4. Počítačové sítě a intranet 

Síťový software je software, který zabezpečuje propojení jednotlivých prvků sítí a služby vzdálených aplikací na Internetu apod. Například síťový operační systém řídí provoz sítě a poskytuje síťové služby (například Microsoft Windows, Linux). Mezi síťové služby patří překlad doménových jmen (DNS server), sdílení diskového prostoru (souborový server), sdílení tiskáren (tiskový server), sdílení databází (databázový server), aplikace pro komunikaci (komunikační server), přidělování IP adres klientům (DHCP), připojení sítě do internetu, antivirové a bezpečnostní služby (firewall), podpora www stránek (webový server), správa elektronické pošty (poštovní server).

Správce sítě a uživatel sítě mají různá přístupová práva.

Data se po síti posílají ve formě paketů. Paket se skládá z řídících (adresa zdroje a cíle, kódy pro detekci chyb) a z uživatelských dat.

Síťový hardware zahrnuje jednotlivá zařízení v síti:

• síťová karta (ethernetová, wifi bezdrátová)
• aktivní síťové prvky, např.:
• hub (rozbočovač) – zajišťuje větvení ethernetové sítě (topologie hvězda), posílá signál všemi připojenými směry
• switch (přepínač) – náhrada hubu, posílá signál pouze do požadovaných směrů
• router – zajišťuje spojení dvou sítí a přenášení dat mezi nimi, pokud má implementovaný modem, umí připojit více zařízení k Internetu, pracuje s IP adresami
• access point – zařízení pro komunikaci počítačů v bezdrátové síti
• modem – zajišťuje komunikaci mezi vzdálenými počítači pomocí telefonní linky, konvertuje digitální data na analogová, například umí připojit jedno zařízení k Internetu
• gateway (brána) – propojuje dvě sítě pracující s odlišnými komunikačními protokoly, vykonává i funkci routeru (například zobrazení internetové stránky na mobilu)
• bridge (most) – zajišťuje spojení dvou sítí na základě MAC adres (funkce podobná routeru)
• repeater (opakovač) – opravuje a zesiluje signál a posílá ho dále
• firewall – kontrolní zařízení, které sleduje, řídí a zabezpečuje komunikaci mezi sítěmi s různou úrovní důvěryhodnosti a zabezpečení
• printserver – propojuje tiskárnu s klientem přes počítačovou síť
• pasivní síťové prvky, např.:
• kabeláž – ethernet / optický kabel
• propojovací panely - patch panely
• počítačové zásuvky
• rozvodné skříně – rack
• antény 

Topologie počítačové sítě je rozložení jednotlivých zařízení a způsob jejich vzájemného propojení. Existuje více možností, mezi základní patří:

Sběrnice (bus)

• skládá se z jediného přenosového média (sběrnice), které v jedné řadě propojuje všechny počítače v síti
• výhody: snadná realizace a rozšíření, nízké pořizovací náklady, vhodná pro malé a dočasné sítě
• nevýhody: omezená rychlost s rostoucím počtem zapojených stanic, kolize hlavní Sběrnice znamená pád celé sítě, omezený počet připojených stanic a délka kabelů, dochází ke kolizím mezi pakety

Hvězda (star) 

• počítače jsou připojeny pomocí kabelů k centrálnímu prvku celé sítě (hub, switch router)
• výhody: kolaps jedné stanice nebo přerušení kabelu nemá vliv na funkčnost sítě, vyšší rychlost komunikace, snadné rozšíření sítě a vyhledání závady, nedochází ke kolizím mezi pakety
• nevýhody: kolaps centrálního prvku znamená kolaps celé sítě, velké množství kabelů (ke každé stanici jeden), vyšší náklady (pořízení centrálního prvku)

Kruh (ring) 

• propojuje počítače pomocí kabelu v jediném okruhu, signál postupuje po smyčce v jednom směru a prochází všemi stanicemi
• výhody: jednoduchý přenos a snadné rozšíření sítě, nízké pořizovací náklady, nedochází ke kolizím mezi pakety
• nevýhody: přerušení kabelu/kolaps jedné stanice = kolaps celé sítě, data musí projít všemi stanicemi - delší doba odezvy, špatné hledání závady

Podle vzájemného vztahu připojených počítačů rozlišujeme dva typy sítí:

Klient - klient - všechny prvky zapojené v sítí jsou si rovny, mají stejná přístupová práva (P2P, peer-to-peer). Vztahuje se hlavně na výměnné sítě, pomocí kterých si mnoho uživatelů může vyměňovat data. Výhoda: s rostoucím počtem uživatelů celková dostupná přenosová kapacita roste. Nevýhoda: nebezpečí v podobě počítačových virů nebo trojských koňů v nabízených souborech, mohou se objevit útoky proti soukromí uživatelů nebo šíření spamu prostřednictvím sítě.

