednego sygnału, zajmującego cały kanał. Stosowana w telefonii analogowej, ale także w okablowaniu sieci Ethernet czy Token Ring, w których na jednym kablu przesyła się tylko jeden sygnał

Strumień komunikacyjny (II)
•	Komunikacja asynchroniczna - forma komunikacji między urządzeniami, w której dane cyfrowe są przesyłane znak po znaku (bajt po bajcie), kodowane w postaci ciągu bitów i oddzielane specjalnymi znacznikami początku i końca znaku. Nie jest przesyłana żadna informacja synchronizująca. W celu poprawnego odtwarzania znaków w odbiorniku zakłada się, że na niewielkim odcinku czasowym odpowiadającym jednemu znakowi nastąpi tak nieznaczne przesunięcie czasowe sygnałów zegara nadawczego i odbiorczego, że zawsze uda się odtworzyć znak.
•	Komunikacja synchroniczna - ma charakter ciągu bitów przesyłanych między urządzeniami. Ponieważ znaki przybywają w sposób ciągły i nie są oddzielone znakami początku i końca, to musi istnieć sposób ciągłego synchronizowania zegarów odbiorcy i nadawcy. W tym celu w przesyłanym sygnale umieszcza się informacje o zegarze oraz umieszcza w ciągu bitów wyróżnioną sekwencję bitową oznaczającą początek ciągu znaku lub ramki bitowej.

Medium transmisyjne, sieć
•	Medium transmisyjne -  nośnik umożliwiający rozchodzenie się informacji w postaci prądu elektrycznego, fali elektromagnetycznej, świetlnej, akustycznej, itd.
•	Sieć transmisyjna - system wielokierunkowej  komunikacji urządzeń poprzez medium transmisyjne z użyciem określonych protokołów komunikacyjnych

Tryby transmisji
–	Simplex – transmisja jest możliwa tylko w jedną stronę ( analogia: ulica jednokierunkowa)
–	Half-duplex – transmisja w obie strony ale w danym czasie tylko w jedną (analogia: ruch na remontowanym moście)
–	Duplex – równoczesna transmisja (ulica dwukierunkowa)

Kodowanie przesyłanej wartości
•	Klasyczne: stan wysoki: 1; stan niski: 0
•	Manchester – zmiana stanu w środku sygnału. Zmiana ze stanu L -> H oznacza 1; zmiana z H -> L oznacza 0. Kod posiada własność samosynchronizacji.
•	Manchester różnicowy – zawsze zmiana wartości w środku kodowanego bitu, przy czym za to, jaki bit kodujemy odpowiada zmiana (bądź jej brak) na początku kodowanego bitu. Jeżeli następuje zmiana sygnału, to oznacza, iż kodowanym bitem jest zero, natomiast brak zmiany oznacza jedynkę.

Szerokość pasma transmisji
•	Szerokość pasma (bandwidth) – wyraża maksymalną teoretyczną przepustowość sieci. Podstawowa jednostka bit/s
•	Bit – informacja jaka jest zawarta w wiadomości, że spośród dwóch jednakowo prawdopodobnych informacji zaszło jedno.
•	Bod (baud) – jeden sygnał elektryczny na sekundę
Przepustowość łącza
•	Przepustowość (throughput) wyraża aktualne możliwości sieci w zakresie przesyłania danych w sieci jest mniejsza lub równa teoretycznej
•	Jednostka: bit/s
•	Zależy od:
•	·	Wydajności sieci – zarówno komputerów końcowych, jak i elementów pośrednich
•	·	Obciążenia sieci – a więc od aktywności innych urządzeń
•	·	Typu danych – (przede wszystkim narzut na pola kontrolne)

Transmisja równoległa
 i szeregowa
•	Serial i pararell
•	Parametry transmisji szeregowej i równoległej
•	Najprostszy przykład urządzeń (PC): RS232 i LPT
Organizacje normujące rozwój sieci (I)

–	ANSI (The American National Standards Institute) – prywatna organizacja niekomercyjna. Jej misją jest ułatwianie rozwoju, koordynacja oraz publikowanie nieobligatoryjnych standardów. Uczestniczy w pracach organizacji ustanawiających standardy globalne, tj. ISO, IEC...

–	IEEE (The Institute of Electrical and Electronic Engineers) – instytut odpowiedzialny za definiowanie i publikowanie standardów telekomunikacyjnych oraz przesyłania danych. IEEE zdefiniowało standardy sieci LAN oraz MAN w obrębie zbioru norm technicznych określanych mianem serii standardów 802

Organizacje normujące rozwój sieci (II)
–	ISO (International Organization for Standarization) – organizacja utworzona w 1946 roku, w Szwajcarii. Zakres jej działania obejmuje praktycznie wszystkie dziedziny wiedzy ludzkiej poza elektryką i elektroniką. Jednym z najważniejszych standardów ustanowionych przez ISO jest Model Referencyjny Połączonych Systemów Otwartych (Open Systems Interconnection Reference Model)
–	IEC (International Electrotechnical Commission) – komisja założona w 1909 roku. Jej głównym zadaniem jest ustanawianie międzynarodowych standardów dotyczących wszelkich zagadnień elektrycznych i elektronicznych
–	FCC - Federal Communications Commission - rządowa organizacja standaryzująca głównie urządzenia techniczne

Organizacje normujące rozwój sieci (III)
–	IAB (The Internet Architecture Board) – komisja znana uprzednio jako IAB (Internet Activities Board), zarządza techniczną stroną rozwoju sieci Internet. Składa się z dwóch komisji roboczych:
•	Grupa Robocza ds. Technicznych Internetu IETF (Internet Engineering Task Force). Bada nowe technologie, które mogą okazać się wartościowe lub mieć wpływ na rozwój Internetu.

