K sepsání tohoto tutoriálu mě přivedlo několik aspektů. Prvním impulsem již před několika měsíci byl zájem o můj příspěvek ohledně počítání IP adres pomocí VLSM, který se stal jedním z nejnavštěvovanějších.
Dále to byla jistá potřeba si naučenou látku zopakovat a pro budoucí potřebu někam sepsat, tak proč se s tím nepodělit. Budu vycházet zejména z knihy „CCNA: Výukový průvodce přípravou na zkoušku 640-802“ a pořadí dílů bude určeno převážně souběžným postupem s kurzy v Cisco akademii. Tutoriál bude shrnovat ty nejdůležitější informace, něco jako výpisky. Neočekávejte tedy rozsáhlé informace.
S velkou pravděpodobností bude tento seriál dlouhý a psaný ještě možná rok potrvá, jelikož mám za sebou prozatím CCNA 1 a 2. Trojka a čtyřka mě čekají tento akademický rok a rád bych je zakončil alespoň se stejnou úspěšností (84,1% a 84,7%). Konec úvodní řeči a jde se na to.

Základy datových sítí

Počítačové sítě utváříme pomocí aktivních a pasivních síťových prvků. Mezi aktivní síťové prvky řadíme zejména rozbočovač (hub), přepínač (switch) a směrovač (router).
Rozdíly jsou zejména ve způsobu propojení sítí a tokem dat v nich.

Rozbočovač

Ten pracuje na síťové L1 vrstvě (o ISO/OSI modelu a souvisejícím modelu ministerstva obrany si povíme někdy příště). Kdybych mohl k něčemu hub přirovnat, tak by šlo o klasickou hloupou rozdvojku. Pokud je některý z jeho portu přijde signál, tak ho pošle na všechny ostatní porty aniž by ho zajímalo komu je zpráva určena.
Z toho plyne problém související s většími sítěmi založenými na rozbočovačích a tím je nadměrný síťový provoz i tam, kde není třeba.
Šlo o levnější zařízení, ale to nevyvažovalo negativa větších sítí.

Přepínač

Nyní už jde o chytřejší „krabičku“, která naplno nahrazuje starší huby. Pracuje na linkové L2 vrstvě, tedy na úrovni místní sítě LAN.
To čím mají switche navrch je rozdělování kolizní domény, všesměrová je stále jen jedna. Každý port switche je tedy jednou kolizní doménou a připojené počítače se již nestarají zda je přenosové médium volné či nikoliv.
Přepínač přináší také bezpečnostní výhodu právě vzhledem k tomu, že data posílá již jen danému příjemci.

Směrovač

Konečně se dostáváme k routeru, ten narozdíl od předchozích dvou funguje již na L3 vrstvě (pominu-li L3 switche) a dokáže již tedy opravdu směrovat síťový provoz za pomoci protokolu IP.
Každým jeho portem již vytváříte jak samostatnou kolizní, tak i všesměrovou doménu.
Routery slouží ke spojování samostatných místních LAN sítí. Pro představu si můžeme dát elektrárnu, která rozesílá elektřinu různými směry dle požadavků do dalších prvků (rozvoden == switchů), které je dále rozesílají.

Příklad s huby s switchem

V případě, že bychom v síti třeba 20 počítačů (klientů) použili na jejich propojení 2 huby po 10 portech, tak získáme jednu kolizní i všesměrovou doménu. Kolizní doména pro tolik uživatelů se může stát problémem v případě, že chtějí 2 nebo více počítačů vysílat současně.
Pro tento případ existuje protokol CSMA/CD (dobře popsáno na Wikipedii, o kterém si ještě povíme), který řeší právě kolize v síti.

Jak si pomoci?

Můžeme místo hubů koupit sice switche, ale vyjde nás to dráž. V naší ukázkové síti to není příliš vidět, ale dobrou službu v našem případě udělá nákup i jen jednoho switche, kterému do každého portu připojíme hub, který nám síť rozdělí do dvou kolizních domén.
Už tím síti pomůžeme

A ještě příklad s routerem

A dejme tomu, že takových sítí a klientů máme více. Například co patro, to síť z 20ti klienty zapojenými dvěma huby  do switche.
Budeme tedy chtít sítě našich třech pater propojit. Mohli bychom sice použít switch, ale lepším řešením bude použití routeru, který nám pro každé patro vytvoří jednu kolizní a všesměrovou doménu.

Shrnutí k zapamatování

– možné způsoby zahlcení provozu v LAN síti (velké množství klientů v rámci jedné všesměrové doméně, použití samotných hubů,…)
– rozdíl mezi kolizní a všesměrovou doménou (kolizní – jedním paketem se zabývají všichni, všesměrová – všichni slyší vše)
– rozdíly mezi hubem, switchem a routerem (hub – jedna kolizní i všesměrová, switch – více kolizních, jedna všesměrová a router – více kolizních i vícesměrových)

Toť vše a příště shrnu model datových sítí ISO/OSI včetně popisu jednotlivých vrstev. Snad Vám budou tyto zápisky užitečné.