Počítačová sieť

thumb|Typická počítačová sieť knižnice

**Počítačová sieť** () je súhrnné označenie počítačov, pomocou ktorých je realizované prepojenie a výmena dát medzi počítačmi. Umožňuje používateľom komunikáciu podľa zadaných pravidiel. Najčastejším dôvodom pripojenia k sieti je zdieľanie informácií a technických zariadení.

## História
Prvé počítače boli dostupné len počítačovým odborníkom už v&nbsp;50. rokoch a&nbsp;veľmi zložito sa programovali prostredníctvom *[[Strojový kód|strojového kódu]]*. Neskôr sa začali objavovať prvé programovacie jazyky, medzi ktoré patril *[[Fortran]]* a&nbsp;*[[Algol]]*. V&nbsp;60. rokoch sa začali využívať *[[Dierny štítok|dierne štítky]]*. Práca s&nbsp;nimi si vyžadovala presnosť a&nbsp;tiež dlhý čas na spracovanie. Neskôr sa objavujú *[[terminál|terminály]]*, prostredníctvom ktorých sa zadávajú údaje do počítača a&nbsp;zobrazia sa výsledky činnosti. S&nbsp;rozvojom *[[Polovodič|polovodičov]] *nastala miniaturizácia využívaných komponentov. Dôležitá je dostupnosť počítačov a&nbsp;rýchlosť získaných výsledkov. Počítače nachádzajú uplatnenie vo výskume, vývoji a&nbsp;výrobe. Užívatelia si začínajú uvedomovať problém prenosu a&nbsp;dostupnosti dát medzi jednotlivými počítačmi. V&nbsp;70. rokoch sa začalo s&nbsp;prepájaním počítačov. Rôzne organizácie vojenské (americká armáda – *[[ARPANET]]*), štátne, vzdelávacie alebo výrobné začali s&nbsp;budovaním vlastných sietí. Koncom 70. rokov sa objavuje prvý mikroprocesor *[[Intel 4004]]*, ktorý sa mal pôvodne nachádzať v&nbsp;nových kalkulačkách. Neskôr sa objavujú prvé 8-bitové mikroprocesory *[[Intel 8080]]* a&nbsp;od firmy *[[Zilog Z80]]* a&nbsp;16-bitové Intel *[[8086]]*, *Z8000.* Postupne vznikajú mikropočítače, ktoré sa programovali prevažne v&nbsp;programovacom jazyku *[[BASIC (programovací jazyk)|Basic]] *a&nbsp;nemali ešte vlastný operačný systém. Len v&nbsp;ojedinelých prípadoch sa prepájali do počítačových sietí, ich hlavným prínosom bolo masové rozšírenie. Spoluprácou firmy Intel a&nbsp;Microsoft bol na trh uvedený osobný počítač IBM PC s&nbsp;operačným systémom CP/M. V&nbsp;podnikoch sa začínajú objavovať rôznorodé dáta vo viacerých počítačoch a&nbsp;tvoria sa problémy s&nbsp;vyhľadávaním a&nbsp;prenosom, čo má za následok vznik prvých lokálnych sietí: *[[Ethernet]]*, *ARCnet*, *[[Token Ring]]* a&nbsp;iné. 

## Klasifikácia počítačových sietí
Počítačové siete môžeme deliť podľa viacerých kritérií.
### Podľa veľkosti
* ** [[Personal area network]] (PAN)** - veľmi malá osobná sieť. Spolupracujúce zariadenia obvykle slúžia len jednej osobe (typicky prepojenie mobilu a počítača, PDA, notebooku ...) spája zariadenia rádovo v dosahu metrov. Na prepojenie sa obvykle používajú bezdrôtové technológie (WiFi, IrDA, BlueTooth).
* ** [[Local area network]] (LAN)** – lokálna počítačová sieť. Spájajú počítače v rámci malého územia, resp. v rámci jednej budovy rádovo do vzdialenosti sto metrov. Slúžia hlavne pre zdieľanie dát a zdrojov (zariadení) v rámci jednej firmy, budovy, lokality ... LAN sú obvykle v súkromnej správe, je tvorená jedným káblovým systémom (alebo iným prenosovým prostriedkom - rádiové vlny a pod.). Prenosové rýchlosti dosahujú rádovo desiatky až stovky Mbit/s.

