Funkcia počítačových sietí, taxonómia

Čo je sieť?

všeobecne – (zložitá) množina uzlov –vecí, ľudí - poprepájaná komunikačnými kanálmi

Čo je počítačová sieť?

uzol – host (hostiteľ), router, switch

komunikačný kanál – káble/vzduch, protokoly

fyzicky – infraštruktúra spájajúca uzly

logicky - prostriedok na výmenu informácií medzi (rôznorodými) aplikáciami

Funkcie počítačových sietí

o Zdieľanie

o technických prostriedkov siete

o spoločných súborov

o výpočtovej kapacity

o Komunikácia

o Terminálový prístup

o Distribuované aplikácie

Rozdelenie počítačových sietí

taxonómia - systematické triedenie a opis javov určitej oblasti podľa najrôznejších kritérií; systematizácia.

kritéria delenia sietí:

o veľkosť, dosah – LAN, MAN, WAN, PAN

o vzájomná uzlov – Server/klient, peer-to-peer

o spôsob použitia – intranet, extranet

o prenosové médium – metalické, optické, bezdrôtové

o architektúra siete – IP, ISO/OSI, ...

o topológia – strom, kruh, zbernica, ad-hoc

o mobilita – mobilné, fixné

o vlastníctvo – súkromné, verejné, virtuálne privátne (VPN)

o prenosové techniky – prepojovanie paketov, prepojovanie okruhov

Odkazy:

http://archiv.czech.net/ celé je veľmi dobré,

pre tento semester hlavne Počítačové sítě v. 2.5 (http://archiv.czech.net/l209/index.php3)

Topológie sietí

o fyzická

o logická

Fyzickátopológia

- skutočná, fyzická organizáciapočítačov a ďalších zariadení v sieti.

Logickátopológia

- metóda prenášania dát medzi uzlami.

základné delenie – fyzická topológia:

o priame spojenie (point-to-point)

o zbernica (bus)

o hviezda (star)

o kruh (ring), star-wired ring

o strom, hierarchická topológia (tree)

o sieť (mesh) plná, čiastočná

o bezdrôtové, bunkové (wireless, cellular)

zbernica - Výhodou je cena, ľahká inštalácia. Nevýhodou je obtiažna detekcia chýb, niekedy nízka priepustnosť siete. Pri porušení siete nie je spojenie medzi žiadnymi počítačmi.

hviezda - Každé zariadenie v sieti má point-to-point spojenie iba s centrálnym zariadením, napr. HUBom.

kruh - Každé zariadenie v sieti má point-to-point spojenie iba s dvoma susedmi.

star - wired ring - Založené na kruhu a hviezde. Existuje iba point-to-point spojenie centrálnym zariadením a v rámci neho je kruh.

strom - Má pomerne veľký dosah a umožňuje jednoduché rozširovanie siete. Závisí ale od hlavného uzla (nadradených uzlov).

sieť - (Skoro) každé zariadenie v sieti má point-to-point spojenie s ostatnými. Čím je úplnejšia tým je odolnejšia voči chybám a nákladnejšia.

Logická zbernica

prenos (rámce / frames) je vysielaný naraz všetkými smermi. Každý uzol si zisťuje či rámec patrí jemu. Prenosové médium je zdieľané. Je nutné zabezpečiť vysielanie max. jedného uzla naraz.

Logický kruh

musí to byť kombinácia s fyzickým kruhom (star-wired ring)

Každý uzol predáva dáta z predchádzajúceho uzla na nasledujúci.

Adresát pridáva „potvrdenie“ do rámca a predáva ho ďalej. Keď dorazí rámec k iniciátorovi vysielania, ten po prečítaní potvrdenia ukončí vysielanie.

Logická hviezda (switching)

switch bráni (neželaným) prenosom po určitej časti prenosového média.

Čo zlého sa môže na sieti prihodiť?

zahltenie siete
správy sa zdržia, prídu v nesprávnom poradí
správu môže zachytiť tretia strana
správy sa poškodia, stratia, znásobia
príjemca, odosielateľ alebo niektorý z uzlov na prenosovej ceste sa môžu odpojiť počas prenosu
...

