Co to jest sieć komputerowa?

W dzisiejszym odcinku serii „Informatyka dla nieinformatyków” opowiemy sobie o sieciach komputerowych.
W telegraficznym skrócie opowiem o:
– Jak rozumieć słowo sieć?
– Co to jest sieć komputerowa?
– Jak działa sieć komputerowa?
– Jakie są rodzaje sieci komputerowych?
Oczywiście nie zabraknie też analogii do otaczającego Nas świata, tak by temat stał się przystępny i łatwy do zrozumienia!

Jak rozumieć słowo sieć?

Na początek zacznijmy może od samego słowa sieć i jak je rozumieć?
Skojarzenie z siecią rybacką lub z pajęczyną tylko częściowo oddaje sens jego znaczenia.
Znacznie lepszą analogią wydaje się porównanie sieci komputerowej do sieci transportowej.
Wystarczy rzut oka na mapy Google i ukazana tam sieć połączeń drogowych i kolejowych w prosty sposób pokazuje Nam istotę rzeczy. A mianowicie sieć ta umożliwia Nam wspólną komunikację pomiędzy miastami, jak i mniejszymi miejscowościami. Taką samą funkcję pełni sieć komputerowa, umożliwiając urządzeniom komputerowym komunikowanie się i wymianę danych.

Co to jest sieć komputerowa?

Najpopularniejszą siecią komputerową, jest bez wątpienia sieć Internet, ale historii jej powstania i szczegółach działania może zrobię oddzielny odcinek.

Skupmy się dziś na ogólnej definicji sieci komputerowej.
Jak już wspomniałem jest to sieć telekomunikacyjna umożliwiająca urządzeniom komputerowym (takim jak telefon, tablet, laptop, czy serwer) bezpośrednią, lub pośrednią wymianę danych pomiędzy sobą.
Bezpośrednią komunikację, można rozumieć jako po prostu połączenie dwóch urządzeń ze sobą kablem, lub poprzez sieć WiFi typu Ad-hoc, a komunikacja pośrednia natomiast odbywa się, jak sama nazwa wskazuje za pośrednictwem urządzeń pośredniczących: przełączników, routerów.

Jak działa i z czego składa się sieć komputerowa?

Sieć komputerową, jak wspomniałem na wstępie, można łatwo porównać do sieci transportowej.
Wyobraźmy sobie firmę transportowo-kurierską, która odpowiedzialna jest za dostarczenie Nam zamówionych przedmiotów z popularnego internetowego serwisu aukcyjnego. Najpierw przesyłka odbierana jest przez kuriera, który dowozi ją do najbliższego magazynu firmy kurierskiej, skąd w nocy przewożona jest do innego magazynu tej firmy kurierskiej – najbliższego Naszemu miejscu zamieszkania, gdzie następnego dnia rano pobiera ją kurier i przywozi Nam do domu.

Analogicznie sytuacja wygląda w świecie komputerów. Podobnie jak w przypadku Naszej paczki, tak jak trafiała ona do kilku magazynów, punktów transferowych firmy kurierskiej, tak samo w sieciach komputerowych wykorzystuje się takie węzły komunikacyjne by wymieniać dane.
W przypadku sieci komputerowej takim węzłem będzie urządzenie zwane routerem. To jego zadaniem jest kierowanie ruchu do innych routerów, w ten sposób by ostatecznie dostarczyć dane we właściwe miejsce. Tak naprawdę cała, nawet rozległa sieć komputerowa składa się właśnie z połączonych ze sobą węzłów, czyli routerów.

Funkcje routera ma zarówno wyspecjalizowane urządzenie brzegowe, będące w stanie sterować ruchem pochodzącym od setek, a nawet tysięcy komputerów klientów, jak może to być mały routerek WiFi obsługujący zaledwie kilka urządzeń w Naszym domu.

Poza routerami co prawda stosuje się też całą gamę innych urządzeń sieciowych, takie jak przełączniki/switche, firewalle, czy modemy… ale nie są one istotne na tą chwilę w zrozumieniu istoty działania sieci. W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że jedynie umożliwiają dostarczenie danych do węzła sieciowego jakim jest router.
Zapewniam, że wrócimy jeszcze do tematu urządzeń sieciowych i o nich też opowiem więcej w kolejnych odcinkach.

