Počítačové sítě 4

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

1.4 Typy logických komunikací

          Zde si popíšeme dva způsoby komunikace peer-to-peer a klient-server. Jsou to dva základní přístupy k tomu jak počítače a servery mezi sebou komunikují.

1.4.1 Peer-to-peer

       Představme si znovu třídu žáků, každý si může komunikovat s každým, není tu nikdo kdo by odpovídal na jejich dotazy a nikdo kdo by tuhle komunikaci řídil. Žáci si na své dotazy odpovídají samy. Znamená to že každý může být ten, kdo se ptá (klient) a každý může být ten kdo odpovídá (server). Server v překladu z angličtiny znamená sluha. To znamená, že slouží klientům.

      Podobné je to i v sítích peer-to-peer. V této síti je mnoho klientů. Když chce jeden počítač poslat soubor druhému počítači, tak mu ho prostě pošle. Není tu žádný řídící prvek. Tomuhle se říká peer-to-peer. Přeneseně řečeno každý s každým. Přesto v této komunikaci je jeden z počítačů klient (ten, který chce, aby mu byl soubor poslán) a ten který mu ten soubor zašle (server, sluha).

1.4.2 Klient-server

        Máme opět třídu žáků. Tentokrát je zde také učitelka. Když chce žák něco vědět, dotáže se učitelky a ta mu poskytne odpověď. Žák je zde klientem a učitelka je zde server. Žáci vznáší dotazy a učitelka jim poskytuje odpovědi.

        Podobné je to i v počítačových sítích, kde se používá model klient server. Pokud si chcete nechat zobrazit webovou stránku, váš počítač zašle dotaz na jiný počítač, kterému se říká server. Ten poskytuje službu v podobě webové stránky. Váš počítač je zde jako klient, ten který něco potřebuje. Server je zde jako ten, který něco poskytuje.

1.5 Propojení počítačových sítí a jejich prvky

         V této podkapitole nahlédneme jenom zlehka na to co je to switch, router, počítač (host), síťová karta, server a také na to jaké máme možnosti propojení těchto prvků.

1.5.1 Počítač, host

         Je základní součástí počítačové sítě, můžeme ho přirovnat k Filipovi či Markétě v reálné konverzaci. Vznáší požadavky na server v klient-server modelu komunikace a příjmá požadavky v peer-to-peer modelu komunikace.

1.5.2 Server

        Je ve skutečnosti počítač také, ale jeho účel je sloužit klientům (počítačům). Poskytuje služby jako webové stránky, překlad DNS, přenos souborů atd…. V modelu klient-server slouží klientovi a poskytuje mu data na základě jeho požadavku.

1.5.3 Síťová karta

        Je zařízení, které obsahuje každý host, port routeru a každý server. Je to zařízení, které umožňuje předat data médium (měděný kabel, optický kabel, bezdrátový přenos). Každá síťová karta má identifikátor, tak jako váš dům má adresu. Tomuto identifikátoru se říká MAC adresa. MAC adresa má tvar 20-89-84-8D-D7-AE. Tento zápis je v šestnáctkové číselné soustavě. Je to identifikátor používaný na 2.vrstvě ISO/OSI modelu. Její význam vysvětlím později.

1.5.4 Router

         Představte si, že stojíte na rozcestí, máte v ruce balíček, kde je napsáno „doručit do Bílavska“. Na rozcestí máte cedule „Bílavsko 2 km“, „Bílavsko 5 km“, „Lipová 4 km“, „Bystřice pod hostýnem 1 km“. Váš úkol je doručit balíček podle adresy udané na balíčku. Podívate se na balíček pak na ceduli. Můžete si vybrat mezi kratší a delší cestou. Jelikož jste chytří vyberete si tu kratší cestu. Tomuhle se říká směrování.

