Υλικό και Δίκτυα Υπολογιστών

Δικτυα υπολογιστων

by Παναγιωτης Μπετζελης

Organigram2

by mikel tsoler

Τοπολογίες δικτίου

by Dimitris mpatzis

Δίκτυα

by eva giaou

Τα κύματα φωτός ταξιδεύουν σε ευθεία γραμμή και μπορούμε να στείλουμε δεδομένα σε μεγάλες αποστάσεις. Η μικρή αυτή διάμετρος του πυρήνα, επιτρέπει τη διέλευση σε ένα περιορισμένο πλήθος ακτίνων, ουσιαστικά μόνο σε ακτίνες που προσπίπτουν κάθετα στην επιφάνεια της διατομής των οπτικών ινών.

Eίναι πιο «χοντρές» από τις απλού τύπου, αλλά μπορούν να στείλουν παράλληλα, σε ξεχωριστό μονοπάτι, πολλά κύματα φωτός. Το κάθε κύμα φωτός, εισέρχεται στην οπτική ίνα με ελαφρά διαφορετική γωνία σε σχέση με τα άλλα, και ακολουθεί το δικό του μονοπάτι μέσα στην ίνα, μέσω των διαδοχικών ανακλάσεων στο περίβλημα. Αυτό συμβαίνει παράλληλα με πολλά κύματα φωτός.

Μονοτροπικές

Πολυτροπικές

Καλώδιο FTP

Είναι θωρακισμένο, συνήθως με φύλλο αλουμινίου το οποίο είναι περιτυλιγμένο γύρω από τη δέσμη ή σε μερικές περιπτώσεις γύρω από το κάθε ζεύγος. Το καλώδιο έχει μεγαλύτερη διάμετρο και είναι λιγότερο ελαστικό, έχει όμως πολύ καλύτερες ηλεκτρικές ιδιότητες

Eπιτρέπουν τη διέλευση του διερχόμενου φωτός από τη μία ίνα στην άλλη, με τις ελάχιστες δυνατές απώλειες σήματος.

Κάθε πακέτο δρομολογείται ανεξάρτητα από τα άλλα και η παράδοσή τους στον προορισμό δεν είναι εγγυημένη . Ο αποστολέας στέλνει τα πακέτα σε μια καθορισμένη διεύθυνση χωρίς να επεμβαίνει στη δρομολόγησή τους. Η ορθότητα της πληροφορίας που μεταδόθηκε ελέγχεται από τους ακραίους υπολογιστές, με τη βοήθεια κατάλληλου λογισμικού.

Αποκαθίσταται μια λογική διαδρομή από τον υπολογιστή αποστολέα μέχρι τον υπολογιστή παραλήπτη, μέσω των ενδιάμεσων κόμβων μεταγωγής. Η επιλογή της διαδρομής γίνεται με την έναρξη της σύνδεσης και παραμένει η ίδια σε όλη τη διάρκειά της. Η λογική σύνδεση παύει μόλις ολοκληρωθεί η μεταφορά. Η τεχνική αυτή έχει προφανείς αναλογίες με το επιλεγόμενο τηλεφωνικό δίκτυο.

Μεταγωγή Αυτοδύναμου Πακέτου

Μεταγωγή Νοητού Κυκλώματος

Τα μηνύματα χωρίζονται σε πακέτα. Τα πακέτα προωθούνται ξεχωριστά μέσω των λεγομένων κόμβων μεταγωγής πακέτων ή όπως αυστηρότερα λέγεται μέσω του «επικοινωνιακού υποδικτύου.

Τα δεδομένα αποστέλλονται με τη μορφή ολοκληρωμένου μηνύματος που μεταδίδεται σχεδόν όπως στάλθηκε από τον αρχικό κόμβο, ανεξάρτητα από το μέγεθός του. Το δίκτυο προωθεί το μήνυμα από κόμβο σε κόμβο μέχρι να φτάσει στον προορισμό του

Αποτελεί την πρώτη και πιο απλή μέθοδο μεταγωγής γίνεται μια φυσική σύνδεση μεταξύ των υπολογιστών που επικοινωνούν και η οποία διατηρείται σε όλη τη διάρκεια της επικοινωνίας.

