Komunikační síť je systém vzájemně propojených uzlů, do kterého jsou připojena koncová zařízení (terminály) účastníků sítě a síť mezi nimi zabezpečuje přenos dat:

  • na určitou vzdálenost,

  • správnému účastníku.

Blokové schéma sítě

Komunikační síť se skládá z jádra, přístupové sítě a řízení (signalizace).

Blokové schéma sítě
Figure 1. Blokové schéma sítě

Jádro (core)

Jádro slouží k přenosu dat z jednoho koncového zařízení na druhé a má tyto části:

  • Uzel (node) směruje data uvnitř sítě správným směrem.

    • Směrovač (router) se používá v paketové síti a podle směrovací tabulky směruje pakety.

    • Ústředna (switch) se používá v komutované síti a přímo propojuje dvě koncová zařízení.

  • Páteřní spoj (backbone) propojuje uzly mezi sebou. Jedná se o vysoce kapacitní přenosové linky Mbit/s a výše. Realizovány většinou optickým spojem s vlnovým multiplexem případně rádiovým spojem PTP (Point-To-Point).

Přístupová síť (access network), poslední míle (last mile)

Přístupová síť připojuje uživatele k síti (jádru). Je Obtížná a drahá na vybudování. Používají se různé technologie:

  • metalické vedení (telefonní linka),

  • optický spoj (moderní připojení k internetu),

  • rádiově (wifi - přístup k internetu, mobilní telefon - telefonní služba).

Řízení sítě, signalizace

Řízení sítě slouží ke správě (managementu) komunikační sítě, což zahrnuje funkce jako řízení, údržba, řízení kvality služby,…​ Přenos zpráv pro řízení sítě se označuje jako signalizace.

Typy sítí podle přepojování

Přepojování je způsob jakým sítí procházejí data.

Přepojování paketů (packet switching)

Jako uzly se používají směrovače (router).

Směrovač (router)
Figure 2. Směrovač (router)

  • Obvykle není vytvořený spoj.

  • Data se rozdělí na pakety (balíčky) s adresou cíle uloženou v hlavičce.

  • Data se posílají postupně mezi uzly sítě

  • Směrovač přečte hlavičku a pošle paket dále správným směrem.

  • Data jednoho souboru mohou jít více cestami (mohou dorazit v přeházeném pořadí).

  • Platí se za data.

  • Používá internet

Služba bez spojení (datagramová služba)

Každý paket postupuje sítí samostatně a musí nést kompletní hlavičku. Pakety mohou do cíle dojít v přeházeném pořadí.

Putování paketů sítí
Figure 3. Putování paketů sítí

Služba se spojením (virtuální okuh)

Plnohodnotnou hlavičku má jenom první paket. Ostatní mají zkrácenou. První paket předobsadí směrovače a tím vytvoří tzv. virtuální spoj, po kterém běží všechny ostatní pakety.

Přepojování okruhů (circuit switching)

Jako uzly se používají ústředny (switch).

  • Vytvoří se trvalý spoj (v ústřednách sepnou spínače) a po něm běží data (telefonní hovor)

  • Uživatelé spoj obsazují celou dobu používání.

  • Na konci se spoj rozpojí.

  • Platí se čas po jaký byl spoj sestaven.

  • Používá se v telefonní síti.

Typy sítí podle topologie

Topologie je způsob propojení uzlů (případně koncových zařízení) v síti.

  • Hvězdicová (star): Uzly jsou navzájem propojeny přes centrální bod (hub), přes který jsou realizovány všechny operace. Výhody: V případě poruchy kabelu nefunguje pouze tato část sítě. Lehce se hledá chyba. Nevýhody: Velká délka kabelů. V případě výpadku centrálního bodu nefunguje celá síť.

  • Sběrnicová (bus): Uzly komunikují po (jedné) jednom kabelu tzv. sběrnici. Před vysíláním musí uzel otestovat, jestli je sběrnice volná, následně vysílá data opatřená adresou příjemce. V případě kolize s jiným vysíláním se musí pokusit o komunikaci znovu. Příjemce přijímá pouze data opatřená adresou pro něj. Výhody: Nízké pořizovací náklady - krátká kabeláž. Nevýhody: Malá průchodnost při velkém množství požadavků na komunikaci. Při poruše kabelu přestává fungovat celá síť. Obtížné hledání chyby.

  • Kruhová, prstencová (ring): Uzel připojen na sousední uzly. Zprávu přijímá a v případě, že není adresována jemu posílá dál. Výhody: Lepší průchodnost než sběrnicová síť. Nevýhody: Obtížné hledání chyby.

  • Stromová (tree): Vychází z hvězdicové, ale síť je rozdělena na části, které obsahují místní aktivní prvky. Používá se pro rozsáhlé sítě. Výhody: Menší délka kabelů. V případě poruchy některého z místních aktivních prvků vypadne pouze část sítě.

  • Smíšená (mesh): Kombinuje ostatní způsoby podle potřeby.

Topologie sítí
Figure 4. Topologie sítí

Typy sítí podle rozlehlosti

Rozlehlost (velikost) sítě určuje typy použitých prvků, přenosových prostředků.

  • Nanoscale: Síť propojující nanostroje ve vzdálenostech 100-ky nm - 1-ky µm.

  • Near-field (NFC): Bezkontaktní komunikace na vzdálenost 4 cm.

  • Body (BAN): Síť propojující nositelnou elektroniku (na lidském těle).

  • Personal (PAN): Síť propoujující elektroniku v pracovním dosahu člověka.

  • Local (LAN): Lokální síť v rámci domácnosti nebo firmy.

  • Campus (CAN): Síť propojující LAN sítě jednoho vlastníka na větší lokalitě např. areál univerzity, rozlehlá firma.

  • Metropolitan (MAN): Síť v rámci města.

  • Wide (WAN): Rozlehlá síť, která překračuje hranice města, státu např. internet.

Typy sítí podle přenosového média

Přenosové médium zásadním způsobem určuje dosahované přenosové rychlosti a použití.

  • Drátová (wired)

    • Metalický (měděný) kabel,

    • Optický (skleněný) kabel.

  • Bezdrátová (wireless)

    • Rádiový přenos,

    • Přenos světlem.

Typy sítí podle postavení uzlů

Uzly mohou mít stejné postavení nebo některé mohou mít postavení vyšší.

  • Peer-to-peer (rovný s rovným),

  • Klient-server.