Računalniško omrežje

V osnovnem pomenu lahko omrežje predstavlja skupino, lahko tudi ljudi, ki imajo nekaj skupnega. Naštejemo lahko primer omrežja iz vsakdanjega sveta: skupina otrok, ki obiskuje tečaj tujega jezika; skupina prijateljev, ki igra nogomet ob torkih zvečer; skupina dijakov enega razreda ali učitelji šole oz. zavoda. Eno najbolj znanih omrežij, ustvarjenih pred računalniškimi omrežji je telefonsko omrežje. Vsi telefoni so med seboj povezani s kabli in žicami (danes večinoma brezžično), tako da med seboj povezujejo govorce iz različnih strani sveta.

Računalniško omrežje je skupina med seboj povezanih računalnikov z namenom, da si delijo informacije in opremo. Ti računalniki so lahko v isti sobi, isti stavbi, na različnih koncih mesta ali sveta. Računalnike povezujemo v omrežja z namenom deljenja skupnih virov (podatkovnih, procesorskih), poenotenje dela, zmanjšanje cene vzdrževanja in popravil, centralni nadzor in administracija poslovnih aktivnosti, poglobljeno sodelovanje med ponudniki in kupci. Gre za povezavo računalniške tehnologije (strojna oprema, operacijski sistemi, programi) in komunikacijske tehnologije (prenos - transport podatkov)

Kako veliko je lahko omrežje?

Lahko je poljubne velikosti: mala, sestavljena iz dveh računalnikov, ali pa povezuje več milijonov računalnikov.

Če povežeš med seboj dva računalnika na kakršenkoli način, si naredil mrežo. Vsi, med seboj povezani računalniki v šoli, so del vežjega računalniškega omrežja. Najvežjemu računalniškemu omrežju, v kateri je več milijonov računalnikov, pravimo Internet.

Po velikosti in z vidika gledanja števila med seboj povezanih računalnikov jih delimo na:

BAN (Body Area Network): omrežje telesa z uporabo nosljivih naprav, kot so pametne ure, fitnes pasovi, biometrični RFID vsadki in medicinski pripomočki, nameščeni v telesu, kot so srčni spodbujevalniki. Brezžični BAN opisuje brezžično komunikacijo kratkega dosega v človeškem telesu ali v njegovi bližini. Odlikuje ga izredno nizka poraba. Brezžični BAN lahko sodeluje s tehnologijami PAN. Na primer, pametni telefon, ki je povezan z Bluetoothom, se lahko uporablja za sinhronizacijo podatkov iz oblačil in različnih senzorjev, ki so prisotni v telesu.
Osebno omrežje (PAN, personal area network) je računalniško omrežje za povezovanje naprav, osredotočeno na posamezni delovni prostor posameznika. Zagotavlja prenos podatkov med napravami, kot so računalniki, pametni telefoni, tablični računalniki in osebni digitalni pomočniki. PAN se lahko uporablja za komunikacijo med osebnimi napravami samimi ali za povezavo z omrežjem višje ravni in internetom, kjer ena glavna naprava prevzame vlogo prehoda. PAN lahko prenašamo preko žičnih vmesnikov, kot je USB.
Brezžično osebno omrežje (WPAN) je PAN, ki se prenaša preko tehnologije brezžičnega omrežja na kratkih razdaljah, kot so IrDA, Wireless USB, Bluetooth ali ZigBee. Domet WPAN se giblje od nekaj centimetrov do nekaj metrov.
LAN (Local Area Network)/lokalno omrežje – lokalna omrežja ponavadi omejena na eno ali več stavb, popularno Campus (število naprav v omrežju je omejeno; prenosne hitrosti so nižje; naprave so cenejše).
MAN (Metropolitan Area Network)/mestno omrežje – ima vse lastnosti lokalnih omrežij, pokriva pa še širše območje (npr. velikost mesta).
WAN (Wide Area Network)/javno (komunikacijsko) omrežje – omrežje širšega obsega, razprostrto omrežje. Značilno je veliko število zapletenih in dragih naprav, večkrat pokriva območje več držav ali celo celin, sestavlja ga množica lokalnih omrežij LAN.
Globalno omrežje – Internet, pravijo mu tudi omrežje omrežij.

Običajno imamo vse te tipe omrežij med seboj povezane in prepletene.

Ali obstaja več tipov omrežij?

Kljub temu, da obstaja več različnih načinov za povezavo računalnikov, poznamo v glavnem dva tipa računalniških omrežij: omrežja enakovrednih računalnikov (peer-to- peer) in omrežja strežnikov in odjemalcev (client/server).

Omrežje enakovrednih partnerjev (peer-to-peer)

Značilno za to omrežje je, da so računalniki in naprave v omrežju enakovredne in med seboj izmenjujejo podatke. Vsaka naprava lahko komunicira s katerokoli napravo v omrežju in izkorišča sredstva le-te (pogoni, diski, tiskalniki…), vse pa so med seboj enakovredne. Če imate doma računalnik in vaši starši ali prijatelji na svojem domu, se lahko med seboj povežete v omrežje "vsak z vsakim" ( “peer-to-peer”). Če imajo starši ali prijatelji tiskalnik, se lahko povečete z njim in tiskate preko njega, torej uporabljate njegove periferne naprave. Vsi računalniki v načinu “vsak z vsakim” so med seboj enakovredni.

