PRACA DYPLOMOWA
SPIS TREŚCI
1. Cel i przeznaczenie pracy 4
2. Sieci komputerowe 5
2.1. Rodzaje sieci 5
2.2. Typy sieci LAN 5
2.2.1 Sieci równorzędne (każdy-z-każdym) 5
2.2.1 Sieci oparte na serwerach (klient-serwer) 6
2.3. Topologie sieci LAN 6
2.3.1. Topologia magistrali 6
2.3.2. Topologia pierścienia 7
2.3.3. Topologia gwiazdy 8
2.3.4. Topologie złożone 9
2.4. Organizacje stanowiące standardy 10
2.5. Model referencyjny OSI 11
3. Standard Ethernet 14
3.1. Historia i rozwój Ethernetu 14
3.2. Ramka Ethernetu 15
3.3. Okablowanie 17
3.3.1. Połączenia kablowe 17
3.3.2. Połączenia światłowodowe 19
3.3.3. Połączenia bezprzewodowe 20
3.4. Protokoły 21
3.4.1. Protokoły aplikacji 21
3.4.2. Protokoły transportowe 22
3.4.3. Protokoły sieciowe 22
4. Internet 25
4.1. Historia internetu 25
4.2 Powstanie www i dalszy rozwój Internetu 28
4.3 Internet w Polsce 30
4.4. Protokoły internetowe 31
4.4.1. Protokół przesyłania plików (FTP) 31
4.4.2. Telnet 31
4.4.3. Protokół przesyłąnia poczty elektronicznej (SMTP) 31
4.4.4. Protokół przesyłania hipertekstu (HTTP) 32
4.4.5. Protokół przesyłania wiadomośći w sieci USENET (NNTP) 32
4.4.6. Gopher 32
5. Opis pracy 34
5.1. Wykonane czynności. 34
5.2. Organizacja węzła internetowego w szkole 36
5.3. Opis działania węzła internetowego 38
5.4. Użyte elementy 38
5.5. Elementy składowe węzłów internetowych i sieci 38
5.5.1. Karta sieciowa 38
5.5.2. Repeater 39
5.5.3. Hub 39
5.5.4. Switch (przełącznik) 39
5.5.5. Most 40
5.5.6. Router 40
5.5.7 Modem 42
5.6. Wnioski 43
6. Przepisy BHP 45
6.1. Działanie prądu na organizm ludzki 45
6.2. Środki ochrony przeciwporażeniowej 46
7. Literatura 48
Celem pracy dyplomowej jest zaprojektowanie i wykonanie modernizacji sali 114p mającej na celu ułatwienie korzystania z węzła internetowego i jego rozbudowę oraz zapewnienie efektywniejszej pracy poszczególnych elementów węzła.
Przeznaczeniem pracy jest wykorzystanie sieci i internetu do nauki i przesyłania informacji. Po zmodernizowaniu szkolny węzeł internetowy może służyć do prezentacji uczniom budowy i zasady działania. Za pomocą internetu można na bieżąco śledzić rozwijające się dziedziny.
Siecią nazwać można wszystko, co umożliwia dwóm lub większej liczbie komputerów komunikowanie się ze sobą i/lub z innymi urządzeniami. Dzięki sieciom można wykorzystywać komputery do współdzielenia informacji, do współpracy przy realizacji zadań, do drukowania, a nawet do bezpośredniego komunikowania się za pomocą indywidualnie adresowanych wiadomości.
Zauważyć należy, że sieci jako systemy rozwinęły się w dwóch kierunkach określanych obecnie przez dwie odrębne kategorie sieci:
- sieci lokalne (LAN – Local Area Network)
- sieci rozległe (WAN – Wide Area Network)
Rozróżnienie między nimi jest dość proste. Sieci LAN używane są do łączenia urządzeń, które znajdują się w niewielkiej odległości . Sieci WAN służą do łączenia sieci LAN na znaczne odległości.
