25

Co to jest sieć komputerowa?

Sieć komputerowa to połączenie różnych urządzeń, które mogą się między sobą wymieniać danymi. Mogą to być laptopy, komputery stacjonarne, smartfony, tablety – wszystko, co potrafi podłączyć się do sieci. Takie urządzenia często nazywa się urządzeniami końcowymi, hostami albo po prostu klientami.

Żeby mogły się ze sobą „dogadać”, muszą być połączone w określony sposób – przewodowo lub bezprzewodowo. W praktyce wystarczy, że urządzenie ma kartę sieciową albo moduł Wi-Fi, żeby mogło wysyłać i odbierać dane.

Jeśli chcesz zrozumieć, jak działa sieć komputerowa i rozwiązywać typowe problemy z połączeniem, warto zacząć od podstaw. W tym artykule opowiem o najważniejszych pojęciach, elementach sieci oraz podstawowych zasadach jej działania, tak żeby całość była, jak najbardziej zrozumiała.

Przebieg transmisji sieciowej

Transmisja danych pomiędzy urządzeniami jest obsługiwana przez media transmisyjne. To po prostu „droga”, którą poruszają się pakiety danych. Możemy podzielić je na dwa główne typy:

• media kablowe – np. skrętka, światłowód, kabel koncentryczny
• media bezprzewodowe – głównie fale radiowe (np. Wi-Fi)

To właśnie dzięki nim urządzenia w sieci mogą się „widzieć” i wymieniać informacjami.

Dwa komputery to już sieć… a co dalej? Urządzenia pośredniczące

Do stworzenia sieci komputerowej wystarczy połączyć ze sobą dwa komputery. Problem pojawia się, gdy chcesz podłączyć trzy, pięć albo kilkanaście urządzeń, a zwykły kabel ma przecież tylko dwa końce. I tu wchodzą do gry urządzenia pośredniczące.

Do takich urządzeń zaliczamy m.in.:

• koncentratory (huby) i przełączniki (switche) – używane głównie w sieciach przewodowych
• punkty dostępowe (access pointy) – wykorzystywane w sieciach bezprzewodowych (Wi-Fi)

Obrazowo urządzenia te możemy porównać do listwy zasilającej, dzięki której możemy wpiąć do gniazdka więcej urządzeń.

Więcej szczegółów o powyższych urządzeniach znajdziesz w kolejnych artykułach – tam rozbijemy temat na czynniki pierwsze.

Topologia sieci – mapa połączeń

Sposób, w jaki te urządzenia są ze sobą fizycznie lub bezprzewodowo połączone, nazywamy topolo. Możesz myśleć o topologii sieci jak o schemacie/mapie sieci, pokazującej kto jest z kim połączony. Dla lepszego zrozumienia posłużę się stworzoną przeze mnie przykładową topologią sieci.

Komputery podłączone do przełącznika (lub innego urządzenia rozdzielającego sygnał) w zupełności wystarczą, aby utworzyć prostą sieć lokalną LAN. Taka sieć w zupełności wystarczy, aby urządzenia w jednym biurze czy domu mogły się ze sobą komunikować, udostępniać pliki czy korzystać z drukarki sieciowej.

Sama sieć LAN nie daje jednak automatycznie dostępu do Internetu. Żeby połączyć się z globalną siecią, potrzebujesz urządzenia zwanego routerem. Router kieruje ruch poza sieć lokalną – zwykle podłącza się go do jednego z portów przełącznika. Dzięki temu sieć LAN uzyskuje dostęp do sieci WAN (sieci rozległej).

Sieć WAN obejmuję większy obszar geograficzny, np. miasto, kraj, a nawet cały świat.

Jest też pojęcie sieci MAN. Jest to rodzaj sieci obejmującej swoim zasięgiem obszar miasta. W praktyce często opiera się o światłowody, łącząc ze sobą rozproszone sieci LAN.

Adresacja – skąd urządzenie wie, dokąd wysłać dane?

Samo podłączenie urządzeń do przełącznika to za mało. Urządzenia muszą jeszcze wiedzieć, dokąd wysłać dane.

W momencie, gdy wysyłasz do kogoś list, wpisujesz na nim jego adres. W sieciach komputerowych działa to podobnie – służy do tego adres IP. Każdemu urządzeniu w sieci przypisuje się więc odpowiednie dane adresowe.