Μεταγωγή

Μεταγωγή Πακέτου

Μεταγωγή Μηνύματος

Μεταγωγή Κυκλώματος

Μικροκυματική μετάδοση

Eίναι περιοχή των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με μήκος κύματος μεταξύ 0,1 και 100 εκατοστών, που αντιστοιχεί σε συχνότητες μεταξύ 0,3-300 GHz. Χρησιμοποιούνται για εκπομπή επίγειου τηλεοπτικού σήματος (UHF), στην εκπομπή δορυφορικού τηλεοπτικού σήματος αλλά και στις δορυφορικές επικοινωνίες γενικότερα. Εφαρμόζονται επίσης στην κινητή τηλεφωνία, στα δίκτυα Wi-Fi, στο πρότυπο ανταλλαγής αρχείων Bluetooth, στα Ραντάρ αλλά και στους φούρνους μικροκυμάτων καθώς οι μικροκυματικές συχνότητες αλληλεπιδρούν με την ύλη.

Οπτικές Ίνες

Θωρακισμένα Καλώδια

Αποτελείται από φύλλα αλουμινίου η και μεταλλικού πλέγματος με σκοπό τη διατήρηση της ακεραιότητας του ηλεκτρικού σήματος σε ένα «θορυβώδες» περιβάλλον Με αυτόν τον τρόπο όποια εξωτερική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία δεχθεί το καλώδιο, μετατρέπεται σε ρεύμα στο μεταλλικό πλέγμα ή στα φύλλα αλουμινίου. Για να υπάρχει η συνέχεια στη θωράκιση του καλωδίου πρέπει να έχουμε και θωράκιση σε όλη την σύνδεση δηλαδή και στις πρίζες αλλά και στους κατανεμητές είναι απαραίτητο η θωράκιση να είναι γειωμένη διότι όλη η καλωδίωση λειτουργεί ως κεραία.

Καλώδια UTP

Αποτελείται από τέσσερα ζεύγη καλωδίων. Κάθε καλώδιο αποτελείται από χάλκινο αγωγό με μονωτικό περίβλημα είναι ανά δύο περιπλεγμένες και σχηματίζουν τέσσερα ζεύγη. Τα ζεύγη αποτελούνται από μια έγχρωμη και μια λευκή ίνα. Για αποφυγή λάθους, οι λευκές ίνες έχουν ένα μέρος χρωματισμένο με το χρώμα της αντίστοιχης ίνας του ζεύγους στο οποίο ανήκουν. Τα τέσσερα ζεύγη σχηματίζουν το εσωτερικό μέρος του καλωδίου που ονομάζεται δέσμη. Τα τέσσερα ζεύγη περικλείονται από τον μανδύα που είναι το συνθετικό περιτύλιγμα γύρω από την δέσμη.

Χάλκινα καλώδια

Χρησιμοποιούνται στην τηλεφωνία και κυρίως στα δίκτυα Ethernet58. Ένα ζεύγος καλωδίων αποτελεί το συνδετικό τμήμα ενός κυκλώματος που μπορεί να μεταδώσει δεδομένα.

Υλικό τοπικών δικτύων

Eνσύρματα

Aσύρματα

OSI

Το Επίπεδο Εφαρμογής

παρέχει τις υπηρεσίες που θα χρησιμοποιήσουν οι εφαρμογές που χρειάζονται επικοινωνία στο δίκτυο. Το επίπεδο αυτό είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία των δεδομένων από την εφαρμογή ή την είσοδο των εισερχόμενων δεδομένων στην εφαρμογή. Εδώ γίνεται ο προσδιορισμός του πρωτοκόλλου στο οποίο αναφέρονται οι εφαρμογές και η δημιουργία των κατάλληλων μηνυμάτων, για να διαπιστωθεί αν είναι διαθέσιμη η αντίστοιχη εφαρμογή από την άλλη πλευρά του δικτύου.

Το Επίπεδο Παρουσίασης

μετατρέπει τα δεδομένα από τη μορφή που υποστηρίζει ένα σύστημα σε αυτή που καταλαβαίνει ένα άλλο, έτσι ώστε οι εφαρμογές να λαμβάνουν πάντα τα δεδομένα στην μορφή που αναγνωρίζουν. Άλλες εργασίες είναι η συμπίεση και η αποσυμπίεση των δεδομένων, καθώς και η κρυπτογράφηση των δεδομένων.