Trzecią kategorią są sieci miejskie, czyli sieci MAN. Mimo że pierwotnie zostały one zdefiniowane przez Projekt 802 instytutu IEE – ten sam który określa standard sieci LAN, to sieci MAN bliższe są sieciom WAN, aniżeli LAN. Są one rzadko używane i – w związku z tym – mało poznane.
Typ sieci opisuje sposób, w jaki przyłączone do sieci zasoby są udostępniane. Zasobami mogą być klienci, serwery lub inne urządzenia, pliki itd., które do klienta lub serwera są przyłączone. Zasoby te udostępniane są na jeden z dwóch sposobów: równorzędny i serwerowy.
Sieć typu każdy-z-każdym obsługuje nieustruktaualizowany dostęp do zasobów sieci. Każde urządzenie w tego typu sieci może być jednocześnie zarówno klientem, jak i serwerem. Wszystkie urządzenia takiej sieci są zdolne do bezpośredniego pobierania danych, programów i innych zasobów. Innymi słowy, każdy komputer pracujący w takiej sieci jest równorzędny w stosunku do każdego innego – w sieciach tego typu nie ma hierarchii.
Sieci typu każdy-z-każdym mają dwa główne zastosowania. Pierwsze – są one idealne dla małych instytucji z ograniczonym budżetem technologii informacyjnych i ograniczonymi potrzebami współdzielenia informacji. Drugie – to zastosowanie tego rodzaju sieci do ściślejszego współdzielenia informacji w ramach grup roboczych wchodzących w skład większych organizacji.
Sieci oparte na serwerach wprowadzają hierarchię, która ma na celu zwiększenie sterowalności różnych funkcji obsługiwanych przez sieć w miarę, jak zwiększa się jej skala. Często sieci oparte na serwerach nazywa się sieciami typu klient-serwer. W sieciach klient-serwer zasoby często udostępniane gromadzone są w komputerach odrębnej warstwy zwanych serwerami. Serwery zwykle nie mają użytkowników bezpośrednich. Są one raczej komputerami wielodostępowymi, które regulują udostępnianie swoich zasobów szerokiej rzeszy klientów. W sieciach tego typu z klientów zdjęty jest ciężar funkcjonowania jako serwery wobec innych klientów.
Sieci oparte na serwerach są bardzo przydatne, zwłaszcza w organizacjach dużych oraz wymagających zwiększonego bezpieczeństwa i bardziej konsekwentnego zarządzania zasobami przyłączonymi do sieci.
Topologię magistrali (szyna, bus) wyróżnia to, że wszystkie węzły sieci połączone są ze sobą za pomocą pojedynczego, otwartego (czyli umożliwiającego przyłączanie kolejnych urządzeń) kabla. Kabel taki obsługuje tylko jeden kanał i nosi nazwę magistrali. Niektóre technologie oparte na magistrali korzystają z więcej niż jednego kabla, dzięki czemu obsługiwać mogą więcej niż jeden kanał, mimo że każdy z kabli obsługuje niezmiennie tylko jeden kanał transmisyjny. Oba końce magistrali muszą być zakończone opornikami ograniczającymi, zwanymi również często terminatorami. Oporniki te chronią przed odbiciami sygnału. Zawsze gdy komputer wysyła sygnał, rozchodzi się on w przewodzie automatycznie w obu kierunkach. Jeśli sygnał nie napotka na swojej drodze terminatora, to dochodzi do końca magistrali, gdzie zmienia kierunek biegu. W takiej sytuacji pojedyncza transmisja może całkowicie zapełnić wszystkie dostępne szerokości pasma i uniemożliwić wysyłanie sygnałów pozostałym komputerom przyłączonym do sieci. Przykładową topologię magistrali przedstawia ten rysunek:
Rys. 2.1. Topologia magistrali
Typowa magistrala składa się z pojedynczego kabla łączącego wszystkie węzły w sposób charakterystyczny dla sieci równorzędnej, długość sieci w tej topologii nie powinna przekroczyć odległości 185 m (licząc od jednego terminatora do drugiego). Kabel ten nie jest obsługiwany przez żadne urządzenia zewnętrzne. Zatem wszystkie urządzenia przyłączone do sieci słuchają transmisji przesyłanych magistralą i odbierają pakiety do nich zaadresowane. Brak jakichkolwiek urządzeń zewnętrznych, w tym wzmacniaków, sprawia, że magistrale sieci lokalnych są proste i niedrogie. Jest to również przyczyną ograniczeń dotyczących odległości, funkcjonalności i skalowalności sieci. Topologia ta jest więc stosowana praktyczna jedynie dla najmniejszych sieci LAN. Wobec tego obecnie dostępne sieci lokalne o topologii magistrali są tanimi sieciami równorzędnymi udostępniającymi podstawowe funkcje współdziałania sieciowego. Topologie te są przeznaczone przede wszystkim do użytku w domach i małych biurach.