W przypadku gdy chcesz komunikować się tylko pomiędzy urządzeniami w sieci lokalnej, zwykle wystarczy przypisać im:

• adres IP
• maskę podsieci

Jeśli chcesz mieć też dostęp do Internetu, potrzebujesz dodatkowo:

• bramy domyślnej (czyli adres routera)
• serwera DNS (tłumaczy nazwy domen na adresy IP)

Dobrą (i prostą) porcję wiedzy o IP, masce podsieci, bramie domyślnej i DNS znajdziesz też na blogu Pasja Informatyki.

Topologia fizyczna i logiczna

Skoro wiesz już, czym jest sieć i z czego się składa, możemy przejść do opisania dwóch ważnych pojęć: topologii fizycznej i topologii logicznej.

Topologia fizyczna pokazuje, jak sieć wygląda „na żywo”, między innymi gdzie znajdują się urządzenia pośredniczące, jak poprowadzone są kable oraz w jakich pomieszczeniach znajduje się sprzęt.

W skrócie: wszystkie urządzenia sieciowe, okablowanie, gniazda, złącza RJ45 tworzą fizyczną stronę sieci.

Z kolei topologia logiczna opisuje to, czego nie widać gołym okiem. Ma ona charakter bardziej abstrakcyjny, definiuje sposób przesyłania danych, reguły komunikacji między urządzeniami oraz protokoły sieciowe, z których korzystają.

Dane w topologii logicznej są zorganizowane w warstwy. Najczęściej spotkasz dwa modele: model OSI oraz model TCP/IP. Omówię je w osobnym artykule, a na teraz zapamiętaj:

• każda warstwa zawiera określone protokoły
• każda warstwa odpowiada za konkretne zadania

Przykład: warstwa sieciowa zawiera m.in. protokół IP i odpowiada za adresowanie sieciowe oraz kierowanie pakietów do odpowiedniego miejsca.

Intranet i Extranet

Istnieje też umowny (nazewniczy) podział sieci na Intranet i Extranet.

Intranet to wewnętrzna sieć firmy lub organizacji, dostępna tylko dla uprawnionych osób (np. pracowników). Mogą się tam znajdować wewnętrzne aplikacje, dokumenty, systemy HR albo narzędzia produkcyjne.

Extranet to rozszerzenie intranetu na osoby lub firmy z zewnątrz. Przykładowo firma może dać dostęp do części zasobów partnerom biznesowym, dostawcom albo klientom. Przykładowo: producent samochodów udostępnia część systemów firmie dostarczającej silniki.

Rodzaje środowisk sieciowych

Podstawowym zadaniem sieci komputerowej jest łączenie wielu urządzeń po to, by można było udostępniać i wymieniać zasoby. Zwykle spotkasz dwie role:

• serwery – udostępniają zasoby (np. pliki, drukarki, strony WWW)
• klienci – korzystają z zasobów i wysyłają żądania

W zależności od sposobu wymiany zasobów wyróżniamy dwa główne modele: klient–serwer oraz peer-to-peer (P2P).

Środowisko klient-server

W modelu klient–serwer centralny serwer dostarcza usługi, a klienci wysyłają do niego żądania. Serwer może udostępniać m.in.:

• strony internetowe
• pliki i foldery sieciowe
• pocztę elektroniczną
• drukarki sieciowe

Świetnym przykładem jest wspomniana wyżej usługa poczty e-mail. Na komputerze możemy zainstalować klienta poczty elektronicznej, który będzie wysyłał żądania do serwera poczty elektronicznej w celu sprawdzenia, czy na serwerze znajdują się nowe wiadomości. Jeśli są wówczas serwer odsyła je do klienta, a my widzimy je w skrzynce odbiorczej.

Środowisko peer-to-peer (P2P)

Drugim modelem komunikacji w sieci komputerowej jest peer-to-peer. W sieciach P2P wszystkie komputery podłączone do sieci mogą spełniać zarówno role klienta wysyłającego zapytania, jak i serwera odpowiadającego na zapytania. W takim środowisku wszystkie systemy są traktowane jako równe. Nie ma jednego, centralnego serwera odpowiedzialnego za wszystkie usługi. Dzięki temu model P2P świetnie sprawdza się np. przy bezpośredniej wymianie plików między użytkownikami.