E-materiały do kształcenia zawodowego

Lokalna sieć komputerowa

INF.02. Administracja i eksploatacja systemów komputerowych, urządzeń peryferyjnych i lokalnych sieci komputerowych - Technik informatyk 351203

bg‑violet

Model ISO/OSI i TCP/ IP

GRAFIKA INTERAKTYWNA

sp

Spis treści

  1. Model ISO/OSIModel ISO/OSI

  2. Model TCP/IPModel TCP/IP

  3. Okablowanie strukturalneOkablowanie strukturalne

  4. Lokalne sieci komputeroweLokalne sieci komputerowe

1

1. Model ISO/OSI

RmqBfWlgN4sYL
Nagranie tożsame z tekstem poniżej.

Model OSI (Open Systems Interconnection) to teoretyczny model komunikacyjny, opracowany przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), który definiuje standardową strukturę dla komunikacji między urządzeniami w sieciach komputerowych. Model ISO/OSI składa się z siedmiu warstw, z których każda pełni określone funkcje i współdziała z warstwami sąsiednimi.

RkIrciaEYjcMz1
Grafika interaktywna przedstawia warstwy modelu ISO/OSI. Pod tytułem widać siedem nazw warstw. Przy każdej warstwie znajduje się przycisk. Kliknięcie na niego wyświetla opis. Opis można odczytać lub odsłuchać za pomocą odtwarzacza audio.
Warstwa fizyczna
Warstwa fizyczna odpowiada za przesyłanie surowych bitów przez medium transmisyjne, takie jak przewody, światłowody itp. Określa parametry elektryczne, mechaniczne i proceduralne dotyczące przesyłania bitów.
Warstwa łącza danych
Warstwa łącza danych zarządza bezpośrednim przesyłaniem danych między sąsiednimi urządzeniami. Segmentuje dane na ramki, kontroluje błędy, steruje przepływem i dostarcza adresy fizyczne (na przykład adresy MAC).
Warstwa sieci
Warstwa sieci odpowiada za routowanie danych między różnymi sieciami. Przeprowadza adresację logiczną i ustala optymalne trasy przesyłania danych
Warstwa transportu
Warstwa transportu zapewnia komunikację między aplikacjami działającymi na urządzeniach końcowych. Dzieli dane na segmenty, obsługuje kontrolę przepływu, zarządzanie błędami i zapewnienie integralności danych.
Warstwa sesji
Warstwa sesji zarządza zestawianiem, utrzymaniem i zakończeniem sesji komunikacyjnych między urządzeniami. Odpowiada za synchronizację i kontrolę dialogu między aplikacjami.
Warstwa prezentacji
Warstwa prezentacji odpowiada za reprezentację i kodowanie danych w sposób zrozumiały dla aplikacji. Zajmuje się również kompresją, szyfrowaniem i dekodowaniem danych.
Warstwa aplikacji
Warstwa aplikacji to interfejs między użytkownikiem a siecią. Obejmuje protokoły, takie jak HTTP (Hypertext Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) i wiele innych, które umożliwiają komunikację między aplikacjami.
1. Model ISO/OSI
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

2

2. Model TCP/IP

R1UwgkgzSJdff
Nagranie tożsame z tekstem poniżej.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) to zestaw protokołów komunikacyjnych używanych do przesyłania danych w sieciach komputerowych, takich jak internet. TCP/IP jest podstawowym modelem komunikacyjnym, który składa się z dwóch głównych protokołów: TCP i IP.

Protokół IP (Internet Protocol) jest odpowiedzialny za adresowanie i routowanie danych w sieci. Każde urządzenie w sieci ma swój unikalny adres IP, który identyfikuje je w sieci. Protokół IP dzieli dane na pakiety i przesyła je z jednego urządzenia do drugiego przez różne sieci.

Protokół TCP (Transmission Control Protocol) jest protokołem warstwy transportowej, który zapewnia niezawodne strumieniowe przesyłanie danych między aplikacjami. TCP umożliwia kontrolę błędów, odtwarzanie kolejności pakietów, sterowanie przepływem danych, dzięki czemu dane są dostarczane poprawnie i kompletnie.