•	Grupa Robocza ds. Naukowych Internetu IRTF (Internet Research Task Force). Jest odbiorcą badań IETF odpowiada za ustanawianie standardów technicznych dla Internetu, jak również za określanie nowych standardów dla technologii internetowych.

Model OSI
•	OSI - (Open Systems Interconnection)

•	Opisuje sposób przepływu informacji pomiędzy aplikacjami software’owymi stacji sieciowych.

•	Opracowany został przez ISO (International Organization for Standardization) w 1984 roku.

•	Składa się z 7 niezależnych warstw.

Warstwy modelu OSI (I)
•	WARSTWA 7	APLIKACJI	
•	WARSTWA 6	PREZENTACJI	
•	WARSTWA 5	SESJI	

•	WARSTWA 4	TRANSPORTOWA
•	WARSTWA 3	SIECIOWA	
•	WARSTWA 2	ŁĄCZA DANYCH
•	WARSTWA 1	FIZYCZNA	

Warstwa fizyczna OSI 
•	Numer warstwy: 1
•	Definiuje elektryczne właściwości łącza (poziomy sygnału, okablowanie, właściwości mechaniczne elementów itp.). W tej warstwie zdefiniowano właściwości fizyczne łącz, na których zbudowano sieci Ethernet, Token Ring czy FDDI. 

Warstwa
 łącza danych OSI 
•	Numer warstwy: 2
•	Określa sposoby kontroli elementów fizycznych łącza sieciowego, wykrywania i korekcji błędów, rozstrzygania o kolejności dostępu do łącza itp. W warstwie łącza danych działają sterowniki kart sieciowych.
•	Pojęciem z warstwy łącza danych jest topologia sieci i ramka.
•	Protokołami tej warstwy są np.: Ethernet, Token Ring itp.

Warstwa sieciowa OSI 
•	Numer warstwy: 3
•	Określa i utrzymuje drogi komunikacji między różnymi sieciami. Korzystając z adresu sieciowego umieszczonego w pakiecie, może skierować pakiet na właściwą drogę w sieci lokalnej lub rozległej. W tej warstwie działają protokoły bezpołączeniowe (IP z TCP/IP, X.25, Novell IPX)
•	Trasowanie pakietów poprzez routery

Warstwa
 transportowa OSI 
•	Numer warstwy: 4
•	Realizuje podstawowe funkcje kontrolne w sieci: kontrolę błędów, rozpoznaje kolejność pakietów, żąda przesłania brakujących pakietów i usuwa duplikaty pakietów, dopisuje do pakietu informacje pozwalające odbiorcy na wykonanie tych samych czynności kontrolnych. 
•	Z warstwie transportowej ustala się logiczne połączenie typu nadawca/odbiorca. 
•	Typowe transportowe protokoły połączeniowe: TCP z TCP/IP, Novell SPX, Microsoft NetBIOS/NetBEUI.

Warstwa
 sesji OSI 
•	Numer warstwy: 5
•	Służy do określania parametrów sesji połączeniowej między nadawcą a odbiorcą. 
•	Obsługa przypadków utraty połączenia
•	Implementowana jest przez system operacyjny
•	Odpowiada m.in. za synchronizację danych między komputerami 
•	Funkcje ochrony prowadzące do określenia czy stacje mają uprawnienia do komunikacji przez sieć
Warstwa prezentacji OSI 
•	Numer warstwy: 6
•	Implementowana przez system operacyjny. 
•	Zajmuje się przykładowo konwersją pomiędzy różnymi standardami kodowania znaków, różnymi sposobami reprezentacji liczb.

Warstwa aplikacji OSI
•	Numer warstwy: 7
•	Definiuje aplikacje korzystające z pozostałych warstw, np. W celu przesyłania plików korzystania z poczty elektronicznej czy emulacji terminala
•	Usytuowana najbliżej użytkownika

Zalety modelu warstwowego 
•	umożliwia niezależny rozwój warstw
•	zmniejsza złożoność systemu
•	standaryzuje interfejs
•	zapewnia współpracę pomiędzy urządzeniami pochodzącymi od różnych producentów 
•	przyspiesza rozwój
Warstwy modelu osi (II)
Protokół - definicja
Pakiet
•	Pakiet to najmniejsza jednostka informacji przesyłana za pośrednictwem sieci przechodząc od aplikacji przez kolejne warstwy modelu sieciowego OSI. Powiększa się o dodatkowe informacje, które służą między innymi do określenia jego miejsca przeznaczenia, pozwalają zidentyfikować odbiorcę, nadać mu priorytet itp. 
•	Nagłówek (header) - przekaz na początku pakietu danych który przenosi specjalne informacje używane przez sieć do zidentyfikowania stacji docelowej. Jest podobny znaczeniowo do trailera, który kończy pakiet. 

