Cztery Filary Sieci

Każda sieć komunikacyjna, od najprostszej do najbardziej złożonej, opiera się na czterech fundamentalnych elementach. Zrozumienie tych czterech filarów jest pierwszym krokiem do zrozumienia, jak działają sieci. Są to „co”, „jak”, „gdzie” i „jakie są zasady” komunikacji danych.

• Wiadomości (Pakiety/Ramki): Są to jednostki informacji, które podróżują przez sieć. Długa wiadomość jest dzielona na mniejsze, łatwiejsze w zarządzaniu bloki zwane pakietami lub ramkami.
• Urządzenia Sieciowe: Są to fizyczne komponenty sprzętowe, które wysyłają, odbierają i przekazują wiadomości. Stanowią one materialne fundamenty sieci.
• Medium Transmisyjne: Jest to fizyczny kanał lub ścieżka, którą wiadomość pokonuje od źródła do celu. To jest „droga” dla naszych danych.
• Reguły (Protokoły): Są to zestawy zasad i umów, które regulują, jak wiadomości są formatowane, przesyłane, kierowane i interpretowane. Zapewniają, że różne urządzenia mogą komunikować się w uporządkowany i zrozumiały sposób.

Bliższe Spojrzenie na Urządzenia Sieciowe

Urządzenia sieciowe można ogólnie podzielić na dwie główne kategorie: Urządzenia Końcowe, które są źródłem i odbiorcą danych, oraz Urządzenia Pośredniczące, które łączą sieć i zapewniają dotarcie danych do celu.

Urządzenia Końcowe (Hosty)

Urządzenie końcowe, czyli Host, to miejsce, w którym działają aplikacje sieciowe i gdzie komunikacja danych się rozpoczyna lub kończy. Każdy host w sieci jest identyfikowany przez adres.

Przykłady urządzeń końcowych to: Komputery (stacjonarne, laptopy, serwery), drukarki sieciowe, telefony VoIP, kamery bezpieczeństwa i urządzenia mobilne (smartfony, skanery kodów kreskowych).

W zależności od zainstalowanego oprogramowania, host może pełnić jedną z dwóch ról w sesji komunikacyjnej:

• Klient: Host, który żąda informacji lub usług od serwera.
• Serwer: Host, który dostarcza informacje lub usługi klientom.
• Rola Podwójna: Wiele nowoczesnych urządzeń może działać jednocześnie jako klient i serwer, w zależności od aplikacji. Na przykład, Twój komputer jest klientem, gdy przeglądasz strony internetowe, ale może działać jako serwer, gdy udostępniasz pliki w sieci peer-to-peer.

Urządzenia Pośredniczące: Kierownicy Ruchu w Sieci

Urządzenia pośredniczące zapewniają łączność i dbają o płynny przepływ informacji w sieci. Łączą one poszczególne hosty z siecią, a także mogą łączyć wiele niezależnych sieci, tworząc tzw. intersieć.

Przykłady urządzeń pośredniczących to: urządzenia dostępowe (koncentratory, przełączniki, bezprzewodowe punkty dostępowe) oraz urządzenia łączące sieci (routery).

Funkcje Urządzeń Pośredniczących

Urządzenia te pełnią kluczowe funkcje w zarządzaniu przepływem danych:

• Regenerują i retransmitują sygnały: Wzmacniają i „czyszczą” sygnały, aby mogły podróżować na większe odległości bez degradacji.
• Utrzymują informacje o ścieżkach w sieci: Routery przechowują tablice routingu, aby podejmować decyzje o najlepszej drodze dla pakietu.
• Powiadamiają inne urządzenia o błędach i awariach: Mogą wysyłać alerty, gdy łącze przestaje działać, umożliwiając przekierowanie ruchu.
• Kierują dane alternatywnymi ścieżkami w przypadku awarii łącza, zapewniając niezawodność sieci.
• Klasyfikują i kierują wiadomości zgodnie z priorytetami Jakości Usługi (QoS).
• Zezwalają na przepływ danych lub go blokują na podstawie ustawień bezpieczeństwa, działając jak strażnicy sieci.

Media Sieciowe: Fizyczne Ścieżki

Medium Sieciowe to fizyczny kanał, którym przesyłane są wiadomości od źródła do celu. Różne typy mediów mają różne charakterystyki, koszty i poziomy wydajności oraz wymagają różnych metod kodowania sygnałów.

Typy Mediów i Kodowanie Sygnału

• Przewody Metalowe w Kablach (Media Miedziane): Jest to najczęstszy typ okablowania, obejmujący kable koncentryczne i skrętki.
  • Kodowanie Sygnału: Dane są reprezentowane przez wzorce impulsów elektrycznych.
• Włókna Szklane lub Plastikowe (Media Światłowodowe): Te kable przesyłają dane w postaci impulsów światła, oferując bardzo duże prędkości i odporność na zakłócenia elektryczne.
  • Kodowanie Sygnału: Dane są reprezentowane przez impulsy światła, zazwyczaj w zakresie widzialnym lub podczerwonym.
• Transmisja Bezprzewodowa: Dane są przesyłane za pomocą fal elektromagnetycznych, takich jak fale radiowe.
  • Kodowanie Sygnału: Dane są reprezentowane przez wzorce i modulacje fal elektromagnetycznych.