Počítačové sítě 3

       Tento seriál pojednává o počítačových sítích pro obyčejné lidí, kteří nemají žádné či minimální znalosti o počítačových sítích.  

1.3 Struktura zapojení sítí

          Zde budu popisovat, do jaké fyzické struktury/topologie se dají zapojit síťové prvky jako switch a router.

1.3.1 Hvězdicové zapojení

         Máme třídu a v ní 6 žáků, buď si mohou povídat mezi sebou či zde máme učitelku. Každý žák se na něco může dotázat učitelky a ta mu odpoví. Když se chce žák zeptat na něco jiného žáka, předá dotaz učitelce a učitelka předá dotaz tomu žákovi, komu patří. Ten odpoví tak, že odpověď předá učitelce a učitelka ji předá žákovi, který se ptal. Představme si, že máme 6 počítačů, buď je můžeme propojit tak, že jeden spojíme s druhým a druhý s třetím atd…(třída bez učitelky) či si koupíme switch (přirovnání učitelky) a počítače propojíme s pomocí této krabičky. Veškeré předávání zpráv pak řeší switch, tak jako učitelka předává dotazy mezi žáky. Hvězdicové zapojení ji nazýváme kvůli tomu, že se podobá hvězdě.

          Výhoda tohoto zapojení je jednoduchost a nízká cena, nicméně při poruše centrálního prvku, v tomto případě switche, nebudou moci počítače komunikovat.

 Hvězdicové zapojení

1.3.2 Hierarchické zapojení

        Představme si dělnickou firmu. Máme generálního ředitele firmy, 2 oddělení (skláře a natěrače). Každé oddělení má šéfa. Oddělení sklářů má 2 dílny a každá dílna má mistra a skláře. Oddělení natěračů má 1 dílnu, v ní mistra a natěrače a také samotné oddělení má šéfa, tak jako oddělení sklářů. Mistr na dílně říká, jak mají natěrači natírat. Mistr na dílně se táže šéfa oddělení jaký materiál a jaké barvy mu budou dodány na dílnu pro natírání dřevěných rámů na okna. Šéf oddělení se ptá generálního ředitele kolik je třeba těchto rámů natřít. Generální ředitel také informuje oddělení sklářů, přesněji jeho šéfa o tom kolik je třeba nařezat oken do natřených rámů. Analogicky šéf oddělení sklářů říká mistrovi jaké sklo použít a jaké mají k dispozici stroje na řezání oken.

       Podobně i v počítačových sítích se uplatňuje taková struktura. Skláři a natěrači jsou naše počítače, mistři jsou switche, ke kterým si tyto počítače připojujeme, šéfové oddělení jsou další switche v řadě, na které jsou připojeni switche, ke kterým jsou připojeny počítače. A generální ředitel je ten nejvyšší switch v řadě, na který se připojují switche šéfů oddělení.

 Hierarchické zapojení

         Když se podíváme na obrázek, počítače jsou skláři a natěrači. První 3 nejmenší switche jsou dílny a jejich mistři. Další 2 střední jsou oddělení sklářů a natěračů a jejich šéfové a úplně nahoře největší switch je generální ředitel. Na kterého je připojen router a je zde mráček Internet. To znamená, pokud chce generální ředitel komunikovat s dodavatelskými firmami musí projít bránou svého podniku a jít k dodavateli a tam si nabrat materiálu kolik je třeba. Dovadatelé neví, jak vypadá uvnitř tato firma, neví kolik má oddělení, pouze ví, že tento generální ředitel přišel nakoupit materiál pro svoji firmu. Pokud potřebuje sklář komunikovat s natěračem nepotřebuje projít přes bránu podniku. Pokud by si ale vyžádal nový materiál, tento požadavek bude procházet přes oddělení až k šéfovi a pak tento požadavek projde bránou (routerem) až k dodavateli.

         Analogicky v počítačových sítích, pokud potřebujeme komunikovat například z počítače úplně vlevo s druhým v řadě, stačí abychom poslali zprávu na první nejmenší switch a ten předá dotaz druhému počítači (přirovnání komunikace žák- učitelka (switch) –žák). Pokud potřebuje počítač úplně vlevo komunikovat s počítačem úplně vpravo předá svoji zprávu prvnímu switchi. Této úrovni v hierarchii počítačových sítí se říká přístupová vrstva (access layer). Tento switch s přístupové vrstvy předá dotaz středně velkému switchi. Této úrovni v hierarchickém modelu se říká distribuční vrstva (distribution layer). Ten následně předá zprávu switchi vlevo na distribuční vrstvě. Ten ji předá na switch na přístupové vrstvě. K tomuto switchi je již připojen počítač, který je na obrázku úplně vlevo. Pokud chce počítač úplně vlevo komunikovat s někým, kdo není v této firmě (není mezi těmito šesti počítači na obrázku), pošle zprávu na switch na přístupové vrstvě, ten ji zašle na switch na distribuční vrstvě a ten ji zašle na switch, který je největší na našem obrázku. Této úrovni se v hierarchickém modelu říká vrstva jádra sítě (core layer). Tento switch ji pošle na router, který se chová jako brána odkud je poslán dále až k dodavateli přes Internet ( WAN síť). Tato firma na obrázku se šesti počítači je síť LAN. Počítače v této síti LAN neví jak vypadá síť WAN přes kterou můžeme poslat zprávu dovateli, který má vlastní síť LAN. Stejně jako síť WAN nemá tušení co je v síti LAN této firmy či dodavatele. Jenom ví jak zprávu z jedné sítě LAN předat do jiné sítě LAN. Každá LAN síť má na okraji router, kterému se říká brána. Tento router se stará o posílání zpráv mimo síť LAN. Slouží jako vstupní a výstupní brána ze sítě LAN.

          Když generální ředitel onemocní, neznamená to, že firma nemůže vyrábět, může dělat vše dokud nepotřebuje radu od generálního ředitele.

           Podobné je to i v této struktuře, její výhody jsou v tom, že pokud potřebují komunikovat pouze dva počítače úplně vlevo a pokazí se switch na distribuční vrstvě (středně velké switche), tyto dva počítače můžou stále komunikovat. Podíváme-li se blíže na obrázek vidíme že prostřední dva počítače jsou připojeny na oba dva switche na distribuční vrsvě. Když se jeden s z nich pokazí, tyto počítače stále mohou komunikovat i s dodavateli. Máme zde totiž dvě cesty k routeru. Přes oba dva distribuční switche. Tomuhle se říká redudance(nadbytečnost). V případě poruchy jednoho switche na distribuční vrstvě mohou prostřední dva počítače stále komunikovat s okolní světem (dodavatelé). Výhody této struktury jsou tedy robustnost a odolnost proti poruchám, protože jiný switch může dočasně převzít povinnosti switche, který se porouchal.

            Nevýhodou tohoto řešení je vyšší cena, jelikož potřebujete více switchů (aby bylo ty porouchané čím nahradit) a více drátových propojení.