CCNA1 – Rozdział 1

Ostatnio postanowiłem odświeżyć sobie wiadomości z sieci komputerowych i wybrałem się na kurs CCNA (Cisco Certified Network Associate). Ponieważ kurs ten jest dość obszerny zarówno materiałowo jak i czasowo postanowiłem po każdym rozdziale robić sobie notatki, które przydadzą mi się na wypadek powtarzania materiału do egzaminów.

A mając świadomość, że kurs ten jest dość popularny postanowiłem udostępniać te materiały na mojej stronie aby także inni zainteresowani tematem mogli je wykorzystać do nauki/powtarzania. Będę więc wraz z kolejnymi zajęciami starał się publikować takie mniejsze lub większe „ściągi”. Dzisiaj rozdział pierwszy.

Potrzeba komunikacji i wymiany informacji z innymi ludźmi była zawsze dla nas jedną z podstawowych potrzeb, której spełnienie dawało nam możliwość rozwoju. Aktualnie potrzeba ta jest większa niż kiedykolwiek wcześniej. Sieć Internet stała się podstawową, niezbędną i niezastąpioną platformą wymiany danych. Wszędzie gdzie byśmy się nie obrócili mamy tego świadectwa. Ilość zgromadzonych w sieci informacji przekracza granicę pojmowania, a wartość ta ciągle się powiększa i to coraz szybciej. Wyobrażenie współczesnego świata bez Internetu staje się powoli niemożliwe. Aktualnie nie mówi się już tylko o sieci komputerowej ale o Ludzkiej Sieci czyli sieci powstałej wskutek „połączenia” sprzętu elektronicznego i ludzi go wykorzystujących. Sytuację tą znakomicie pokazuje filmik poniżej.

Dzięki Internetowi praktycznie nie musimy wychodzić z domu. Wszystkie niezbędne operację możemy wykonać sprzed ekranu komputera. Trudno w to uwierzyć?

• wszelkie operacje finansowe możemy dokonać z domu: sprawdzić stan rachunku, dokonać przelewu, opłacić wszelkie rachunki czy nawet inwestować na giełdzie
• coraz popularniejsza staje się praca zdalna, wszystko co potrzebujemy wykonać robimy w domu – możemy zdalnie połączyć się z infrastrukturą swojej firmy (VPN) lub przygotowaną pracę przesłać do zleceniodawcy mailem
• możemy brać udział w zajęciach prowadzonych on-line lub wykorzystać platformę e-lerningową do podnoszenia swoich kwalifikacji, a nawet zdawać testy czy egzaminy przez Internet
• dzięki streamingowi i VOD także rozrywka i przyjemności są na wyciągnięcie ręki: muzyka, filmy, gry, książki itp
• mamy możliwość wysyłania poczty elektronicznej, udzielania się na forach i listach dyskusyjnych, prowadzić wideokonferencję i odbywać rozmowy telefoniczne (VOIP)
• możemy robić zakupy, poszukiwać opinii i testów na temat interesujących nas produktów, a także samemu opiniować takie produkty
• możemy prowadzić własną stronę, bloga lub współtworzyć inne portale wraz ludźmi z całego świata (np wikipedia)
• możemy wirtualnie podróżować do każdego miejsca na świecie, zaplanować trasę naszej podróży czy znaleźć drogę do interesującego nas miejsca (Google Maps)
• możemy dzielić się swoimi zdjęciami, filmami, muzyką itp z całym światem
• możemy wyszukać praktycznie dowolną informację na każdy temat oraz zasięgnąć opinii wielu specjalistów z różnych dzidzin
• i wiele wiele innych

Każda sieć jakkolwiek nie była by zorganizowana składa się zawsze z czterech elementów: urządzeń, mediów za pomocą których te urządzenia są ze sobą połączone, danych które są przez nie przesyłane oraz reguł które zarządzają ich sprawnym i skutecznym przesyłem.

Urządzenia – podstawowe urządzenia oraz ich graficzną reprezentacje można znaleźć na rysunku poniżej. Taki schemat przyjęło CISCO na swoich modelach więc takich schematów będą używał przy kolejnych artykułach.

Media – podstawowy podział na media wygląda następująco: kable miedziane przesyłające sygnały elektryczne, kable światłowodowe przesyłające impulsy świetlne oraz „przestrzeń” w której można przesyłać sygnał bezprzewodowy w postaci fali elektromagnetycznej.