Klient - server - minimálně jeden prvek je nadřazen všem a poskytuje služby ostatním

Příkladem je webový prohlížeč na klientském počítači, kterému webový server poskytuje požadované informace. S rostoucím počtem uživatelů přenosová kapacita klesá, uživatelé se dělí stále o jednu kapacitu serveru. 

Protokol je soubor pravidel pro elektronickou komunikaci a přenos dat mezi dvěma nebo více počítači. Popisuje například detekci základního fyzického spojení (kabelové, bezdrátové), handshake (automatický proces vyjednávání, který dynamicky nastavuje parametry komunikačního kanálu mezi dvěma entitami před začátkem klasické komunikace po kanálu), jak začít a ukončit zprávu, co dělat s poškozenými nebo nesprávně naformátovanými daty (oprava chyb), ukončení relace nebo spojení.

TCP/IP = TransmissionControlProtokol/InternetProtokol je sada protokolů pro komunikaci v síti Internet. Je členěna do čtyři vrstev, které komunikují mezi sebou, každá vrstva využívá služeb vrstvy nižší a poskytuje své služby vrstvě vyšší. Vrstvy protokolu TCP/IP:

Vrstva síťového rozhraní – specifikace fyzického propojení (ethernet, optický kabel, wifi)

Síťová vrstva – identifikace zařízení v síti pomocí IP adresy

• IP adresa - logická adresa, jedinečný identifikátor zařízení v síti. IP adresu přiděluje správce sítě. Existují 2 verze, původní IPv4 (4 čísla o velikosti 1 bajtu, oddělená tečkou), z důvodu vyčerpání možných kombinací se postupně přechází na IPv6 (8 čísel v hexadecimálním kódu o velikosti 2 bajty, oddělená dvojtečkou). S veřejnou IP adresou lze provozovat síťové služby Internetu (webové stránky, herní servery apod.), s privátní IP adresou je lze pouze využívat (není v síti Internet "vidět"). Místo IP adresy lze používat tzv. doménová adresa (například seznam.cz).
• MAC adresa – fyzická adresa, jedinečný identifikátor fyzického zařízení (síťové karty)

Transportní vrstva - Zajišťuje přenos informací potřebných pro síťové spojení, adresuje aplikace pomocí čísel portů pro různé služby (FTP = přenos souborů – port 21 a 20, DNS = překlad IP adres – port 53, HTTP = zobrazování internetových stránek – port 80)

Aplikační vrstva - Realizuje výměnu zpráv (dat) mezi aplikacemi – služby http, FTP, SMTP (odesílání pošty), IMAP (příjem pošty), DNS, SSH (zabezpečené procházení webových stránek).

Existují různé způsoby sdílení dat:

• Klient stahuje kopii základního souboru uloženého na serveru (nebo u jiného klienta v síti P2P)
• Klient upravuje společný soubor uložený na serveru. Buď mohou soubor zároveň upravovat i další klienti (všechny změny jsou vidět, například v Teams), nebo se při pokusu o úpravu dalším uživatelem objeví informace, že soubor právě někdo upravuje a otevře se pouze pro čtení. Případně systém dovolí úpravu souboru a uloží ho jako jinou verzi. V případě, že uživatel upravuje svoji lokální verzi souboru, je třeba zajistit synchronizaci dat tak, aby si mezitím někdo neotevřel na serveru původní verzi a nezačal ji také upravovat. Omezení přístupu uživatelů k souboru se provádí pomocí přístupových práv. Základní přístupová práva určují, zda lze zapisovat, pouze číst nebo ani jedno. Dále mohou určovat, zda může uživatel spustit program.

PAN (Personal Area Network) – osobní síť, velikost řádově několik metrů, například propojení mobilních telefonů (Bluetooth) nebo domácí bezdrátová WiFi síť.