Topologia sieci
•	Struktura rozplanowania i połączenia interfejsów sieciowych
i urządzeń pośredniczących w transmisji danych

•	Popularne topologie sieci:
–	magistrala
–	gwiazda
–	hierarchiczna - gwiazda (drzewo)
–	pierścień
–	podwójny pierścień
Topologia magistrali (I)
•	wszystkie stacje są w identyczny sposób podłączone do medium transmisyjnego i są równoprawne
•	istnieje standardowy sposób dołączenia stacji do medium
•	każdy słyszy wszystko (każdego)
•	zjawiska w medium mają charakter falowy
•	tanie medium 
•	standardowe złącza, sterowniki i medium
•	identyczne sterowniki w stacjach roboczych

Topologia magistrali (II)
•	tania realizacja sprzętowa
•	duża podatność złącz na mechaniczne i elektryczne uszkodzenia
•	awaria jednego ze złącz dzieli sieć na dwie niezależne podsieci lub powoduje awarię sieci
•	współdzielenie medium wymaga jednoczesnego nadawania i nasłuchu sygnału w medium - wykrywanie kolizji
•	skomplikowane algorytmy komunikacji implementowane w sterownikach
•	technologia nakłada ograniczenia na maksymalną rozpiętość jednego segmentu medium

Topologia magistrali (III)
Topologia gwiazdy(I)
•	jeden punkt centralny, w którym mieści się większość sprzętu i oprogramowania
•	uproszczone centralne zarządzanie
•	każda stacja posiada dokładnie zdefiniowany i jedyny styk z centrum

Topologia gwiazdy(II)
•	awaria pojedynczej stacji nie wpływa na pracę pozostałych stacji
•	awaria centrum powoduje wyłączenie całej sieci
•	drogi sprzęt centrum
•	brak możliwości podziału sieci na kawałki o różnym stopniu zaawansowania technologicznego

Topologia gwiazdy(III)
Hierarchiczna topologia gwiazdy (topologia drzewa)
•	możliwość realizacji sieci bez ograniczeń technologicznych, geometrycznych
•	możliwość realizacji każdego poziomu hierarchii w innej technologii
•	możliwość “statycznej” agregacji ruchu
•	względnie niższa cena
•	możliwość stosowania urządzeń o względnie niższej liczbie portów
•	rozproszone zarządzanie
•	różnorodność sprzętu powoduje konieczność utrzymywania dużego zapasu części

Topologia pierścienia
•	wspólne medium
•	potencjalna możliwość dojścia do każdej stacji z dwóch kierunków
•	równoprawność stacji
•	możliwość realizacji połączeń wieloprzewodowych
•	istnienie zamkniętej pętli pozwala na realizację połączenia zapasowego w przypadku przerwania medium
•	istnieje centralne następstwo stacji
•	możliwość zorganizowania komunikacji między stacjami w trybie przekazywania tokenu
•	skomplikowany mechanizm obsługi tokenu
•	średnio skomplikowany sprzęt

Topologia podwójnego pierścienia (I)
•	istnienie dwóch niezależnych dróg transmisji
•	pracują oba pierścienie, lecz w przeciwnych kierunkach
•	pracuje tylko jeden pierścień – drugi stanowi gotową rezerwę
•	sieć odporna na uszkodzenia medium
•	przejęcie funkcji przez pierścień rezerwowy
•	realizacja bypass’u
•	realizacja rekonfiguracji

Tryby dostępu do medium transmisji
•	Tryb deterministyczny - ustalony czas oczekiwania na dostęp i czas użytkowania do medium 
•	Tryb rywalizacyjny - brak ustalonych odgórnie czasów - przeważnie medium przydziela arbiter, np. poprzez przepytywanie (polling) stacji przed przydzieleniem im łącza do transmisji. Inna metoda - przesyłanie żetonu zezwalającego jego posiadaczowi na transmisję.