ISO/OSI (Open Systems Interconnection) referenčný model

definuje 7 vrstiev, cez ktoré musia dáta prejsť pri ceste z jedného uzla na druhý.

fyzická – prenos a príjem bitov
linková – prenos rámcov, detekcia chýb + ich oprava, pridáva hlavičku, adresa je fyzická, každý uzol vidí len susedov
sieťová – prenos paketov konečnému adresátovi, routing, používa logickú adresu
transportná – komunikácia medzi procesmi – nielen medzi uzlami, detekcia a/alebo oprava chýb
relačná – bezpečnosť - šifrovanie, synchronizácia, podpora transakcií, určenie spôsobu komunikácie, ukončenie prenosu, RPC – protokoly umožňujúce počítačom prenášať dáta alebo požiadať o služby iné počítače
prezentačná – rovnaké dáta interpretovať rovnako
aplikačná – jednotné rozhranie medzi programom a sieťou – el. pošta, www

TCP/IP (Transmission Control Protocol) iba 4 vrstvy

linková a fyzická – nie je v TCP/IP definovaná - ISDN, GSM, el. rozvody, satelit prenos, káblová TV,...
sieťová 1. vrstva je rôznorodá - nutnosť jednotného adresovania – logické adresy
transportná – komunikácia koncových účastníkov, využíva nespojovaný a nespoľahlivý prenos. Ponúka:

TCP - spojovaný a spoľahlivý prenos
UDP (User Datagram Protocol) - nespojovaný a nespoľahlivý prenos

aplikačná - el. pošta, prenos súborov,

http://users.erols.com/kmorneau/LANS/ipxspx.htm

Referenční model OSI

Princip zapouzdření dat

RM OSI a implementační rozsah HW a SW prostředků

Architektura TCP/IP

TCP/IP RM OSI

Výpočtové modely

(zdroj Počítačové sítě 2.5 1. časť)

Výpočtový model

o kde sú programy uložené a kde sú v skutočnosti spustené

o kde sú dáta uložené a kde využívané

o kde sa nachádza užívateľ

História:

o dávkový model

o nevýhody – užívateľ nemá kontakt s úlohou, dlhá doba od zadania po výsledok úlohy

o výhody – dobre využíva zdroje, núti tvoriť na „prvý krát“

o host-terminál – vznikol aby bolo možné interaktívne pracovať s počítačom(s host-om), host to musí podporovať - SW(OS) aj HW

o nevýhody – užívateľ ma k dispozícii iba časť host-u, väčšinou znakový režim

o výhody – malé nároky na prenosovú kapacitu, centralizovaný charakter = jednoduchšia administrácia, zdieľanie

o éra izolovaných počítačov

o nevýhody – užívatelia(amatéri) sú odkázaní sami na seba, drahé zariadenia nemôže vlastniť každý

o výhody – každý má počítač sám pre seba - súkromie

o vznik LAN – potreba zdieľať tlačiarne, dáta (prepojenie je transparentné)

o vznik WAN – +potreba komunikácie, vzdialený prístup (prepojenie nie je transparentné)

o file server – pracovné stanice

o nevýhody – dáta sú uložené inde ako sa spracovávajú = nároky na prenosové kapacity

o výhody – dáta sú centrálne zdieľané

o server-klient – dáta sa spracujú tam kde sa nachádzajú, sever poskytuje službu, čaká na klientovu žiadosť. Server a klient si rozdelia aplikáciu (2úrovňová architektúra), server = spracovanie dát, klient = užívateľské rozhranie. Novšie riešenie: aplikácia sa rozdelí na prezentačnú funkciu, aplikačnú funkciu, správu dát (3úrovňová architektúra).

o tenký klient (network computer) – väčšinu(všetko) nechá na server

o hrubý klient

o peer-to-peer - uzly sú (peer) rovnoprávne

Prenosové cesty a ich viacnásobné využívanie

Prenosové cesty – čo nás zaujíma

- prenosová rýchlosť

- spôsob kódovania (modulácia)

