Datové sítě

Lokální datové sítě

Základní princip

Pro potřeby propojování různých informačních zařízení umístěných v rámci jediné místnosti či budovy a pracujících s relativně vysokými přenosovými rychlostmi se zpravidla užívá paralelního přenosu po několika vodičích (paralelní sběrnice). Při propojování vzdálených informačních zařízení se však musí z technicko-ekonomických důvodů používat sériový způsob přenosu dat.

Potřeba zajistit datovou komunikaci mezi větším počtem nepříliš vzdálených počítačů s minimálními ekonomickými náklady vedla k použití komunikačních metod bez navazování spojení, při kterých se po společné sdílené přenosové cestě přenášela data sériovým způsobem. Nevýhodou jednoduchého společného sdílení přenosové cesty byla však skutečnost, že při komunikaci mezi jednou dvojicí stanic (počítačů) byla cesta pro zbytek stanic nepřístupná. Tyto stanice museli čekat až komunikace mezi první dvojicí skončí, a pak teprve pokoušet se o přenos vlastní zprávy. Při neorganizovaném procesu připojování a obsazování společné cesty byly výsledkem dlouhé čekací doby na spojení a nízká efektivita využití této společné cesty.

Lokální datové sítě (Local Area Network – LAN) řeší tento problém tak, že se pro předávání zpráv mezi určenými stanicemi využijí moderní principy efektivního využívání společné přenosové cesty větším počtem zařízení. Lokální datové sítě jsou charakterizovány zejména těmito základními vlastnostmi:

  1. sdílení společné přenosové cesty
  2. 2. sériový způsob přenosu ddat
  3. datová komunikace bez navazování spojení a přenosem bitových posloupností proměnné délky rámců
  4. relativně vysoké přenosové rychlosti datového signálu
  5. omezený obsah (v rámci budovy či areálu)
  6. neveřejná (privátní) síť pro uzavřenou skupinu účastníků, nejčastěji z jedné organizace

Pro přenos dat se v lokálních datových sítích používají buď signály v základním pásmu nebo modulované signály v přeložené kmitočtové poloze. Dosah lokální sítě je omezen útlumem a zkreslením signálu a také přenosovým zpožděním signálu, které je nutné brát v úvahu vzhledem k používaným relativně vysokým přenosovým rychlostem.

Pro přenos v základním pásmu se používá signálů s potlačením stejnosměrné složky, které jsou výhodné z hlediska přenosu i z hlediska zvýšení odolnosti proti rušivým signálům.

Pro přenos signálů v přeloženém pásmu se využívá vysokofrekvenční nosné modulované původním digitálním signálem. Taková síť se někdy nazývá širokopásmová LAN. Její pořizovací náklady jsou však vyšší než u LAN s přenosem v základním pásmu.

Jako přenosová média se v lokálních datových sítích obvykle užívají symetrické páry, nesymetrické koaxiální páry a samozřejmě též optická vlákna.

Symetrický pár patří mezi nejlevnější přenosová média. Užívá se buď párů stíněných (STP – Snilec Twisted Pair), nebo párů nestíněných (UTP – Unshielded Twisted Pair). Používají se převážně pro přenos signálů v základní kmitočtové poloze a pro přenosové rychlosti od jednotek Mbit/s do jednotek 1 Gbit/s.

Nesymetrické koaxiální páry používají pro přenos v základním pásmu kmitočty od 0 do 50 MHz a pro přenos v přeloženém pásmu 50 – 500 MHz. Přenosové rychlosti se pohybují v rozmezí 1-20 Mbit/s do vzdálených stovek metrů. Koaxiální kabel je typické médium pro výstavbu lokálních sítí s relativně vysokou elektromagnetickou odolností.

Optická vlákna, která nejčastěji využívá infračervené oblasti spektra umožňují přenos do vzdáleností jednotek kilometrů při rychlostech až do řádu jednotek Gbit/s.

Podle programového vybavení stanic se rozlišují dva základní typy lokálních datových sítí. Sítě s rovnoprávnými účastníky (peer to peer) jsou používány podstatně málo, i když mají programové vybavení relativně jednoduché a jsou ekonomicky výhodné. Nevýhodou je však poměrně malý přenosový výkon a nízká spolehlivost přenosu. Pro tento typ se používá např. programové vybavení LANsmart od firmy D-Link.

Sítě s obslužnou stanicí (server) používají speciální stanici – server. Server je vybaven síťovým operačním systémem a jsou zde uloženy soubory, které mohou být sdíleny všemi stanicemi v síti. Výhodou těchto sítí je vyšší přenosový výkon a spolehlivá ochrana dat, nevýhodou pak vyšší cena.nejznámějšími programovými vybaveními tohoto typu jsou např.: Netvare firmy Novell, LanServer firmy IBM, Microsoft Windows NT Server a různé varianty operačního systému UNIX.

Architektura sítí LAN obecně vychází z referenčního modelu OSI. Vrstva spojová je však (podle doporučení IEEE 802) rozdělena na dvě vrstvy MAC a LLC. Spodní spojová vrstva MAC (Medium Access Kontrol) řídí metodu přístupu ke společné cestě a odděluje fyzickou vrstvu od horní spojové podvrstvy LLC (Lacal Link Kontrol – řízení logického okruhu), která se tak stává nezávislou na použitém přenosovém prostředku.

Principy pro využívání společné přenosové cesty se v jednotlivých sítích LAN liší zejména topologií (konfigurací) lokální sítě a metodou přístupu (připojen) ke společné přenosové cestě.