Pierwszą topologią pierścieniową była topologia prostej sieci równorzędnej. Każda przyłączona do sieci stacja robocza ma w ramach takiej topologii dwa połączenia: po jednym ze swoich najbliższych sąsiadów. Połączenie to opierało się na kablu koncentrycznym, przy wykorzystaniu kart sieciowych z wyjściem na BNC, oraz trójnika rozdzielającego sygnał. Połączenie takie musiało tworzyć fizyczną pętlę, czyli pierścień. Dane przesyłane były wokół pierścienia w jednym kierunku. Każda stacja robocza działa podobnie jak wzmacniak, pobierając i odpowiadając na pakiety do niej zaadresowane, a także przesyłając dalej pozostałe pakiety do następnej stacji roboczej wchodzącej w skład sieci. Pierwotna, pierścieniowa topologia sieci LAN umożliwiała tworzenie połączeń równorzędnych między stacjami roboczymi. Połączenia te musiały być zamknięte; czyli musiały tworzyć pierścień. Korzyść płynąca z takich sieci LAN polegała na tym, że czas odpowiedzi był możliwy do ustalenia. Im więcej urządzeń przyłączonych było do pierścienia, tym dłuższy był ów czas. Ujemna strona tego rozwiązania polegała na tym, że uszkodzenie jednej stacji roboczej najczęściej unieruchamiało całą sieć pierścieniową. A oto przykładowy rysunek:
Rys. 2.2 Topologia pierścienia
Owe prymitywne pierścienie zostały wyparte przez sieci Token Ring firmy IBM, które z czasem znormalizowała specyfikacja IEEE 802.5. Sieci Token Ring odeszły od połączeń międzysieciowych każdy - z - każdym na rzecz koncentratorów wzmacniających. Wyeliminowało to podatność sieci pierścieniowych na zawieszanie się przez wyeliminowanie konstrukcji każdy - z - każdym pierścienia. Sieci Token Ring, mimo pierwotnego kształtu pierścienia, tworzone są przy zastosowaniu topologii gwiazdy i metody dostępu cyklicznego. Sieci LAN mogą być wdrażane w topologii gwiazdy, przy zachowaniu - mimo to - metody dostępu cyklicznego.
Połączenia sieci LAN o topologii gwiazdy z przyłączonymi do niej urządzeniami rozchodzą się z jednego, wspólnego punktu, którym jest koncentrator (HUB), okablowanie całej sieci w tym przypadku opiera się na skrętce cztero parowej i kart sieciowych z wyjściem na UTP co przedstawia poniższy rysunek:
Rys. 2.3. Topologia gwiazdy
Odległości pomiędzy komputerami a HUB`em nie powinny przekraczać odległości 100 metrów. W bardzo łatwy sposób można połączyć dwie takie sieci o topologii gwiazdy, wystarczy połączyć koncentratory odpowiednim przewodem (UTP, BNC), w zależności od modelu HUB`a łączymy je za pomocą skrętki lub koncentryka (gniazdo to nazywa się UPLINK). Odmiennie niż w topologiach pierścienia - tak fizycznej, jak i wirtualnej - każde urządzenie przyłączone do sieci w topologii gwiazdy może uzyskiwać bezpośredni i niezależny od innych urządzeń dostępu do nośnika. W tym celu urządzenia te muszą współdzielić dostępne szerokości pasma koncentratora. Przykładem sieci LAN o topologii gwiazdy jest 10BaseT Ethernet. Połączenia w sieci LAN o małych rozmiarach i topologii gwiazdy rozchodzą się z jednego wspólnego punktu. Każde urządzenie przyłączone do takiej sieci może inicjować dostęp do nośnika niezależnie od innych przyłączonych urządzeń. Topologie gwiazdy stały się dominującym we współczesnych sieciach LAN rodzajem topologii. Są one elastyczne, skalowalne i stosunkowo tanie w porównaniu z bardziej skomplikowanymi sieciami LAN o ściśle regulowanych metodach dostępu.