Najčastejšou normovanou technológiou používanou v LAN sú:

* ** [[Metropolitan area network]] (MAN)** – metropolitná sieť. Sieť tohoto typu prepája lokálne siete v mestskej zástavbe - obvykle je obmedzená na jedno mesto. Spája do vzdialenosti rádovo desiatky km.

Metropolitné siete umožňujú rozšírenie pôsobnosti LAN ich predĺžením, zvýšením počtu uzlov, zvýšením prenosovej rýchlosti. Rýchlosť v MAN býva vysoká, ale charakterom sa radí k sietiam LAN. Siete môžu byť súkromné , ale i verejné a prenajímané.

Normalizovaná metropolitná sieť existuje jedna:

DQDB je založený na koncepcii ATM - medzi komunikujúcimi stranami musí byť vytvorené virtuálne spojenie. DQDB používa zbernicovú topológiu: dve protismerné nezávisle pracujúce zbernice, každá podporuje prenos v jednom smere. Prerušenie média môže byť izolované bez prerušenia siete.

* ** [[Wide area network]] (WAN)** – rozsiahla sieť. Spája rôzne LAN a MAN siete v pôsobnosti krajín, kontinentov ale i sveta.

Rozľahlé siete umožňujú komunikáciu na veľké vzdialenosti. Obvykle bývajú verejné, ale existujú aj súkromné WAN siete. Prenosové rýchlosti sa veľmi líšia podľa typu siete. Začínajú na desiatkach kbit, ale dosahujú aj rádovo Gbit/s. Klasickým príkladom takejto siete je internet.

Medzi rozľahlé WAN siete patria:
* Integrated Services Digital Network (ISDN)
* X25
* Frame Relay
* Switched Multimegabit Data Service (SMDS)
* Asynchronous Transfer Mode (ATM)
* WiMax (IEEE 802.16d)
V literatúre sa môžeme stretnúť aj s&nbsp;ďalším typom siete **HAN** (Home Access Network) tvz. domáca sieť, tak ako to uvádza Nádběla. 
### Podľa funkčného vzťahu
* **[[Client-server]]**
Server poskytuje služby staniciam – klientom (workstation, pracovná stanica). Serverov môže byť viacero typov - podľa typu poskytovaných služieb - súborový server, tlačový server, poštový server, www server, ftp server ... nemusí platiť vzťah, že jeden server je jeden počítač. Na jednom fyzickom počítači môže existovať viacero serverov.

* ** [[Peer-to-peer]]**
Termín pochádza z angličtiny a znamená „rovný k rovnému“, označuje sa tiež ako p2p sieť. Každá stanica v sieti môže vyčleniť nejaký svoj prostriedok (diskový priestor, tlačiareň, mechaniku ...) na zdieľanie. Iná stanica môže tieto prostriedky využívať. Tento typ siete obvykle nemá centrálnu správu, každý uzol sa spravuje sám. Zdieľanie prostriedkov je možné aj cez internet.

### Podľa topológie
Kľúčovú úlohu v sietiach akéhokoľvek typu zohrávajú aktívne prvky. Ich úlohou je prepájať jednotlivé časti sietí, menia typy rozhraní, spôsoby komunikácie, zaisťujú bezpečnosť a riadia sieť. Sieť môže byť prepojená priamo z počítača do počítača, alebo s využitím týchto aktívnych prvkov.