LAN (Local Area Network) – lokální síť, velikost desítky až stovky metrů, většinou v jedné či dvou budovách, propojení pomocí ethernetu nebo wifi, například školní nebo firemní síť.

MAN (Metropolitan Area Network) – metropolitní síť, spojení několika lokálních síti se společným zájmem, velikost řádově několik kilometrů, velké množství budov, optický kabel nebo wifi, například městská síť (školy, knihovny, divadla, muzea, galerie).

WAN (Wide Area Network) – rozlehlá síť, slouží miliónům obyvatel, veřejná, velikost stovky kilometrů až tisíce, například internet (GAN – Global Area Network), sítě bankomatů, sítě telefonních operátorů

Ethernet – kroucená dvoulinka, používá konektor RJ45, délka kabelu může být maximálně 100 metrů, na větší vzdálenost se data nepřenesou. Typy: 100BASE-TX Fast Ethernet (rychlost 100 Mbit/s), 1000BASE-T Gigabit Ethernet (rychlost 1000 Mbit/s).

Intranet je část počítačové sítě, která používá stejné technologie jako internet (TCP/IP, http), ale je soukromý. Intranet je využíván například ve školách nebo ve firmách. Extranet umožňuje přístup schváleným osobám zvenčí, například zákazníkům firmy.

Výhody: snazší přístup k aktuálním informacím, úspora času (informace se rychleji šíří), nástroj pro komunikaci (chat), možnost publikování různých dokumentů, podpora obchodní činnosti, cenová výhoda (dokumenty lze prohlížet prostřednictvím webového prohlížeče, není nutné je kupovat), usnadnění týmové práce (dostupnost informací), kompatibilita se všemi operačními systémy, aktuálnost informací (zvenku lze podle situace nastavit nové údaje a všichni pracovníci firmy už je vidí).

Bluetooth je standard pro bezdrátovou komunikaci propojující dvě a více elektronických zařízení (mobil, osobní počítač, sluchátka, herní konzole). Používá se pro propojení zařízení blízko sebe. Vytvořila ho firma Ericsson. Jednotlivá zařízení jsou identifikována pomocí své adresy BD_ADDR. Pro osobní počítač bez Bluetooth existuje adaptér Bluetooth.

Linux je open source operační systém, který vychází z Unixu. Je víceuživatelský a víceúlohový.

Zdrojové kódy Linuxu lze za dodržení jistých podmínek upravovat a dále šířit. Samotné jádro Linuxu je chráněno a šířeno pod licencí GPLv2, je zveřejňováno na serveru kernel.org. Na vývoji Linuxu spolupracují tisíce programátorů z celého světa. Vývoj jádra je z velké části placen firmami, jako je Red Hat, Intel, IMB. Software, který je spolu s Linuxem šířen, je chráněn různými licencemi.

Jádro Linuxu vyvinul v roce 1991 jako svůj koníček Linus Torvalds a dodnes je hlavou jeho vývoje.

Programátor Richard Stallman založil v roce 1983 projekt GNU (GNU´s Not Unix), jehož cílem bylo vytvořit kompletní svobodný operační systém. Tento systém byl v roce 1992 doplněn nezávisle vytvořeným jádrem Linux, proto správné pojmenování Linuxu je GNU/Linux. Operační systém GNU může používat i jiná jádra (Hurd, Solaris a další). 

SATA je počítačová sběrnice, která využívá datové rozhraní pro připojení paměťových zařízení, jako jsou pevné a optické disky. Je určen zejména pro stolní počítače. Umožňuje funkci Plug and Play - pokud tuto funkci podporuje BIOS, umožňuje odpojit nebo připojit disk i za běhu (i při spuštěném operačním systému), chová se jako flashdisk. SATA kabel může mít délku do 1 m.

Další typy rozhraní SATA:

Rozhraní mini-SATA (mSATA) je určen pro připojení SSD disku do notebooku.

Rozhraní eSATA umožňuje připojení externích zařízení – vyšší přenosová rychlost než USB, ale malá podpora od výrobců základních desek.

Rozhraní eSATAp je s integrovaným napájením, vznikl díky notebookům

Poslední verze SATA 3.0 má přenosovou rychlost 6 Gbit/s.