Topologie złożone są rozszerzeniami i/lub połączeniami podstawowych topologii fizycznych. Topologie podstawowe są odpowiednie jedynie do bardzo małych sieci LAN. Skalowalność topologii podstawowych jest bardzo ograniczona. Topologie złożone tworzone są z elementów składowych umożliwiających uzyskanie topologii skalowalnych odpowiadających zastosowaniom.
Najprostszą z topologii złożonych otrzymać można w wyniku połączenia szeregowego wszystkich koncentratorów sieci. Taki sposób łączenia znany jest jako łańcuchowanie. Wykorzystuje ono porty już istniejących koncentratorów do łączenia ich z kolejnymi koncentratorami. Dzięki temu uniknąć można ponoszenie kosztów dodatkowych związanych z tworzeniem odpowiedniego szkieletu. Małe sieci LAN mogą być zwiększane (skalowane dodatnio) przez łączenie koncentratorów w łańcuchy (łańcuchowania ich). Łańcuchy stanowiły alternatywną, wobec sieci LAN pierwszej generacji, metodę przyłączania urządzeń.
ANSI - Amerykański Narodowy Instytut Normalizacji (ang. ANSI - The American National Standards Instytute) jest prywatną organizacją niekomercyjną. Jej misją jest ułatwianie rozwoju, koordynacji oraz publikowanie nieobligatoryjnych standardów. Organizacja ta nie wdraża aktywnie ani nie narzuca nikomu swoich standardów. Uczestniczy natomiast w pracach organizacji ustanawiających standardy globalne, takich jak IOS, IEC itp., w związku z tym niezgodność z jej standardami powoduje niezgodność ze standardami globalnymi.
IEEE - Instytut Elektryków i Elektroników (ang. IEEE - The Institute of Electrical and Electronic) jest odpowiedzialny za definiowanie i publikowanie standardów telekomunikacyjnych oraz przesyłania danych. Jego największym osiągnięciem jest zdefiniowanie standardów LAN oraz MAN. Standardy te tworzą wielki i skomplikowany zbiór norm technicznych, ogólnie określany jako "Project 802" lub jako seria standardów 802. Celem IEEE jest tworzenie norm, które byłyby akceptowane przez instytut ANSI. Akceptacja taka zwiększyłaby ich forum dzięki uczestnictwa ANSI w globalnych organizacjach określających standardy.
ISO - Międzynarodowa Agencja Normalizacyjna (ang. ISO - International Organization for Standardization) została utworzona w 1946 roku w Szwajcarii, w Genewie. ISO jest niezależnym podmiotem wynajętym przez Organizację Narodów Zjednoczonych do określania standardów międzynarodowych. Zakres jej działania obejmuje praktycznie wszystkie dziedziny wiedzy ludzkiej, poza elektryką i elektroniką. Aktualnie ISO składa się z ponad 90 różnych organizacji standardo-dawczych z siedzibami na całym świecie. Najważniejszym standardem opracowanym przez ISO jest Model Referencyjny Połączonych Systemów Otwartych, czyli model OSI.
IEC - Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (ang. IEC - International Electrotechnical Commission), z siedzibą również w Genewie, została założona w 1909 roku. Komisja IEC ustanawia międzynarodow...
Caveman85