Všetky návrhy siete vychádzajú z troch základných topológií:
* Zbernicová topológia siete - ak sú zapojené za sebou pozdĺž jediného kábla (segmentu). Je typická pre lokálne siete. Vyniká vysokou spoľahlivosťou a&nbsp;možnosťou komunikácie každého s&nbsp;každým. Čo sa týka riadenia, je značne komplikovaná. 
* Hviezdicová topológia siete - ak sú počítače zapojené k segmentom, ktoré vychádzajú z jediného bodu (rozbočovača)
* Prstencová topológia siete - ak sú počítače zapojené ku káblu, ktorý tvorí prstenec. Využíva sa v&nbsp;lokálnych sieťach a&nbsp;distribuovaných systémoch. Pre globálne siete nie je vhodná z&nbsp;dôvodu spoľahlivosti. Problém spoľahlivosti sa rieši premostením poruchových prípadne vypnutých miest. Zdvojením prenosových ciest sa dosiahne vyššia spoľahlivosť. 

Ďalšie možnosti topológie siete:
* **Stromová topológia** - je typická pre hierarchické systémy s&nbsp;centralizovaným riadením, kde sa nachádza jeden nadradený uzol. Vyskytuje sa v&nbsp;terminálových a&nbsp;lokálnych sieťach. Výhodou je prehľad o&nbsp;situácii v&nbsp;sieti, možnosť rozloženia záťaže a&nbsp;efektívneho využitia zdrojov. 

* **Neobmedzená topológia**
* **Varianty hlavných topológií**


Image:NetworkTopology-Bus.png|Zbernicová topológia
Image:NetworkTopology-Star.png|Hviezdicová topológia
Image:NetworkTopology-Ring.png|Kruhová topológia
Image:NetworkTopology-Mesh.png|Neobmedzená topológia (mesh)
Image:NetworkTopology-Tree.png|Stromová topológia


### Podľa špecializovanej funkcie
* Storage area network – sieť pre pripojenie zariadení pre uloženie údajov
* Serverová farma
* Process control network – sieť medzi kontrolnými a meracími zariadeniami a ich manažmentom
* Value added network – sieť poskytujúca služby s pridanou hodnotou
* SOHO sieť – LAN pre malú kanceláriu a domov
* Komunitná bezdrôtová sieť
* XML zariadenie pre rýchle spracovanie XML správ

### Rozdelenie podľa použitej technológie
* ARCNET
* Token-ring
* 100VG-AnyLAN
* FDDI
* Ethernet

### Ďalšie možnosti klasifikácie
Závodný ďalej ešte rozlišuje klasifikáciu počítačových sietí podľa nasledujúcich kritérií. 

Podľa spôsobu riadenia
* centralizované riadenie
* decentralizované riadenie
Podľa použitého systému prenosu dát
* s&nbsp;prepojovaním kanálov
* s&nbsp;prepojovaním paketov
* s&nbsp;prepojovaním správ
* s&nbsp;prepojovaním buniek
Podľa druhu hlavných počítačov
* homogénne PS
* heterogénne PS
Podľa rozmiestnenia počítačov
* účelovo orientované PS
* teritoriálne orientované PS

## Architektúra počítačových sietí
Už na začiatku budovania počítačových sietí bola snaha vytvoriť univerzálny koncept siete. Nezávisle od seba však pracovali viaceré firmy a&nbsp;výsledkom bolo niekoľko vzájomne nekompatibilných architektúr. Najpoužívanejšie architektúry počítačových sietí sú: SNA, OSI, TCP/IP.

**Architektúra SNA (System Network Architecture)**

Bola prvou architektúrou, ktorá slúžila na prepojenie terminálov IBM s&nbsp;centrálnymi počítačmi triedy Mainframe cez komunikačné radiče. Architektúra bola rozdelená do vrstiev tak, aby terminály mohli využívať rýchlosť, diskové priestory a&nbsp;výpočtovú kapacitu centrálnych počítačov. Je to staršia koncepcia označovaná ako host-terminal.