TCP/IP jest modelem otwartym, co oznacza, że może być używany w różnych typach sieci, nie tylko w internecie. Ten model stał się standardem dla komunikacji w sieciach komputerowych i umożliwia interoperacyjność między różnymi systemami i urządzeniami. TCP/IP jest szeroko stosowany we współczesnych sieciach komputerowych, umożliwiając przesyłanie danych na skalę globalną.

RatnPeIY1mVLk1
Grafika interaktywna przedstawia warstwy modelu TCP/IP. Pod tytułem widać cztery nazwy warstw. Przy każdej warstwie znajduje się przycisk. Kliknięcie na niego wyświetla opis. Opis można odczytać lub odsłuchać za pomocą odtwarzacza audio.
Warstwa aplikacji
Warstwa aplikacji zapewnia użytkownikom możliwość korzystania z różnorodnych usług sieciowych, takich jak przeglądanie stron WWW, obsługa poczty elektronicznej, wymiana plików, połączenia terminalowe oraz korzystanie z komunikatorów. Stanowi najbliższy interfejs między użytkownikiem a zasobami sieciowymi, umożliwiając pełne wykorzystanie nowoczesnych usług sieciowych. Gdy używamy komputera i uruchamiamy przeglądarkę internetową, aktywujemy sieć na poziomie warstwy aplikacji.
Warstwa transportu
Warstwa transportu umożliwia efektywną obsługę komunikacji między urządzeniami. W tej warstwie dane są dzielone na mniejsze fragmenty, a następnie dostarczane są do nich dodatkowe informacje, które pozwalają zarówno przyporządkować je do konkretnej aplikacji na urządzeniu docelowym, jak i ułożyć je na urządzeniu docelowym w odpowiedniej kolejności.
Warstwa internetowa
Warstwa internetowa odnajduje najkrótszą i najszybszą trasę do urządzenia docelowego przez sieć rozległą. Warstwa ta zajmuje się także adresowaniem danych przy użyciu adresów logicznych (adresów IP).
Warstwa dostępu do sieci
Warstwa dostępu do sieci przekształca dane na postać czystych bitów (zer i jedynek) i przesyła je do medium transmisyjnego, jednocześnie adresując je przy użyciu adresów fizycznych (adresy MAC).
2. Model TCP/IP
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