Jakie są rodzaje sieci komputerowych?

Sieci komputerowe możemy podzielić na kilka sposobów.

Podział „fizyczny”

Pierwszym przychodzącym na myśl wielu osobom, jest zapewne podział ze względu na fizyczne medium poprzez które odbywa się komunikacja.
Rozróżniamy pod tym względem sieci wykorzystujące transmisję radiową, zwane popularnie sieciami bezprzewodowymi,
oraz sieci oparte na fizycznym okablowaniu,
najczęściej w postaci tzw. „skrętki”, czyli kabla UTP złożonego z 8 miedzianych przewodów skręconych w 4 pary, czyli to co wszyscy popularnie nazywają „kablem komputerowym”.
Oprócz kabla UTP, za medium transmisyjne może posłużyć sieć energetyczna, czy np. kable koncentryczne, bardzo popularne szczególnie u dostawców Internetu historycznie dostarczających telewizję kablową,
Przy tworzeniu sieci szkieletowych, czyli np. do połączeń pomiędzy kluczowymi przełącznikami i routerami u danego operatora lub firmy zwykle stosuje się połączenia światłowodowe,
ale również coraz częściej światłowody doprowadza się do budynków mieszkalnych oferując usługę FTTH (Fiber to the home), czyli w wolnym tłumaczeniu światłowód do domu.

Oczywiście nie należy tego rozumieć dosłownie, ponieważ ze względu na konieczność delikatnego obchodzenia się z włóknami światłowodowymi, światłowód doprowadza się jedynie do skrzynki w budynku, natomiast połączenie do domowego routera odbywa się już tradycyjnie kablem miedzianym.

Podział funkcjonalny

Drugim podziałem jaki często stosuje się w sieciach komputerowych jest podział funkcjonalny.
W firmach często mamy do czynienia z paroma oddzielnymi sieciami, mimo iż często używają tego samego typu okablowania. Najczęściej spotykanymi odrębnymi sieciami w firmach będą:
* sieć komputerowa
* sieć telefoniczna, która dziś oparta jest na technologi VoIP (Voice over IP), o której zrobię oddzielny odcinek
* oraz tzw. sieć SAN (Storage Area Network), która zajmuje się głównie komunikacją serwerów z macierzami dostarczając im zasoby dyskowe, o której z pewnością też nakręcę odrębny odcinek.

Podział przez zasięg

Trzecim często stosowanym podziałem, wartym wspomnienia jest podział ze względu na zasięg danej sieci. Tu wyróżniamy podział na sieci lokalne, czyli LAN (Local Area Network), jak i sieci rozległe, czyli WAN. Dla uproszczenia można założyć, że sieć WAN to z punktu widzenia przeciętnego nieinformatyka to po prostu sieć Internet.

Wspominam o tym, ponieważ praktycznie wszystkie routery bezprzewodowe, które większość widzów ma w swoich domach ma oznaczenie LAN i WAN z tyłu urządzenia i pewnie ciekawiło ich co one oznaczają.

A więc już wiecie, że do portów LAN podłączamy komputery, telefony, drukarki sieciowe, lub też konsole do gier, czy inteligentne telewizory, a do portu WAN podłączamy „kabel od Internetu”.

Podsumowanie

Mam nadzieję, że udało mi się wyjaśnić dziś czym jest sieć komputerowa, jakie są jej podstawowe typy, jak działa i jakie są jej podstawowe elementy składowe. Ponieważ to sieć komputerowa pozwala w ogóle na łączenie się komputerów i wymianę informacji, a więc jest podstawowym elementem składowym wielu usługi i bez niej zastosowanie dzisiejszych komputerów byłoby bardzo ograniczone, to z pewnością będziemy regularnie poruszać związane z nią tematy.

Wyjaśnimy bliżej jak działają jej poszczególne elementy, jak switch, czy router, a także, na prośbę jednego z widzów, zrobimy szybkie warsztaty na temat jak bezpiecznie skonfigurować router WiFi.