         Router je zařízení, které provádí rozhodování nad tím kudy se vydat podle cílové adresy. Této cílové adrese se říká IP adresa. Její tvar je 192.168.10.1, kde každá část má rozsah od 0 do 255. Balíčky, které chodí po síti a jsou směrovány se nazývají pakety. Každý paket má zdrojovou IP adresu (odkud byl paket vyslán) a cílovou IP adresu (kam paket směřuje). Paket se na každém rozcestí zastaví. Rozcestí je router. Každý router má tzv. směrovací tabulku (stejně jako cedule na rozcestí). Router se podívá na cílovou IP adresu v paketu a do směrovací tabulky, když najde shodu, vyšle paket tímto směrem. Router pracuje na 3. vrstvě ISO/OSI modelu. Směrování se děje na základě IP adresy. Této činnosti říkáme směrování.

1.5.5 Switch

         Dopis nám přišel na poštu. Je předán pošťačce. Ta má speciální seznam, kde má jména lidí a jejich adresy. Má balíček, kde je napsáno U Přístaviště 9, Bristol a uvnitř obálky je další menší obálečka se jménem Filip Námořník. Pošťačka musí tento dopis otevřít, aby se mohla podívat na menší obálečku uvnitř, kde je napsáno jméno příjemce. Podívá se do svého seznamu, kde má k tomuto jménu přiřazenou adresu. Příjde k tomuto domu a dopis předá Filipovi Námořníkovi. Takhle to provede s každým dopisem či balíčkem na základě svého seznamu adresa – jméno.

         Funkci pošťačky v počítačových sítích plní switch. Packet příjde na router R2, router R2 je umístěn v jiném městě, ale ve své směrovací tabulce má, že Bristol je směrem k routeru R1. Zašle tedy paket na router R1. Router R1 ve své tabulce směrovací vidí, že adresa U Přístaviště 9 se nachází směrem na switch 1. Zde již práci přebere switch 1. Na vnější obálce (paket) máme IP adresu, v obálečce uvnitř je napsána MAC adresa počítače, kterému je zásilka určena. MAC adresa je analogická k jménu příjemce. Na základě MAC adresy switch určí, kterému počítači se má paket zaslat.

          Switch má ARP tabulku (přepínací tabulku). V této tabulce jsou kombinace IP adresa (adresa domu) – MAC adresa (jméno příjemce). Na základě této tabulky se rozhoduje, kterému počítači připojenému na switch zašle paket.

           Tyto obálečky uvnitř paketů se nazývají rámce. Jejich identifikátorem jsou MAC adresy. Tento identifikátor a rámce pracují na druhé vrstvě ISO/OSI modelu sítí. Činnost, kterou switche provádí se nazývá směrování.

            Ptáte se jaký je rozdíl mezi IP adresami a MAC adresami? IP adresa je důležitá proto, aby paket dorazil do cílového města a MAC adresa je důležitá proto, aby rámec dorazil ke správnému příjemci ve městě. IP adresa se může měnit, stejně tak jako se můžeme v životě mnohokrát přestěhovat. MAC adresa, ale zůstává pořád stejná, podobně jako naše jméno nám zůstává na celý život. Oba dva údaje jsou důležité a jsou oba dva potřebné ke správnému doručení. IP adresa nám říká na kterou adresu paket zaslat. MAC adresa nám říká, kterému přesně počítači (příjemci) rámec zaslat. MAC adresa je také celosvětově unikátní, tzn…neexistují dvě zařízení se stejnými MAC adresami. MAC adresy nejsou jenom u koncových klientů, ale u každého zařízení, které má síťovou kartu či rozhraní. Aby mohl R2 správně zaslat paket k routeru R1 potřebuje jak IP adresu nakonfigurovanou na portu na routeru R1, tak také MAC adresu portu na který má zaslat paket. Jelikož každý port má jinou MAC adresu, MAC adresy se mění spolu s tím, jak je paket předán na jiný port. Stejně jako se mění pošťáci, kteří doručují či vezou v dodávkách vaše dopisy. Mezi R2 a R1 působí pošťák Pepa a mezi R1 a PC1 působí naše pošťačka.

Směrování a přepínání v sítí