Typy sieci według rodzaju komutacji
–	Sieci z komutacja łączy (circuit switching)
–	POTS (Plan Old Telephone Service)
–	N-ISDN (Narrowband Integrated Services Digital Network) 
–	Sieci z komutacją pakietów (packet switching)
–	IP
–	X.25
–	Sieci z komutacją komórek (cell switching)
–	ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Ewolucja technologii sieciowych
•	Arcnet - Attached Resource Computer Network – pierwszy standard sieci lokalnych, umożliwiał transport z prędkością 2,5 Mbps. Sieć budowana była w oparciu o magistralę przy wykorzystaniu kabla koncentrycznego.
•	Ethernet - standard sieci lokalnych opracowany w 1976 przez Xerox, Dec i Intel, określający techniczne zasady transmisji danych do 10 Mbps.
•	FastEthernet - standard umożliwiający transmisję z prędkością do 100 Mbps, 
•	GigaBitEthernet - kontynuacja FastEthernet - 1 Gbps,
•	TokenRing - prędkość 4-16 Mbps budowana w topologii pierścień. 
•	FDDI - transmisja do 100 Mbps, topologia podwójnego pierścienia, światłowód.
•	ATM - Asynchronous Transfer Mode, transmisja do 622 Mbps.
Fizyczne środki transmisji danych (wybrane)
•	10Base-2	10 Mb/s, kabel koncentryczny (RG-58),
•	10Base-5	10 Mb/s, kabel koncentryczny (RG-8),
•	10Base-T	10 Mb/s, skrętka (dwie pary, Cat-3 lub wyższa),
•	100Base-T	100 Mb/s, skrętka (cztery pary, Cat-5), nazywany także 10Base-T4 w celu zaznaczenia czterech par przewodów,
•	100Base-TX	100 Mb/s, skrętka (dwie pary, Cat-5 lub wyższa),
•	1000Base-T	1 Gb/s, skrętka (cztery pary, Cat-5)
•	100Base-FX	100Mb/s, kabel światłowodowy,
•	1000Base-FX	 1Gb/s, światłowód. 

Wybór rodzaju nośnika 
dla sieci
–	Na rodzaj wybranego nośnika powinny mieć wpływ:
•	topologia sieci,
•	wymagania użytkownika i co do szerokości pasma aplikacji,
•	perspektywy rozwoju sieci,
•	odległość pomiędzy systemami komputerowymi,
•	wymagania tolerancji błędu czyli zdolności sieci do funkcjonowania pomimo poważnej awarii, jest to najczęściej funkcją topologii sieci,
•	środowisko – kabel, transmisja radiowa, satelitarna,
•	środowisko – rodzaj i moc zakłóceń generowanych przez otoczenie,
•	cena

Rodzaje mediów komunikacyjnych
•	Przewodowe 
•	Bezprzewodowe: 
–	Fale radiowe
–	Podczerwień rozproszona
–	Podczerwień  - wiązka laserowa

10Base-T - charakterystyka techniczna (I)
•	wymaga czterech przewodów (dwie skręcone pary w osłonie); może to być zarówno skrętka nieekranowana (UTP), jak i ekranowana (STP),
•	może być zbudowane przy użyciu kabla Cat-3 lub Cat-5 (kabel kategorii 5 posiada osiem żył – cztery skręcone pary – i może dzięki temu uzyskać przyłączenie dwóch węzłów sieciowych za pomocą jednego kabla),
•	maksymalna długość połączenia węzłów sieciowych wynosi 100 metrów,
•	liczba węzłów sieciowych w jednym segmencie logicznym nie jest ograniczona,
•	dla wszystkich połączeń używa się złącza RJ-45,

100Base-T
- charakterystyka techniczna
•	wymaga ośmiu żył (cztery skręcone pary w jednej osłonie),
•	musi być zbudowana przy użyciu kabla kategorii 5 lub lepszego,
•	maksymalna długość połączenia węzłów sieciowych wynosi 100 metrów,
•	liczba węzłów sieciowych w jednym segmencie logicznym nie jest ograniczona,
•	dla wszystkich połączeń używa się złącza RJ-45.

1000Base-T
- charakterystyka techniczna
•	Tzw. Ethernet Gigabitowy (1000Mbps) - modyfikacja medium standardu z przejściem z medium światłowodowego na skrętkę Cat 5.
•	Ostatecznie zdefiniowany w 1999 roku przez normę 
IEEE 802.3ab
•	System jest ograniczony do jednego koncentratora. 
•	Segmenty mają długość mniejszą niż 316m. 
•	W praktyce nie spotyka się sieci half-duplex na Gigabit Ethernecie (tylko full-duplex)

“xBase-x” - porównanie przewodów
Kategorie przewodów “skrętek” miedzianych
•	kategoria 1 – tradycyjna nieekranowana skrętka telefoniczna przeznaczona do przesyłania głosu, nieprzystosowana do transmisji danych
•	kategoria 2 – nieekranowana skrętka, szybkość transmisji do 4 MHz. Kabel ma 2 pary skręcone
•	kategoria 3 – skrętka o szybkości transmisji do 10 MHz, stos. w sieciach Token Ring (4 Mb/s) oraz Ethernet 10Base-T (10 Mb/s). Kabel zawiera 4 pary skręconych przewodów
•	kategoria 4 – skrętka działająca z szybkością do 16 MHz. Kabel zbudowany jest z czterech par przewodów
•	kategoria 5 – skrętka z dopasowaniem rezystancyjnym pozwalająca na transmisję danych z szybkością 1000 MHz pod warunkiem poprawnej instalacji kabla (zgodnie z wymaganiami okablowania strukturalnego)
Typy przewodów z rdzeniami skręconymi
•	UTP - Skrętka nie opancerzona  (Unshielded Twisted Pair)
•	FTP - Skrętka foliowana,ekranowana (Foiled Twisted Pair)
•	STP – Skrętka opancerzona (Shielded Twisted Pair)
•	FFTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel jest również pokryty folią
•	SFTP –każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel pokryty jest pancerzykiem.
Wytyczne do instalacji sieci lokalnej
–	Krzyżowanie kabli z instalacją elektryczną pod kątem 90 stopni
–	Prowadzenie kabli równolegle do korytarzy, swobodne ułożenie, podwieszanie co 1,5 m
–	Przestrzeganie warunków maksymalnego wygięcia kabli
–	Niestandardowe połączenia kabli (np lutowania) nie mogą mieć miejsca
–	Minimalizacja liczby switchy
–	Przestrzeganie warunku maksymalnej długości kabla
–	Unikanie prowadzenia kabli równolegle do energetycznych(min. dystans to 20 cm)
–	Przy spinaniu i mocowaniu kabli nie należy powodować deformacji ich przekroju
–	Kabli UTP i BNC nie należy prowadzić na zewnątrz budynków (wyładowania atmosferyczne)

