Elementy Sieci

Cztery elementy sieci

W podstawowym modelu sieci komunikacyjnej wyróżnia się cztery elementy. Ich rozróżnienie porządkuje opis działania sieci: przesyłanych danych, sposobu transmisji, lokalizacji źródła i celu oraz reguł obowiązujących podczas komunikacji.

• Wiadomości (pakiety i ramki): Są to jednostki informacji przenoszone w sieci. Dłuższa wiadomość jest dzielona na mniejsze bloki, które mogą być pakietami lub ramkami, zależnie od warstwy i technologii.
• Urządzenia sieciowe: Są to fizyczne elementy sprzętowe, które wysyłają, odbierają i przekazują wiadomości. Stanowią materialną część sieci.
• Medium transmisyjne: Jest to fizyczny kanał, którym wiadomość dociera od źródła do celu. Może nim być przewód, włókno światłowodowe albo przestrzeń dla transmisji radiowej.
• Reguły (protokoły): Są to zestawy zasad i uzgodnień określające formatowanie, transmisję, kierowanie i interpretację wiadomości. Umożliwiają wymianę danych między urządzeniami różnych producentów.

Urządzenia sieciowe w bliższym ujęciu

Wśród urządzeń sieciowych wyróżnia się dwie główne kategorie: końcowe, które są źródłem lub odbiorcą danych, oraz pośredniczące, które przekazują dane i łączą segmenty sieci. Granica zależy od roli urządzenia w danym przepływie.

Urządzenia końcowe (hosty)

Urządzenie końcowe, czyli host. Komunikacja sieciowa rozpoczyna się lub kończy w hoście, a jego interfejs może mieć adres sieciowy, na przykład adres IP.

Przykłady urządzeń końcowych: Komputery stacjonarne, laptopy, serwery, drukarki sieciowe, telefony VoIP, kamery bezpieczeństwa oraz urządzenia mobilne, takie jak smartfony, tablety i skanery kodów kreskowych.

W zależności od oprogramowania host może pełnić jedną rolę albo łączyć kilka ról w sesji komunikacyjnej:

• Klient: Host, który żąda informacji lub usług od serwera.
• Serwer: Host, który dostarcza informacje lub usługi klientom.
• Rola podwójna: Urządzenie może działać jednocześnie jako klient i serwer, zależnie od aplikacji. W aplikacji peer-to-peer (P2P) komputer pobiera pliki od innych hostów i udostępnia własne.

Urządzenia pośredniczące

Urządzenia pośredniczące przekazują dane między hostami i sieciami, tworząc intersieć. Łączą hosty z segmentem sieci lub łączą wiele sieci. Ich działanie zależy od typu urządzenia i warstwy, w której operuje.

Przykłady urządzeń pośredniczących: urządzenia dostępowe, takie jak koncentratory, przełączniki i bezprzewodowe punkty dostępowe, oraz urządzenia łączące sieci, takie jak routery.

Funkcje urządzeń pośredniczących

Urządzenia te mogą wykonywać następujące funkcje związane z przepływem danych:

• Regenerują i retransmitują sygnały: Regeneratory odtwarzają sygnał i przesyłają go dalej, co wydłuża odcinek transmisyjny.
• Utrzymują informacje o ścieżkach w sieci: Routery budują i aktualizują tablice routingu, aby wybrać następny etap trasy pakietu.
• Powiadamiają inne urządzenia o błędach i awariach: Wybrane urządzenia zgłaszają problemy z łączem, co wspiera diagnostykę i zmianę trasy.
• Kierują dane alternatywnymi ścieżkami w przypadku awarii łącza, gdy dostępne jest połączenie zapasowe.
• Klasyfikują i kierują wiadomości zgodnie z priorytetami Jakości Usługi (QoS).
• Zezwalają na przepływ danych lub go blokują na podstawie reguł kontroli dostępu.

Media sieciowe: ścieżki transmisji

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

Typy mediów i kodowanie sygnału

• Przewody metalowe w kablach (media miedziane): Jest to często stosowany 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, zapewniając duże prędkości i odporność na zakłócenia elektromagnetyczne.
  • 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.