31

Droga pakietu w architekturze modelu TCP/IP

R1We2dGxUj3n2
Grafika interaktywna przedstawia drogę pakietu w architekturze modelu TCP/IP. Grafika podzielona jest na dwie kolumny, na nadawcę pakietu i odbiorcę pakietu. Połączone są one ze sobą linią podpisaną jako sieć internet.
W obu kolumnach znajduje się pięć wierszy. Są to warstwa aplikacji, warstwa transportu, warstwa internetowa, warstwa łącza danych, warstwa fizyczna. Przy każdym wierszu znajduje się guzik z kolejnym numerem. Numer szósty znajduje się przy sieci internet. Po kliknięciu na przycisk wyświetli się opis, który można odczytać lub odsłuchać za pomocą odtwarzacza audio.
Nadawca pakietu. Warstwa aplikacji rlogin host, strzałka w dół do warstwy transportu segmentu TCP, strzałka w dół do warstwy internetowej datagran IP, strzałka w dół do warstwy łącza danych ramka, strzałka w dół do warstwy fizycznej ramka.
Odbiorca pakietu. Tu strzałki prowadzą od warstwy fizycznej ramki w górę do warstwy łącza danych ramki, do warstwy internetowej datagram IP, do warstwy transportu segment TCP, do warstwy aplikacji odbiór żądania.
Punkt pierwszy. Warstwa aplikacji – inicjacja komunikacji przez użytkownika
Użytkownik nadawca wysyła wiadomość lub wydaje polecenie, które musi uzyskać dostęp do odbiorcy. Protokół aplikacji formatuje pakiet, aby TCP lub UDP mogły go obsłużyć. Przykładem jest polecenie rlogin, które korzysta z TCP do przesyłania danych jako strumień bajtów. Inne protokoły, takie jak NIS+, używają UDP i wymagają sformatowania pakietu jako wiadomości.
Punkt drugi. Warstwa transportowa – enkapsulacja danych
Protokoły warstwy transportowej, takie jak TCP i UDP, rozpoczynają proces enkapsulacji danych. TCP segmentuje dane na segmenty i dołącza nagłówki zawierające informacje o nadawcy, odbiorcy, kolejności i sumie kontrolnej. TCP używa trójstronnego handshake’u do nawiązania połączenia. UDP tworzy pakiety z wiadomości otrzymanych z warstwy aplikacji i dołącza nagłówki z informacjami o portach, długości i sumie kontrolnej. UDP nie zapewnia potwierdzenia odbioru.
Punkt trzeci. Warstwa internetowa – datagramy IP
Warstwa internetowa obsługuje segmenty i pakiety TCP oraz UDP. Protokół IP formatuje je jako datagramy IP i przypisuje adresy IP nadawcy i odbiorcy. Datagramy IP zawierają nagłówek IP z informacjami takimi jak adresy IP, długość datagramu i kolejność. Jeśli datagram przekracza dopuszczalny rozmiar, jest fragmentowany.
Punkt czwarty. Warstwa łącza danych – następuje ramkowanie
Protokoły warstwy łącza danych, takie jak PPP, formatują datagram IP w ramkę. Protokoły te dołączają trzeci nagłówek i stopkę, aby „oprawić” datagram. Nagłówek ramki zawiera pole sprawdzania redundancji cyklicznej (CRC), które sprawdza błędy podczas przesyłania ramki po nośniku sieciowym. Następnie warstwa łącza danych przekazuje ramkę do warstwy fizycznej.
Punkt piąty. Warstwa fizyczna – przygotowanie ramki do transmisji
Warstwa fizyczna sieci nadawcy odbiera ramki i konwertuje adresy IP na adresy sprzętowe odpowiednie dla nośnika sieciowego. Następnie warstwa fizyczna sieci wysyła ramkę przez nośnik sieciowy.
Punkt szósty. Odbiór pakietu
Po dotarciu do odbiorcy pakiet przechodzi przez kolejne warstwy protokołów TCP/IP w odwrotnej kolejności. Warstwa fizyczna sieci odbiera pakiet w postaci ramki, sprawdza sumę kontrolną CRC i przesyła go do warstwy łącza danych. Warstwa łącza danych usuwa nagłówek ramki i CRC, przekazując ramkę do warstwy internetowej. Warstwa internetowa odczytuje informacje z nagłówka, identyfikuje transmisję i w razie potrzeby odtwarza fragmenty pakietu. Następnie usuwa nagłówek IP i przekazuje datagram do warstwy transportowej. Warstwa transportowa (TCP lub UDP) analizuje nagłówek, określa protokół warstwy aplikacji i usuwa odpowiedni nagłówek. Ostatecznie warstwa aplikacji odbiera wiadomość i wykonuje żądaną operację.
Droga pakietu w architekturze modelu TCP/IP
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