Običajno omrežje vsak z vsakim nima več kot 10, med seboj povezanih računalnikov.

Odjemalec-strežnik (Client-server)

To je struktura omrežja, pri kateri imajo računalniki v omrežju nalogo strežnika ali odjemalca. Strežnik je računalnik, ki za odjemalce upravlja določene naloge (storitve, servise), skrbi za omrežje, hrani skupne podatke, upravlja tiskalnik, razdeljuje pošto ipd. Odjemalec je delovna postaja (osebni računalnik, tablica, pametni telefon ipd.), ki te skupne servise izkorišča.

Takšno omrežje se običajno uporablja v poslovnih okoljih, podjetjih, šolah.

Ko želite na primer pridobiti informacije z določene spletne strani, deluje vaš računalnik v tem trenutku kot client/odjemalec. Ta dobi podatke od serverja/strežnika po omrežju, ki nudi usluge v obliki prikazovanja spletnih strani – www.

Omrežje po principu odjemalec/strežnik se uporablja za povezovanje večjega števila računalnikov. Je dražje od omrežja “vsak z vsakim” , vendar enostavnejše za vzdrževanje in uporabo.

Topologija omrežja

Topologija je geometrijski načrt - oblika prenosnega medija. Sestavljajo jo vozlišča, ki so aktivni elementi, ker izvajajo usmerjanje prometa, in prenosni kanali, ki so pasivni elementi, saj podatke le pasivno prenašajo. Topologija omrežja močno vpliva na lastnosti omrežja.

Najznačilnejše oblike topologij so:

Topologija skupnega vodila
Zvezdna topologija
Topologija obroča

Topologija skupnega vodila (bus):

Računalniki so priključeni na en skupni in neprekinjen del podatkovnega medija, ki predstavlja večtočkovno povezavo. Osnovni komunikacijski medij je na obeh straneh zaključen s končnimi členi ali terminatorji, ki določajo pomembne impendančne lastnosti glavnega kabla. Sporočilo, oddano glavnemu prenosnemu mediju, je takoj dostopno vsem vozliščem na omrežju.

Značilnosti: preprosto priključevanje novih uporabnikov, niso potrebna posebna vozlišča, težko je lokalizirati napako na vodilu v primeru prekinitve ali kakšne druge napake, omejena je dolžina prenosnega medija.

Zvezdna topologija:

Zvezdna topologija ima samo eno vozlišče. Njena prednost je enostavnost, saj so usmerjevalni postopki trivialni: med katerimakoli pristopnima točkama vodi namreč le ena pot. Posledica enostavnosti je vrsta pomanjkljivosti: zelo je občutljiva na izpad vozlišča, saj v tem primeru noben par ne more več komunicirati. Vozlišče z velikim številom priključenih končnih računalnikov postane počasno, zato se omejuje število priključkov na vozlišče. Topologija ni primerna za večja omrežja.

Topologija obroča

več vozlišč nanizamo drugo za drugim v obroč. Primerjamo obroč z zvezdo. Usmerjevalni postopki so nekoliko kompleksnejši, med vsakim parom sta možni dve možni poti. Omrežje je bolj trdoživo, saj so ob izpadu vozlišča prizadeti le lokalni uporabniki. Ob izpadu dveh vozlišč lahko omrežje razpade na dva dela.

Druge oblike:

Drevesna topologija: zagotavlja enostavne usmerjevalne postopke. Predstavljamo si jo lahko kot večnivojsko zvezdo. V praksi se redko uporablja, navadno v omrežjih lokalnega dostopa.

Polna topologija: zahteva neposredne povezave med vsemi pari vozlišč. Usmerjevalni postopki so zelo zahtevni, saj število možnih poti strmo narašča s številom vozlišč. Uporablja se le v omrežjih s posebnim namenom.

Kombinacija topologij: je v praksi najpogostejša. Vsebuje poljubno izmed podmnožic povezav popolne topologije, ki še zagotavljajo povezanost omrežja. Običajno je tako v praksi kombinacija med funkcionalnostjo in stroški, da to dosežemo. Tako kombiniramo različne tipe topologij. Eno izmed možnih kombinacij je predstavljeno na spodnji sliki:

Varnost računalniških omrežij

Napad na omrežje je vsak poskus motenja, ogrožanja ali nepooblaščenega dostopa do računalniškega omrežja ali njegovih virov. Omrežne napade lahko razvrstimo v več kategorij, odvisno od uporabljene metode, cilja in namena napadalca. Nekateri napadi so namenjeni motenju normalnega delovanja omrežja ali njegovih virov, drugi pa kraji občutljivih informacij ali prevzemu nadzora nad omrežnimi viri. Nekateri napadi vključujejo izkoriščanje znanih ranljivosti v omrežni programski ali strojni opremi.

Računalniki si med seboj pošiljajo sporočila. Tudi napadalec pošilja sporočila drugim računalnikom in jih s tem okuži. Ko ti, okuženi računalniki pošiljajo sporočila drugim računalnikom v mreži, jih prav tako okužijo. Okužba se tako širi.

Napadalec lahko okužene računalnike tudi uporabi kot svojo mrežo "Botnet". Botnet je skupina z internetom povezanih računalnikov, ki se lahko uporabljajo za izvajanje napadov DDoS (Distributed Denial-of-Service) na strežnike, krajo podatkov, pošiljanje neželene pošte ter omogočajo napadalcu dostop do okuženega računalnika in njegovih povezav.