xBase-T - DTE a DCE
•	DTE – Data Terminal Equipment czyli urządzenia końcowe, np. komputery, routery.

•	DCE – Data Communication Equipment czyli urządzenia pośredniczące w transmisji, np. switche, modemy, Huby

Budowa światłowodu

•	Włókno optyczne, złożone z dwóch rodzajów szkła lub tworzywa sztucznego o różnych współczynnikach załamania (Refraction Index):
–	- cześć środkowa – rdzeń (Core), najczęściej o średnicy 62,5 um (rzadziej 50um)
–	- część zewnętrzna – płaszcz zewnętrzny (Cladding), o średnicy 125 um
•	Zewnętrzna warstwa akrylowa 
•	Tuba – izolacja o średnicy 900 um.
•	Oplot kewlarowy.
•	Izolacja zewnętrzna.

Światłowody- zasada działania
•	Promień światła wędruje w rdzeniu światłowodu i odbija się od płaszcza pod zadanym kątem.
•	Powyżej pewnego kąta zachodzi zjawisko całkowitego odbicia wewnętrznego i światło padające zostaje odbite bez strat
•	Światłowód wielomodowy - charakteryzuje się tym, że promień światła może być wprowadzony do niego pod różnymi kątami - modami

Światłowody - niekorzystne zjawiska
•	Tłumienność - parametr charakteryzujący utratę siły impulsu świetlnego w kablu, ustalaną w funkcji częstotliwości fali 
•	Dyspersje - związane z rozproszeniem czasowym lub geometrycznym sygnałow:
–	modowa - wynikająca z różnicy w czasie przebywania różnej długości dróg w modach
–	materiałowa
Światłowody- charakterystyka (I)
•	maksymalna długość kabla: 2 km,
•	topologie: 10 Mb, 100 Mb i 1 Gb Ethernet, FDDI, ATM,
•	maksymalna liczba powtarzanych segmentów :
•	10 Mb Ethernet - pięć segmentów, z których trzy są wypełnione
•	100Tx, 100T4 - dwa segmenty
•	100VG-ANYLAN - pięć segmentów, wszystkie wypełnione
•	FDDI - GigabitEthernet - dwa segmenty
•	maksymalna całkowita długość segmentu :
•	10 Mb Ethernet i 100V-ANYLAN – 925 m
•	100Tx i 100T4 – 100 m.
•	GigabitEthernet - 1 km

Światłowody- charakterystyka (II)
•	nie powodują interferencji elektrycznej w innych kablach, ani też nie są na nią podatne,
•	impulsy świetlne mogą docierać znacznie dalej niż w przypadku sygnału w kablu miedzianym,
•	światłowody mogą przenosić więcej informacji niż za pomocą sygnałów elektrycznych,
•	sygnał przemieszcza się z jednej stacji do drugiej poprzez pojedyncze włókno

Światłowody- charakterystyka (III)
•	Przy instalowaniu światłowodów konieczny jest specjalny sprzęt do ich łączenia, 
•	Gdy włókno zostanie złamane wewnątrz plastikowej osłony, znalezienie miejsca zaistniałego problemu jest trudne bez specjalistycznego sprzętu,
•	Naprawa złamanego włókna jest trudna ze względu na konieczność użycia specjalnego sprzętu.

Złącza światłowodowe (I)
•	Najbardziej popularne złącze - simplex/duplex-SC. Starsze złącza simplex-ST nie zapewniają tak dobrych parametrów połączenia jak SC (poprawna polaryzacja, stabilność mechaniczna łącza), jednak w sieciach Ethernet są nadal stosowane. Obecnie popularyzuje się także złącze MT-RJ (tylko duplex).