Protokoły – jest to zestaw reguł i zasad regulujących przesyłanie danych w sieciach. Najbardziej znanym jest zestaw protokołów TCP/IP.

W dawnych czasach kiedy internet dopiero się rozwijał telefonia oraz telewizja miały każde z osobna własną infrastrukturę, własne okablowanie oraz protokoły do zarządzania swoimi typami łącz. Aktualnie dąży się do połączenia tych trzech rodzajów transmisji w tzw. sieci konwergentne zapewniające przesył wszystkich typów danych. Wiąże się to oczywiście z potrzebą stworzenia do tego odpowiednich protokołów i mechanizmów. Wraz ze wzrostem sieci obserwuje się, że podstawowe oczekiwania względem nich można zawrzeć w czterech działach: tolerancji na błędy, skalowalności, jakości oraz bezpieczeństwie.

Tolerancja na błędy – ponieważ sieci są przezroczyste dla użytkowników powinny być odporne na błędy zarówno sprzętowe jak i programowe, a na wypadek ich wystąpienia powinny jak najszybciej, najlepiej niezauważalnie dla użytkownika i automatycznie taki błąd wykryć i być w stanie go usunąć/ominąć. Najprostszym przykładem jest tutaj redundancja łącz.

Skalowalność – sieci powinny być budowane tak, aby dodanie kolejnych segmentów było łatwe i nie wpływało negatywnie na całościowe działanie sieci.

Jakość (QoS) – ponieważ dane przesyłane w sieci są różne tak samo oczekiwania użytkowników co do ich dostępności są różne. Mechanizmy QoS stworzone zostały w celu priorytetyzowania ruchu sieciowego w celu zapewnienia skutecznej transmisji danych w oparciu o ich ważność dla użytkownika.

Bezpieczeństwo – najprościej mówiąc jest to zapewnienie, że przesyłane dane będzie w stanie odebrać tylko uprawniona do tego osoba oraz iż nie zostaną one zmienione podczas przesyłu przez osoby nieuprawnione. Bezpieczeństwo sieciowe można podzielić na fizyczne – czyli dostęp do sprzętu oraz logiczne czyli zabezpieczenie przesyłanych danych.

Podczas projektowania pierwszej sieci na potrzeby Departamentu Obrony (DoD) twórcy musieli wybrać model komunikacji. Mieli do wyboru model oparty na komutacji łącz oraz na komutacji pakietów. Ponieważ przy komutacji łącz potrzebne jest stworzenie i utrzymanie fizycznego łącza przez cały okres komunikacji, nawet jeśli dane nie są przesyłane, a równocześnie z tych samych łącz nie może korzystać inna osoba to ten model został zarzucony. Jedynie model komutacji pakietów był w stanie zapewnić wymaganą tolerancję na błędy przy jednoczesnej możliwości wykorzystania tych samych łącz przy różnych typach transmisji.

Internet nazywany jest siecią sieci. Dzięki hierarchicznej budowie może zapewnić skalowalność. Na samym szczycie hierarchii sieci znajdują się operatorzy poziomu pierwszego czyli najwięksi dostawcy łącz internetowych na świecie jak np. Verizon, AT&T, Tata Communication. Są oni połączeni pomiędzy sobą w punktach dostępowych i tworzą główną sieć szkieletową całego Internetu. Wygląd takiej sieci można znaleźć na stronie tutaj. Poniżej w hierarchii są dostawcy drugiego poziomu którymi są np dostawcy narodowi tacy jak np France Telecom czy TP. Łączą się oni w punktach dostępowych do sieci operatorów pierwszego poziomu ale mogą także dla obniżenia kosztów łączyć się między sobą. Taki punkt wymiany ruchu dla operatorów można znaleźć pod linkiem tutaj. Poniżej są operatorzy poziomu trzeciego np operatorzy miejscy. Takie połączenie zapewnia łatwą skalowalność całej infrastruktury Internetowej.

Dbanie o bezpieczeństwo sieci to także świadomość nowych zagrożeń które pojawiają się w Internecie. Pomocą w identyfikacji takich zagrożeń mogą być liczne portale traktujące o bezpieczeństwie. Link do jednego z takich portali można znaleźć tutaj.

Cisco Systems aby uprościć naukę na swoim kursie stworzyło oprogramowanie Packet Tracer. Oprogramowanie to oprócz niepodważalnych zalet naukowych może być także wykorzystywane do projektowania, wizualizacji i analizy prostych sieci więc polecam zapoznać się z nim wszystkim zainteresowanym sieciami komputerowymi.