- typ prenosového média, zásuvky, konektory

- elektrické (optické) vlastnosti signálu

- časovanie, synchronizácia

- vlastníctvo prenosových ciest (komu patria, kto používa, kto prevádzkuje)

o verejné

o privátne

o VPN,

- technické obmedzenia, skreslenie informácie

o útlm

o oneskorenie

o rušenie

- sériové – symetrické, asymetrické, synchrónne, asynchrónne, arytmické; paralelné

- analógové, digitálne

Charakteristiky prenosového kanálu

Šírka pásma

frekvenčný rozsah, v ktorom sa prenáša signál [Hz, KHz, MHz, GHz, ...]

- base band – prenosový kanál sa nezdieľa (LAN 10 MHz)

- broad band – zdieľa sa (WAN 1-10 GHz), frekvenčné alebo časové zdieľanie

- narrow band,wide band

Modulačná rýchlosť

počet zmien stav signálu za sekundu [Baud]

prenosová technika:

dvojúrovňová viacúrovňová

Prenosová rýchlosť

množstvo dát (počet bitov) prenesených v čas. úseku [bit/s, Kb/s = kbps] bps = bit per second

Typy prenosového média

- kovové

- optické

- bezdrôtové pripojenie

UTP - Unshielded Twisted Pair, konektor RJ-45

koaxiálny kábel, konektor BNC

optické vlákno

Bezdrôtové prenosy

taxonómia

· pevné, mobilné

· pozemné, satelitné

· WLAN, D/LAN: Ad-Hoc, PAN - bluetooth, IrDA

kritéria pre výber prenosového média

- cena média, pripojených zariadení, inštalácie

- náročnosť inštalácie

- kapacita – bit/s, Baud, bandwidth

- počet prepojiteľných uzlov

- dosah/útlm

- odolnosť voči rušeniu, odpočúvaniu

Výhody prenosových médií

krútená dvojlinka – ľahká inštalácia, nízka cena

koaxiál – ľahká inštalácia, možno pripojiť viac uzlov

optické vlákno – imúnne voči rušeniu, vysoká prenosová rýchlosť

MW – rýchla inštalácia, nie je potreba (kupovať) prenosové médium

satelitné - pokrytie veľkého územia,vysoké prenosové rýchlosti, kvalita

Nevýhody prenosových médií

krútená dvojlinka – obmedzená prenosová rýchlosť

koaxiál – drahšie a nekompatibilné s krútenou dvojlinkou

optické vlákno – drahé, krehké, náročná inštalácia

MW – komunikácia nie je bezpečná, rušenie – napr. dážď

satelitné - drahé, oneskorenie

multiplex

časový, kódový – digitálny

frekvenčná modulácia - analógový

Časové zdieľanie synchrónne TDM (Time Division Multiplexing)

- GSM

- ISDN- dátové kanály B 64 Kbps, riadiaci kanál D 16(64) Kbps

- E1 (Európa), T1, PS1 (USA) rýchlosť až 1,544 Mbps

- SONET (Európa) Synchronous Optical Network, SDH (USA) 51,84 Mbps

Časové zdieľanie štatistické asynchrónne (STDM)

ATM (Asynchronous Transfer Mode) max. 600 Mbps)

frekvenčná modulácia

FDM (Frequency Division Multiplexing)

(D)WDM (DenseWavelength Division Multiplexing) farba svetla pri optických vláknach, 160 x 10Gb/s =1,6Tb/s

Detekcia chýb

kontrolný súčet

CRC (cyclic redundancy checks)

Parita – párna/nepárna, dvojrozmerná

Prenosové techniky a prístupové metódy

prenosové techniky:

duplex, halfduplex, simplex

spojovaný a nespojovaný prenos

o spojovaný prenos je výhodnejší pre prenos väčších objemov dát a pre súvislejšie prenosy – má väčšiu počiatočnú réžiu, menšiu prevádzkovú

o nespojovaný prenos je výhodnejší pre menšie objemy dát a príležitostné prenosy - má nulovú počiatočnú ale väčšiu prevádzkovú réžiu, je robustnejší

spoľahlivý a nespoľahlivý prenos

o nespoľahlivý - príjemca nemusí reagovať, napr. poškodené dáta zahadzuje

o spoľahlivý

o musí informovať odosielateľa o chybe v prenose alebo

o ARQ (Automatic Retransmission reQuest) - príjemca vyzve o opakovanie prenosu

o potvrdzovanie:

§ kladné, záporné

§ jednotlivé, kontinuálne, okienkové

prepojovanie okruhov a prepojovanie paketov

o prepojovanie okruhov - klasické telefónne systémy, používa sa vopred určená cesta po dobu trvania spojenia, jednoduché

o prepojovanie paketov – počítačové siete, cesta paketov môže byť rôzna, v každom uzle sa prenášaný blok môže rôznu dobu zdržať, nie je garantovaná plynulosť, ani prenosové oneskorenie, prenášané bloky musia obsahovať adresu príjemcu. Môžeme rozlišovať prepojovanie:

o správ (rôzne veľké bloky, max. dĺžka neobmedzená)

o paketov (rôzne veľké bloky, max. dĺžka obmedzená)

o buniek (bloky konštantnej veľkosti, malé)

prístupové metódy:

riešenie prístupov k zdieľanému médiu (log. zbernica a kruh)

deterministické (riadené) metódy

- uzol môže vysielať iba za vopred dohodnutých podmienok, napr. keď získa token

nedeterministické (neriadené) metódy

zaručujú uzlu možnosť vysielať (v konečnom čase) len s istou pravdepodobnosťou – vysokou ale nie 100%

CSMA (carrier sense, multiple-access)

o CSMA/CD (collision detection) 802.3 Ethernet, IEEE

CSMA/CA (collision avoidance) 802.11

Výhodou neriadených metód je jednoduchosť, ľahšia implementácia a ak je sieť málo vyťažená aj menšia réžia

TCP/IP

o Protokol IP

pracuje na úrovni sieťovej vrstvy OSI modelu. Poskytuje nezabezpečenú datagramovou, nespojovanú službu s potvrdzovaním prijatia paketu.

Protokol IP pracuje s dvoma typmi uzlov:

· koncové uzly (Host) - vysielajú a prijímajú pakety

· smerovače (Router) - prenášajú a smerujú pakety medzi jednotlivými sieťami

IP protokol vykonáva tieto funkcie:

· adresovanie koncových uzlov a sietí

· vytvára IP pakety z paketov vyšších vrstiev – pridáva TTL, fragmentuje

· smeruje IP pakety

o Adresy v sieťach IP

· adresa siete

· adresa uzlu

3+2 triedy adries

trieda A - 0nnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh hhhhhhhh

0.x.x.x do 127.x.x.x, lokálne IP 10.0.0.0 do 10.255.255.255, maska 255.0.0.0

existuje 126 tried A, každá má veľkosť 16 777 214

trieda B - 10nnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh

128.0.x.x do 191.255.x.x, lokálne IP 172.16.0.0 do 172.31.255.255, maska 255.255.0.0

existuje 16 384 tried B, každá má veľkosť 65 532

trieda C - 110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh

192.0.0.x do 223.255.255.x, lokálne IP 192.168.0.0 do 192.168.255.255, maska 255.255.255.0

existuje 2 097 152 tried C, každá má veľkosť 254

trieda D - 1110mmmm mmmmmmmm mmmmmmmm mmmmmmmm

adresy začínajú 224 – 247, multicast

trieda E - 1111rrrr rrrrrrrr rrrrrrrr rrrrrrrr

adresy začínajú 248 – 255, rezervované

V Európe prideľuje adresy Résau IP Européene (RIPE). Na http://ripe.net si možno overiť komu patrí adresa.