Panele światłowodowe
•	Służą do budowy przełącznic światłowodowych
•	Fizyczna konfiguracja połączeń pomiędzy budynkami 
•	Przełącznica przystosowana jest do konkretnego rodzaju wtyków (na zdjęciu - ST)
•	Montaż w szafach krosowniczych 19’’
Media bezprzewodowe (I)
•	IrDA - diody podczerwieni:
–	Szerokie pasmo transmisyjne,
–	Modulowanie fali,
–	Transmisja wzdłuż linii widoczności, 
–	Podatność na zakłócenia silnym światłem pochodzącym z innych źródeł, zwłaszcza o zbliżonej częstotliwości,
–	Typowa szybkość transmisji to 10Mbit/s,
–	Opcja rozproszonej podczerwieni (diffused infrared) - nie trzeba zapewnić widoczności.
Media bezprzewodowe (II)
•	LIT - laser na podczerwień 
–	(Laser Infrareded Technology)
–	Połączenia na większe odległości (między budynkami)
–	Zastosowanie do budowy mostów w sieci lokalnej - w połączeniu z transceiverami
–	Łatwość montażu w terenie
–	Podatność na zakłócenia pogodowe
–	Duży koszt urządzeń

Media bezprzewodowe (III)
•	Sieci radiowe Wireless LAN
–	Radiowe karty sieciowe, stacje access point
–	Anteny:
•	Kierunkowe - działające w zakresie ok 15-30o poziomo i pionowo. Stosowane zazwyczaj przy połączeniach punkt-punkt (np. 2 sieci łączone za pomocą HUB'ów AP pełniących rolę mostu) 
•	Dookolne - działające w zakresie ok 360o poziomo i ok. 15o poziomo.
•	Szczelinowe - pracują jak dookolne lecz przy mniejszych kątach pionowych. Charakteryzują się o wiele lepsza jakością łącza. Poziomy kąt działania ok. 2x120o. 
•	Paraboliczne - będące pewną odmianą anten kierunkowych lecz przystosowane do współpracy z talerzem. Kąt promieniowania do 10o. Zastosowanie przy dużych odległościach przekraczających 1 kilometr w połączeniach punkt-punkt 
–	kalkulacja zasięgu na podstawie typu anten, długości kabli anten.

Media bezprzewodowe (IV)
•	Radio wąskopasmowe
–	Transmisja wąskopasmowa (narrow band radio lub single frequency radio)
–	Pojedyncza częstotliwość - konieczność precyzyjnego strojenia
–	Pasmo pracy: około 19GHz
–	Możliwość wystąpienia zakłóceń transmisji, spowodowanych odbiciami sygnału (ghosting)

Media bezprzewodowe (V)
•	Radio szerokopasmowe
–	Transmisja szerokopasmowa (spread spectrum radio)
–	Zmienna w czasie częstotliwość pracy
–	Chwilowy rozkład częstotliwości określany jest za pomocą kodu wspólnego dla nadajnika i odbiornika
–	Wykorzystywany przedział częstotliwości może pokryć się z częstotliwościami stosowanymi przez inne służby oraz innymi sygnałami spread-spectrum

Media bezprzewodowe (VI)
•	Transmisja mikrofalowa
–	2 anteny skierowane na siebie wysyłające fale radiowe i fale ogniskujące odbieraną wiązkę fal, 
–	Musi być zapewniona wzajemna widoczność ante,
–	Zasięg do 45km,
–	Z każdą anteną współpracuje transiver,
–	Zakres pracy 1.5GHz - 50GHz,
–	Na zamontowane potrzebne jest zezwolenie państwowego urzędu.

Urządzenia pomocnicze (I)
•	Wzmacniak (repeater):
–	Element aktywny sieci służący jedynie do wzmocnienia sygnału w kablu sieciowym
–	Urządzenie mające za zadanie utrzymanie fizycznej komunikacji między stacjami.

Urządzenia pomocnicze (II)
•	Bridge (most):
–	Urządzenie które filtruje pakiety pomiędzy sieciami decydując o tym czy przekazać dalej pakiet czy nie (zgodnie z przeznaczeniem pakietu). Pakiety pochodzą ze wszystkich sieci do których mostek jest podłączony. Praca na poziomie łącza danych.

Urządzenia pomocnicze (III)
•	Koncentrator (hub):
–	Elementarny węzeł komunikacyjny w sieci LAN umożliwiający łączenie i rozgałęzianie dróg komunikacyjnych. 
–	Hub pasywny - tworzy konfigurację gwiazdową z segmentu sieci i nie wzmacnia sygnału. 
–	Hub aktywny - zawiera obwody elektroniczne wzmacniające sygnał, co pozwala na zwiększenie długości przewodów między stacjami

Przykład - sieć lokalna 
na koncentratorach
Urządzenia pomocnicze (IV)
•	Switch 
–	Urządzenie które łączy oddzielne sieci LAN oraz zapewnia filtrowanie pakietów między nimi. 
–	Większe opóźnienia transmisji
–	Switch LAN jest urządzeniem z pewną liczbą portów, z których każdy może współpracować z siecią Ethernet lub czasem także z Token Ring.
–	Cache - techniki fast forward i store&forward

Przykład - switch
Urządzenia pomocnicze (V)
•	Router
–	Urządzenie do kierowania pakietów w sieci zgodnie z informacją adresową, zawartą w warstwie sieciowej pakietu. 
–	Służy do tworzenia sieci rozległych, zapewniając filtrację pakietów i kontrolę ruchu między sieciami LAN. Sprawdza informację po odebraniu kompletnego pakietu o drodze jego przebiegu, zawartą w samym pakiecie danych i przesyła go do innej sieci tylko wtedy, gdy adres przeznaczenia wskazuje tę inną sieć, dzięki temu routery nie przesyłają poza sieć lokalną informacji rozgłoszeniowych. 
–	W celu określenia dróg przesyłania pakietów przechowuje tablice adresowe innych routerów w sieci. 
–	Komunikacja w sieci o dowolnej topologii: pakiet jest przesyłany po najlepszej drodze. Definicja najlepszej drogi zależy od stosowanego protokołu kierowania pakietów. 