**[[OSI Model|Architektúra OSI-RM]] (Open System Interconnection-Reference Model)**

Tento typ bol vytvorený medzinárodnou štandardizačnou organizáciou ISO. Rozčleňuje komunikáciu na sedem vrstiev a&nbsp;to fyzickú, linkovú, sieťovú, transportnú, relačnú, prezentačnú, aplikačnú. Funkciou každej vrstvy modelu OSI je poskytovanie služieb vrstve vyššej.

**[[Balík internetových protokolov|Architektúra TCP/IP]] (Trasport Control Protocol/Internet Protocol)**

Bola vytvorená počas prác iniciovaných Ministerstvom obrany USA na sieti ARPANet. Model sa skladá zo štyroch základných vrstiev: vrstva sieťového rozhrania, vrstva internet, transportná vrstva, aplikačná vrstva.  
none|thumb|Porovnanie modelu OSI a TCP/IP 

## Základné časti siete
Sieť pozostáva z týchto základných častí:
* Hardvér - zahŕňa všetky technické prostriedky siete. Patria sem aj prostriedky, ktorými je realizované vlastné prepojenie siete.
** Samotné počítače (servery a pracovné stanice ...)
** Smerovač (router)
** Prepínač (switch)
** Koncentrátor a rozbočovač (hub)
** Sieťový most (bridge)
** Menič rozhrania (mediakonvertory)
** Bezpečnostná zábrana (firewall)
** Opakovač (repeater)
** Modulátor/demodulátor (modem)
** Vysielač/prijímač (transceiver)
** Kábel (metalické, optické ....)

* Softvér - programové vybavenie, ktoré v spolupráci s hardvérom siete zabezpečuje funkcie siete. U niektorých operačných systémov sú tieto funkcie už jeho súčasťou. Väčšinou je realizované pomocou rezidentných programov.
** Sieťový operačný systém (Linux, Windows, Novell Netware, …)
** Aplikácie schopné využívať prostriedky systému, určené k sieťovej komunikácii

## Význam počítačových sietí
* **Zdieľanie údajov** - vďaka tomu, že dátové súbory sú uložené na serveroch siete a pripojení používatelia majú k nim prístup, môže potrebné dátové súbory spracovávať viac používateľov siete súčasne.
* **Zdieľanie prostriedkov** - umožňuje pracovným staniciam spoločne používať prostriedky siete, ktoré ponúkajú servery siete. Najčastejšie ide o zdieľanie diskov, keď lokálne disky pracovných staníc nemajú kapacitu a zdieľanie tlačiarní.
* **Zvýšenie spoľahlivosti systému** - v súvislosti so zdieľaním prostriedkov je možné v prípade poruchy zdieľaného prostriedku nahradiť tento prostriedok iným (tlačiareň...) a systém môže pracovať ďalej.
Ak má používateľ svoje programy a údaje uložené na serveri, je možné v prípade poruchy pracovnej stanice pokračovať v práci na inej pracovnej stanici.

## Referencie

## Pozri aj
### [[Dátový prenos]]
* Káblový prenos dát (wired)
* Bezkáblový prenos dát (wireless)
** Krátkeho dosahu
*** Bluetooth
** Stredného dosahu
*** IEEE 802.11
** Ďalekého dosahu
*** Satelit
*** MMDS
*** SMDS
*** Mobilné technológie prenosu dát
**** CDMA
**** FLASH-OFDM
**** GDPD
**** GSM
**** TDMA
**** GPRS
**** EDGE

### Ďalšie
* Sieťová karta
* DNS
* Internet
* ARPANET
*IP Adresy

### [[Počítačová bezpečnosť]]
## Odporúčaná literatúra
* Počítačové sítě - Hejna
* Lokální počítačové sítě - Janeček
* Postavte si vlastní počítačovou síť - Dag Jeger, Josef Pecinovský
* FEIBEL, W. 1996. *Encyklopedie počítačových sítí*. Praha : Computer Press, 1996, 1230 s. ISBN 80-85896-67-2.

## Iné projekty

## WikiProjekt
* Článok je súčasťou Wikiprojektu IT a Počítačová bezpečnosť