o IPv6

· rozšírenie z 32 na 128 bitov

· zmena a zjednodušenie hlavičiek

· nové bezpečnostné procedúry a kódovanie

· podpora multimediálnych aplikácií

o Protokol ARP - Address Resolution Protocol

· získava MAC adresy k cieľovým IP adresám

· udržuje tabuľku IP a MAC adries

o Protokol ICMP - Internet Control Message Protocol

· správy o stave a dostupnosti cieľového uzlu, TTL

· správy o zahltení smerovača

· podpora testovania – ECHO, PING

protokoly TCP, UDP – prenos medzi procesmi

UDP – rozširuje IP o kontrolný súčet a porty

TCP – pridáva spoľahlivosť, spojovanosť, vytvára ilúziu bitového prúdu,

o Protokoly aplikačnej vrstvy TCP/IP

· protokoly virtuálneho terminálu (Telnet)

· protokoly pre prácu so vzdialenými súbormi (FTP, TFTP)

o kopírovanie, mazanie a premenovávanie súborov na počítačoch v sieti

výpis obsahu adresára, prechod medzi adresármi vzdialeného počítača, ich vytváranie a mazanie

o spôsob prenosu súborov

· protokoly sieťového súborového systému (NFS)

o volanie vzdialených procedúr (Remote Procedure Call)

o interpretácia externých dát (eXternal Data Representation)

· protokoly pre prenos elektronické pošty (SMTP, POP3)

· protokoly pre správu doménových mien (DNS)

· protokoly pre štart a dynamickou konfiguráciu staníc (BootP, DHCP)

· ďalšie aplikačné protokoly (HTTP, NTP, RTP, RTCP, SNMP ...)

Sieťový HW

modem

sieťová karta - Network Interface Cards, NIC

zabezpečuje fyzické prepojenie medzi stanicou a PC

RJ-45, AUI, and BNC konektory (zhora)

opakovač - repeater

zosilňuje signál. Posiela všetko všade. Musí byť použitý keď je vzdialenosť uzlov väčšia ako povolená dĺžka kábla.

prepínač - switch

Inteligentnejší než opakovač posiela údaje iba tam kde sú určené.

most - bridge

umožňuje deliť siete na menšie(efektívnejšie) podsiete. Na rozdiel od prepínača spája siete a nie uzly.

smerovač - router

podobá sa mostu(spája siete). Rozhoduje sa na základe IP adries. Dokáže rozumne smerovať prenos, tak aby sa vyhol preťaženým alebo nepriechodným trasám.

Kým mosty vedia adresy všetkých uzlov na každej strane siete, smerovač pozná len adresy mostov a iných smerovačov (so susedmi). Smerovače dokážu načúvať a učiť sa.

hub

· pasívny

· aktívny – opakovač

· inteligentný – prepínač, smerovač, most. Môže sa „stackovať“ spolu s inými prepínačmi, mostmi, smerovačmi, modemami. Môže umožňovať vzdialenú správu.

Bezpečnosť

Informačný systém zahŕňa hardware, software, dáta a užívateľov.

Existujú štyri druhy hrozieb namierených proti bezpečnosti:

· odpočúvanie

· prerušenie

· pozmenenie

· vytvorenie falzifikátu

Z toho vyplýva nutnosť zabezpečenia:

dôvernosti dát, informácie sú prístupné len pre autorizované subjekty
autenticity dát, dá overiť pôvod informácie
celistvosti (integrity) dát, nemožnosť zmeny neoprávnením subjektom
neodmietnu teľnosť zodpovednosti, ani zdroj, ani príjemca informácie nemôžu poprieť svoju účasť na výmene tejto informácie.
dostupnosti dát, musí byť zabezpečené, že oprávnené subjekty majú prístup k systému.

S tým súvisia termíny:

autenticita, potvrdzuje platnosť nejakého prehlásenia
autorizácia, oprávňuje overený subjekt k vykonaniu určitého úkonu
certifikácia je procedúra, v ktorom nezávislý subjekt (tzv. „tretia strana“) garantuje, že produkt, proces nebo služba zodpovedá stanoveným požiadavkám.

Šifrovanie

Šifrovanie a dešifrovanie sa realizuje dohodnutým spôsobom (šifrovací algoritmus), ktorý je publikovaný a štandardizovaný. Šifrovací algoritmy používajú šifrovacie kľúče. Dĺžka šifrovacieho kľúča (spravidla) určuje „silu“ šifrovacieho algoritmu, t. j. odolnosť proti rozlúšteniu šifry.