Urządzenia pomocnicze (VIII)
•	Transceiver - medium pośredniczące pomiędzy interfejsem sieciowym a faktyczną siecią. 
•	Podłączane bezpośrednio do sieci, a do interfejsu za pośrednictwem kabla AUI (Attachment Unit Interface)

Karty sieciowe (I)
•	Czasem określana jest mianem NIC (Network Interface Card). Jest to urządzenie łączące komputer z siecią komputerową zawierające dwa interfejsy - jeden, do połączenia z siecią (RJ45, BNC, swiatłowód, radio), drugi - z komputerem (ISA, PCI, USB, PCMCIA)	

Karty sieciowe (II)
•	Złącze RJ45 - podłączenie przewodu UTP
•	Złącze BNC - podłączenie przewodu koncentrycznego
Szafy krosownicze (II)
•	System klimatyzacji
•	Dostęp do urządzeń, montaż w standardzie 10 lub 19 cali
•	Centralny system stabilizacji zasilania
•	Patchpanele
•	Terminale konfiguracyjne
•	Zabezpieczenie urządzeń przed ingerencją osób nieupoważnionych

Komputer w sieci
•	Serwery 
–	Dedykowane - umożliwiające użytkownikom dostęp do swoich usług, nie można na nich uruchamiac programów,
–	Niededykowane - umożliwiające dostęp do aplikacji, plików, drukarek, 
–	Specjalizowane - przeznaczone do realizacji specjalnych usług, takich jak obsługa poczty elektronicznej. 
•	Stacje robocze
Sieci typu 
LAN, MAN, WAN
•	Rozróżniane są przez:
–	Szybkość transmisji (ilość danych możliwych do przesłania w jednostce czasu),
–	Opóźnienia propagacyjne,
–	Efektywność wykorzystania łączy,
–	Maksymalny zasięg. 

LAN
•	LAN Local Area Network 
•	Umożliwiają wymianę zbiorów informacji, 
wspólne użytkowanie zasobów oraz
	komunikatów między użytkownikami
	znajdującymi się na niewielkim obszarze
	geograficznym (zwykle laboratorium, biuro).
 
•	Szybkość transmisji: 1 Mb/s - 1 Gb/s

MAN
•	Metropolitan Area Network
•	Umożliwiają wymianę zbiorów informacji, 
wspólne użytkowanie zasobów oraz
	komunikatów między użytkownikami
	znajdującymi się na obszarze geograficznym
	o średnicy do około 50 km.
•	Z reguły  oparta na pętli światłowodowej i ATM
•	Szybkość transmisji: kilka Mb/s - setki Mb/s

WAN
•	WAN - Wide Area Network 
•	Sieci rozległe łączą ze sobą oddzielne sieci 
	LAN, MAN

•	Używają różnorodnych rodzajów mediów transportowych: zwykłych sieci telefonicznych, łącz satelitarnych, magistral światłowodowych innych. 

Sieć WAN w Polsce
•	X.25 - powszechnie sieci z komutacją pakietów, rozwijane na bazie kanałów telefonicznych, do których dostęp realizowany był za pośrednictwem modemu, 4000 kanałów wirtualnych, ośrodki akademickie, POLPAK, TELBANK
•	FrameRelay - pomost do ATM, sieć funkcjonująca w trybie połączeniowym, łącza satelitarne i kable podmorskie, prędkość 2Mb/s, 34Mb/s i 45Mb/s.
•	ATM:
–	PKP: sieć połączeń biegnących równolegle do linii kolejowych
–	TPSA: linie 2,4Gb/s, system gwiazdy z centralą w Warszawie
–	TEL-ENERGO PSE: wykorzystanie sieci połączeń energetycznych “podwieszając” kabel komunikacyjny pod przewód szczytowy linii energetycznej
ISDN
•	ISDN - (Integrated Services Digital Network)
•	Sieć cyfrowych połączeń lokalnych dla indywidualnych użytkowników
•	Integracja wielu usług na bazie jednej technologii
•	System kanałów, z wyróżnionym kanałem sygnalizacyjnym stosowanym do zestawiania połączeń na pozostałych
•	Standardy:
–	ISDN BRI (Basic Rate Interface) - trzy kanały dwa po 64 kbps, jeden 16 kbps (sygnalizacyjny)
–	ISDN PRI (Primary Rate Interface) - 23 kanały do transmisji głosu i danych po 64 kbps każdy, jeden sygnalizacyjny 64 kbps
Techniki DSL (I)
•	DSL - (Digital Subscriber Line)
•	Zasięg modemów około 6 km
•	Wykorzystanie wielu częstotliwości przekazu - dolne pasmo to analogowy przekaz dźwięku, górne - danych cyfrowych
•	Rodzaje:
–	DSL - pasmo duplex, do 160 kbps
–	HSDL (High), SDSL (Single) - pasmo duplex, do  2048 kbps
–	ADSL (Asymmetric)- do 9 Mbps downstream, do 640 kbps upstream
–	VDSL (Very high)- do 53 Mbps downstream, do 13 Mbps upstream