3

3. Okablowanie strukturalne

R1bXSgGLEfWSQ
Grafika interaktywna przedstawia okablowanie strukturalne. Widać trzy piętra budynku. Na każdym piętrze znajdują się określone elementy, opisane w dalszej części tego opisu. Przy danym elemencie znajduje się guzik. Po kliknięciu na niego wyświetla się opis oraz odtwarzacz audio, umożliwiający odsłuchanie opisu.
Na najwyższym piętrze widać laptopa, od którego odchodzi czerwona zygzakowana linia do punktu pierwszego.
Punkt pierwszy. Gniazda abonenckie
Służą jako punkty przyłączenia użytkownika do sieci strukturalnej, będąc jednocześnie końcem okablowania poziomego od strony użytkownika.
Na najwyższym i środkowym piętrze na podłodze znajduje się czerwona linia prowadząca do ściany. Przy linii znajduje się punkt drugi.
Punkt drugi. Okablowanie poziome
Stanowi fragment okablowania pomiędzy punktem rozdzielczym a gniazdem użytkownika.
Przy ścianach, na każdym piętrze znajduje się brązowa skrzynka, przy której jest punkt trzeci. Na środkowym i najwyższym piętrze odchodzi z niej czerwona linia, a na parterze granatowa.
Punkt trzeci. Punkty rozdzielcze
Są to kluczowe miejsca w topologii gwiazdy, służące do konfiguracji połączeń. Punkty rozdzielcze pełnią rolę miejsca, gdzie skrzyżowana jest struktura okablowania poziomego, pionowego i systemowego. Zwykle zawierają aktywny sprzęt zarządzający siecią, np. koncentratory czy przełączniki, często umieszczone w szafach serwerowych.
Brązowe skrzynki są ze sobą połączone jasnozielonymi liniami. Znajduje się przy nich punkt czwarty.
Punkt czwarty. Okablowanie pionowe
Składa się z kabli miedzianych i/lub światłowodów, zazwyczaj umieszczonych w głównych pionach telekomunikacyjnych budynków. Są używane do nawiązywania połączeń między punktami rozdzielczymi systemu.
Na parterze budynku znajdują się niebieskie skrzynki połączone ze sobą i punktami rozdzielczymi granatową linią. Przy skrzynkach znajduje się punkt piąty.
Punkt piąty. Serwerownia
Pomieszczenie przeznaczone do przechowywania, zarządzania i udostępniania dużej ilości danych, serwerów oraz infrastruktury teleinformatycznej. Serwerownia pełni kluczową funkcję w dziedzinie przetwarzania danych i hostingowych usług internetowych.
Przy punkcie rozdzielczym na parterze znajduje się punkt szósty.
Punkt szósty. Połączenia systemowe oraz terminalowe
Realizowane między systemami komputerowymi a systemem okablowania strukturalnego, mają na celu dostarczenie usług teleinformatycznych użytkownikom.
Od punktu rozdzielczego na parterze, na zewnątrz budynku odchodzi zielona linia. Znajduje się przy niej punkt siódmy.
Punkt siódmy. Połączenia telekomunikacyjne budynków
Często określane jako okablowanie międzybudynkowe lub kampusowe. Są to połączenia realizowane za pomocą wielowłóknowego zewnętrznego kabla światłowodowego.
3. Okablowanie strukturalne
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.
1

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

4

4. Lokalne sieci komputerowe

Rg6vsGHandCKV
4. Lokalne sieci komputerowe
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.

Symbole graficzne wybranych urządzeń używanych w schematach

symbol

symbol

RQi665uYCky2n

router

RLFBqRoAucNzL

relacyjna baza danych

R12nagkPgPUPN

koncentrator sieciowy

RDgKwSqMB9SfI

most

RSru1wrwXKD3u

zapora sieciowa

R1NGVW26fFUQH

modem

RdLwmo0dtFtuq

punkt dostępowy

R1bfsCARngLp7

zasilacz awaryjny UPS

R1KLujcWgJ904

przełącznik

Rj919nguVIBHJ

drukarka

RuVaIZ6JBTvtG

serwer

R1GtOatnQsQ5v

telefon

R1SwKPO3J7d9P

laptop

RpWqaIJjXFkvq

stacja robocza

R11BtlctT40XC

router bezprzewodowy

Symbole graficzne łączy używanych w schematach

symbol

opis

RXwgWaA5hxuUN

kabel szeregowy

RGXowVcwlsMu7

kabel ethernetowy prosty

R1G4rLYdN5f4Y

kabel ethernetowy krosowany

RppkoJVhkDtdi

kabel światłowodowy


Schemat lokalnej sieci LAN

RjrQeAOgEyIQK
Schemat lokalnej sieci LAN
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.
RXt30x8bjDKTY
Nagranie tożsame z tekstem poniżej.

Schemat przedstawia lokalną sieć LAN, która składa się z trzech stacji roboczych, przełącznika, routera oraz modemu. Wszystkie te elementy są ze sobą połączone, tworząc sieć komputerową. Przełącznik umożliwia połączenie trzech stacji roboczych, a router połączenie przełącznika z modemem. Modem natomiast umożliwia połączenie z Internetem. Schemat ten przedstawia podstawowe elementy sieci LAN, które są wykorzystywane w większości domowych i małych biurowych sieci komputerowych.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Powiązane ćwiczenia