· symetrické šifrovacie algoritmy, subjekty používajú spoločný tajný kľúč

· asymetrické šifrovacie algoritmy, subjektypoužívajú kľúč súkromný, ktorý v tajnosti uchováva jeho majiteľ, a kľuč verejný, ktorý s ním tvorí komplementárnu dvojicu

Najznámejšie štandardy pre symetrické šifrovanie:

DES (Data Encryption Standard)
IDEA (International Data Encryption Algorithm)
RC2 a RC4 (Rivest Cipher).

Najznámejšie štandardy pre asymetrické šifrovanie:

RSA (Rivest Shamir Adleman – jména tvůrců algoritmu)
DSS (Digital Signature Standard)
EC (Eliptic Curve).

hash funkcie

Vstupom hash funkcie sú ľubovoľné dáta a výstupom je dátový blok konštantnej dĺžky. Algoritmus musí spĺňať:

spätné vypočítanie pôvodnej správy nie je možné (jednocestná operácia)
„neexistujú“ dve rôzne správy, majúce zhodnú hash

Je to technika overujúca pravosť správy, tzn. jej autenticitu a celistvosť. Je súčasťou procesu pri vytváraní digitálneho podpisu.

Medzi štandardy patrí:

MD5 (Message Digest 5),
SHS (Secure Hash Standard),

Digitálny podpis

HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol – Secure)

SSL (Secure Socket Layer),

Firewall

http://www.mendelu.cz/user/lidak/site3/docs/web/5prirucka.htm

Funkcie sieťových operačných systémov a sieťové systémové služby. QoS

ftp (File Transfer Protocol)

ssh (Secure shell)

telnet (vzdialený terminál)

smtp (Simple Mail Transfer Protocol)

DNS (Domain Name Service)

finger

http (HyperText Transfer Protocol)

pop3 (Post Office Protocol - version 3)

imap (Internet Message Access Protocol)

https (HyperText Transfer Protocol Secure/HTTP over SSL)

imaps (IMAP over SSL)

pop3s (POP3 over SSL)

proxy server

databázový server

QoS – Quality of Service

je to schopnosť sieťového prvku (aplikácia, router ...) garantovať určité služby.

patrí tu zabezpečenie:

· dostupnosti

· šírky pásma (bandwidth)

· maximálnej chybovosti

· maximálneho oneskorenia

Internet, sieťové služby Internetu

internet: akákoľvek sústava prepojených sietí

Internet: jedna takáto konkrétna sústava

Vlastníctvo internetu – ako celok nikomu, jednotlivé siete majú vlastníkov

The Internet Engineering Task Force (IETF) – skupina dozerajúca na zavádzanie internetových štandardov.

história Internetu

· 1969 Arpanet (Advanced research project agency), projekt financovaný MO USA (DoD), štúdium prepínanie paketov, štyri uzly

· 1975 rozšírenie na celé USA

· do 1980 rozšírenie aj na ostatné kontinenty

· 1984 ARPANET rozdelený na ARPANET (vývoj a výskum) a MILNET; TCP/IP sa stáva oficiálnym internetovým protokolom – moderný internet

· 1989 WWW - Tim Berners, Robert Cailliau – textová forma

druhy pripojovania k Internetu

· pevné

· komutované, dial-up – klasická tel. linka, ISDN

· mobilné

spoplatňovanie pripojenia

· v závislosti na dobe a čase pripojenia

· v závislosti na objeme prenesených dát

· paušálne

Internet Service Provider - poskytovateľ pripojenia na Internet

doména, DNS

ccTLD - sk, cz; gTLD - edu, com, org, goc, int, ...

