Streszczenie Rozległe sieci WAN: Zasady i technologie

## Wstęp Niniejszy materiał przedstawia przegląd podstawowych pojęć sieci komputerowych przeznaczony dla uczniów uczących się samodzielnie (Not attending). Celem jest wyjaśnienie istoty sieci, różnic między głównymi typami sieci, roli routera oraz translacji adresów, podstawowych właściwości linii transmisyjnych oraz praktycznych scenariuszy wraz z przykładami. > **Definicja:** Sieć komputerowa to zbiór urządzeń połączonych w taki sposób, aby mogły wymieniać dane i współdzielić zasoby. ## Podstawowy podział sieci ### LAN a inne technologie lokalne - **LAN (Local Area Network)**: sieć na niewielkim obszarze geograficznym, np. dom lub biuro. - **Wi‑Fi**: technologia bezprzewodowa, która umożliwia podłączenie urządzeń w ramach sieci LAN. > **Definicja:** LAN to sieć lokalna łącząca urządzenia na ograniczonym obszarze; Wi‑Fi to bezprzewodowa metoda dostępu do tej sieci. ### Topologie i urządzenia - Główne urządzenia w sieci LAN: **switch**, **router**, **firewall**, **access point**. - Topologie: gwiazda, magistrala, pierścień itp. > **Definicja:** Router kieruje ruchem między sieciami i łączy sieć LAN z innymi sieciami. ## Routowanie i Translacja Adresów (NAT) ### Co robi router - Routuje pakiety między różnymi sieciami na podstawie docelowych adresów IP. - Może oferować funkcje DHCP, NAT, firewall i VPN. ### NAT (Network Address Translation) > **Definicja:** NAT tłumaczy prywatne adresy IP urządzeń w sieci lokalnej na jeden lub więcej publicznych adresów IP podczas komunikacji ze światem zewnętrznym. - W typowych sieciach urządzenia w sieci LAN są często w zakresie $192.168.1.x$ i nie posiadają publicznego adresu IP. - Router wykorzystuje NAT, aby umożliwić tym urządzeniom komunikację za pośrednictwem jednego publicznego adresu IP. - Najpopularniejszą odmianą jest PAT (port address translation), gdzie sesje są rozróżniane na podstawie portów. Przykład praktyczny: - Komputer w sieci LAN z adresem $192.168.1.10$ wysyła zapytanie do serwisu WWW. Router przepisuje adres źródłowy na publiczny adres IP, a po powrocie pakietu przekierowuje dane z powrotem na podstawie portu. ## Przełączanie: obwody vs. pakiety (w skrócie) - **Przełączanie obwodów**: ustanawiane jest dedykowane połączenie między dwoma punktami końcowymi na czas komunikacji (np. tradycyjna telefonia). - **Przełączanie pakietów**: dane dzielone są na małe pakiety, które podróżują niezależnie, mogą podążać różnymi trasami (powszechne w sieciach komputerowych). > **Definicja:** Przełączanie pakietów umożliwia efektywniejsze współdzielenie łącza, ponieważ przepustowość nie jest niepotrzebnie rezerwowana dla nieaktywnych połączeń. ## Właściwości linii transmisyjnych - **Przepustowość**: ile danych można przesłać w ciągu sekundy. - **Opóźnienie**: opóźnienie komunikacji mierzone w ms. - **Jitter**: fluktuacje opóźnienia, ważne dla głosu i wideo. - **Utrata pakietów**: wpływa na jakość transmisji danych i aplikacji. - **Dostępność**: niezawodność linii. - **Symetria**: czy upload = download. Czy wiesz, że nowoczesne aplikacje wideo i głosowe wymagają niskiego jittera i niskiego opóźnienia dla płynnej transmisji? (Czy wiesz, że nowoczesne aplikacje wideo i głosowe wymagają niskiego jittera i niskiego opóźnienia dla płynnej transmisji?) ## Łącza zapasowe i przełączanie awaryjne - Firmy często wdrażają główne łącze (np. światłowodowe) i łącze zapasowe (LTE/5G). - W przypadku awarii głównego łącza aktywowany jest mechanizm przełączania awaryjnego, a ruch sieciowy zostaje przekierowany na łącze zapasowe. Praktyczny przykład: gdy główne łącze ulega awarii, router automatycznie przekierowuje ruch przez moduł LTE, dzięki czemu podstawowa usługa pozostaje dostępna. ## Łączenie sieci oddziałów (w skrócie) - Oddziały posiadają własne sieci LAN i mogą być połączone, umożliwiając użytkownikom dostęp do centralnych serwerów. - Opcje połączenia: VPN, dzierżawione łącza, MPLS, SD‑WAN. Tabela: porównanie metod połączenia | Metoda | Zalety | Wady | | --- | --- | --- | | Dzierża