Το Επίπεδο Συνόδου

Επιτρέπει σε δύο εφαρμογές, που εκτελούνται σε διαφορετικούς υπολογιστές να συνομιλούν μεταξύ τους με τη δημιουργία, τη χρήση και τον τερματισμό μιας ειδικής σύνδεσης που ονομάζεται σύνοδος

Το Επίπεδο Μεταφοράς

Η λειτουργία του επιπέδου αυτού είναι η παραλαβή των δεδομένων από το επίπεδο συνόδου, ο τεμαχισμός τους, αν χρειάζεται, σε μικρότερα κομμάτια που ονομάζονται τμήματα και η προώθησή τους στο επίπεδο δικτύου.

Το Επίπεδο Δικτύου

Δέχεται δεδομένα από το επίπεδο μεταφοράς, τα χωρίζει σε ενότητες σταθερού ή μεταβλητού μεγέθους που ονομάζονται πακέτα και τα προωθεί στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων.

Το Επίπεδο Σύνδεσης Δεδομένων

Το υπο-επίπεδο Ελέγχου Πρόσβασης στο Μέσο που καθορίζει τον τρόπο και το χρόνο κατά τον οποίο ο υπολογιστής αποκτά πρόσβαση στο μέσο προκειμένου να μεταδώσει δεδομένα.

Το υπο-επίπεδο Ελέγχου Λογικής Γραμμής που είναι υπεύθυνο για θέματα συγχρονισμού της μετάδοσης, ανίχνευσης και διόρθωσης λαθών και ελέγχου ροής.

Φροντίζει για την μεταφορά των δεδομένων πάνω από τα φυσικό μέσο μετάδοσης χρησιμοποιώντας μηχανισμούς εντοπισμού και διόρθωσης λαθών, έτσι ώστε το επόμενο επίπεδο να αντιλαμβάνεται το φυσικό μέσο μετάδοσης σαν μια γραμμή μεταφοράς απαλλαγμένη από σφάλματα χωρίζεται σε δύο υπο-επίπεδα:

Φυσικό Επίπεδο

Ειναι το χαμηλότερο επίπεδο και είναι αυτό που βρίσκεται πλησιέστερα στο υλικό και στο μέσο μετάδοσης, μετατρέπει την σειρά των δυαδικών ψηφίων που πρέπει να μεταδοθούν σε ηλεκτρικούς ή φωτεινούς παλμούς, ή ακόμα και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία

ΤΟΠΟΛΟΓΙΕΣ

Ασύρματων Τοπικών Δικτύων

Δεν χρησιμοποιείται κάποιος σταθμός βάσης, αλλά οι ασύρματοι σταθμοί συνδέονται απευθείας μεταξύ τους σχηματίζοντας συνδέσεις σημείο προς σημείο (peer to peer)

Χρησιμοποιείται ένας ή περισσότεροι σταθμοί βάσης με τους οποίους συνδέονται οι ασύρματοι σταθμοί. Οι σταθμοί βάσης συνδέονται μεταξύ τους συνήθως μέσω ενσύρματου δικτύου

Ενσύρματων Τοπικών Δικτύων

Όλοι οι υπολογιστές είναι συνδεδεμένοι με τη χρήση ενός καλωδίου στο οποίο έχουν πρόσβαση και χρησιμοποιούν όλοι

Το δίκτυο αποτελείται από ένα σύνολο συνεχόμενων κόμβων με συνδέσεις σημείου προς σημείο με αποτέλεσμα να δημιουργείται ένα κλειστό κύκλωμα

Αποτελείται από μια κεντρική συσκευή που μπορεί να είναι μεταγωγέας (switch) ή διανομέας (hub) ή ακόμα και κάποιος υπολογιστής. Η κεντρική συσκευή λειτουργεί ως αναμεταδότης των μηνυμάτων και αποτελεί τον κεντρικό κόμβο, με τον οποία είναι συνδεδεμένοι όλοι οι άλλοι κόμβοι του δικτύου.

Υπάρχει ένας κεντρικός κόμβος που ονομάζεται κεφαλή ή ρίζα στον οποίο συνδέονται κόμβοι του δικτύου και οι οποίοι με την σειρά τους συνδέονται με άλλους κόμβους αποτελεί συνδυασμό της τοπολογίας διαύλου και αστέρα.

Ο κάθε κόμβος είναι και τελική συσκευή και συσκευή προώθησης. Τα δίκτυα πλέγματος είναι εν τη γενέσει τους αυτοθεραπευόμενα και πλεονάζοντα