Techniki DSL (II)
•	Zasięg modemów: 3 - 6 km
•	Transmisja danych szerokopasmowa, w pasmach 0-120 kHz (DSL, współdzielenie pasma z telefonem), 80-240 kHz dla SDSL, HDSL, 30 -1104 kHz dla ADSL, VDSL
•	W przypadku ADSL, VDSL stało się możliwe także wsparcie protokołu ATM (obok IP). Tutaj też zestawiane są trzy kanały logiczne ( upstream, downstream, telefon)

Techniki DSL (III)
•	Kanały DSL w zakresach swoich częstotliwości (przykład ADSL)
Standardy sieci IEEE 802
•	Dotyczą protokołów warstwy drugiej w sieciach lokalnych
–	802.3 Ethernet
–	802.4 Token Bus
–	802.5 Token Ring
–	802.11 Wireless Lan (łączność bezprzewodowa)
•	802.11A – 54 Mb/s
•	802.11B – 11Mb/s
–	802.15 PAN (Bluetooth)

Token Ring (I)
•	Skonstruowana przez IBM in the 1970s
•	Stacje połączone są w fizyczny pierścień: każda stacja posiada połączenie z bezpośrednio poprzednią i następną
•	Fizycznym interfejsem jest TCU (Trunk Coupling Unit)
–	Gdy stacja jest włączona przetwarza token i przekazuje dalej
–	Gdy stacja jest wyłączona token przekazywany jest z jej pominięciem
•	Transmisje posiadają priorytety, stacje mogą zamawiać token gdy zachodzi potrzeba transmisji
•	Stacje robocze przyłącza się do koncentratorów nazywanych jednostkami MAU (Multistation Access Unit)
Token Ring (III)
•	Łączenie jednostek MAU:
–	Każda jednostka MAU dysponuje gniazdkami typu RingIn i RingOut, służącymi do łączenia jej z innymi jednostkami MAU
–	Można ze sobą połączyć ze sobą do 12 jednostek MAU
–	Dzięki zwielokrotnieniu połączeń pomiędzy MAU - automatyczna obsługa przypadku przerwania kabla
FDDI

•	(Fiber Distributed Data Interface)
•	Protokół oparty na przekazywaniu tokenu
•	Postać ramki podobne do Token Ring
•	Standard opracowany z założeniem użycia światłowodu jako medium transmisji
•	Szybkość 100 MB/s
•	Typowa sieć miejska
•	Często wykonywana jako sieć szkieletowa
•	Duża niezawodność
•	Max stacji 500
•	Dwa przeciwbieżne pierścienie
•	W przypadku awarii (przerwanie pierścieni) stacje realizują transmisję zwrotną

ATM (I)
•	ATM - Asynchronous Transfer Mode
•	Jednostka komunikacyjna: celka ATM
•	Celka nadchodzące do przełącznika kierowane są na właściwą drogę (do kolejnego przełącznika) na podstawie zawartych w nagłówku informacji adresowych (przy czym przełączanie pakietów następuje sprzętowo) 
•	Pomiędzy stacjami źródłową a docelową zestawiane jest logiczne połączenie, zwane kanałem wirtualnym VCC (Virtual Channel Connection)
•	Zestaw kanałów o wspólnym węźle docelowym tworzy tzw. wirtualną ścieżkę VPC (Virtual Path Connection)

ATM (II)
•	Celka ATM:
–	Długość stała: 53 bajty, dzięki temu znaczne uproszczenie formatu i budowy przełącznic ATM. 5 bajtów to nagłówek, 48 - ładunek
–	W skład celki ATM wchodzą identyfikatory między innymi VPI (8 bitów), VCI (16 bitów), pole priorytetu, flaga celki technicznej (PT - payload type) oraz dane.
–	Spory narzut na nagłówki (5 bajtów nagłówka, czyli 10% wielkości celki)
–	Celka nie posiada w sobie adresu docelowego dla danych, jedynie identyfikatory połączeń VCC i VPC
–	Dzięki VPC celki nie mogą się wyprzedzać

ATM (III)
•	Adresacja ATM
–	20 bajtowy adres, struktura hierarchiczna, w niej między innymi numer telefonu adresata, id kraju, ID jednostki administrującej itp.
•	Połączenia ATM
–	PVC (Permament Virtual Connection) - połączenie trwałe, zestawiane ręcznie w przełącznicy ATM
–	SVC (Switched Virtual Connection) - połączenie zestawiane automatycznie na podstawie protokołu rutingu, podobnie do IP. 

ATM (IV)
•	W wyróżnia się dwa rodzaje interfejsów sieciowych ATM:
–	UNI - interfejs do urządzenia końcowego (stacji kończącej wirtualną ścieżkę) 
–	NNI - interfejs do innej przełącznicy ATM (pomiędzy przełącznicami)
•	Zadania przełącznicy ATM to:
–	przekazywanie celek
–	mapowanie VPI/VCI na porty fizyczne