URL – Uniform Resource Locator

http://fpedas.utc.sk/~adamko/cvikaleto/pokus.zip

· http:// - typ zdroja, protokol, ktorý sa má použiť

· fpedas.utc.sk/ - symbolické doménové meno

· ~adamko/cvikaleto/pokus.zip – relatívna adresa adresár + meno súboru

ďalšie pojmy:

www, link, hypertext, stránka, surfovanie - browsing, prehliadač, www server, www site, domovská stránka, tag, style sheet, cookie, offline/online surfovanie, vyrovnávacia pamäť - cache, browser cache, reload, dynamické www stránky, www proxy, história, Internet Relay Chat, ICQ, Web chat, internetový telefón, videokonferencie

Stránka na internete:

a jej html kód –farby sú použité len na zvýraznenie

Prenos dát v mobilných sieťach

Porovnanie bezdrôtových a pevných sietí

· Vyššie straty kvôli interferencii - emisie zo zariadení, blesky, atď.

· Reštriktívna regulácia frekvencií - frekvencie sa musia koordinovať, takmer všetky použiteľné frekvencie sú zaplnené

· Nízke prenosové rýchlosti - lokálne niekoľko Mbit/s, GSM napr. 9.6kbit/s

· Vyššie oneskorenia, väčšia nestabilita - oneskorenie pre ustanovenie spojenia s GSM, asi 100 ms pre iné bezdrôtové systémy

· Nižšia bezpečnosť, jednoduchšie napadnuteľné - rozhranie prístupné pre kohokoľvek, dá sa simulovať základná stanica, na ktorú sa pripájajú mobilné telefóny

· Vždy zdieľané médium - dôležité sú mechanizmy bezpečného prístupu

Bezdrôtové siete

· Cellular/bunkové: GSM, PCS, IMT 2000

· Satelitné: IRIDIUM, Globalstar

· WLAN: IEEE 802.11, HiperLAN

· Ad-Hoc, PAN, HAN - Home Area Networks

Charakteristiky mobilných sietí

· Bezdrôtová komunikácia - kvalita prenosu (šírka pásma, chybovosť, oneskorenie), modulácia, kódovanie, interferencie, prístup k médiám, predpisy

· Mobilnosť - služby závisiace od polohy, transparentnosť polohy, podpora kvality služby (oneskorenie, jitter, bezpečnosť)

· Prenosnosť - spotreba energie, obmedzená výpočtová kapacita, veľkosť displeja, použiteľnosť

skratky

· DECT - Digital European Cordless Telephone

· DCS - Digital Cordless Standard = GSM 1800

· GSM -Groupe Spéciale Mobile, Global System for Mobile Communications

· EDGE - Enhanced Data rate for GSM Evolution, max 384 kbps, 48-69,2 kbps timeslot

· UMTS - Universal Mobile Telephone Standard, UM Telecommunications System, max 2Mbps

· HSCSD - High-Speed Circuit Switched Data

· GPRS - General Packet Radio Services = GSM-IP

· PDC - Personal Digital Cellular

Generácie

1G: NMT, AMPS, TACS

2G: IS-136 ("TDMA"), IS-95 ("CDMA"), GSM, iDEN

2.5G: GPRS

3G: EDGE, UMTS, CDMA2000

		Technológia	Bandwidth (Kbit/s)	Vlastnosti
1G	AMPS/ NMT	Advanced Mobile Phone System Nordic Mobile Telephony	9.6	· Analógové hlasové služby · Bez prenosu dát
2G	GSM	Global System for Mobile Communication	9.6 à 14.4	· Digitálne hlasové služby · Advanced messaging · roaming · Prepínanie okruhov
	HSCSD	High-Speed Circuit Switched Data	9.6 à 57.6	· Rozšírenie GSM · Higher data speeds
	GPRS	General Packet Radio Service	9.6 à 115	· Rozšírenie GSM · Stále pripojenie · Prepínanie paketov
	EDGE	Enhanced Data Rate for GSM Evolution	64 à 384	· Rozšírenie GSM · Stále pripojenie · Rýchlejšie než GPRS
3G	IMT-2000/UMTS	International Mobile Telecommunications 2000 / Universal Mobile Telecommunications System	64 à 2,048	· Stále pripojenie · Globálny roaming · IP

Jedným z hlavných cieľov UMTS je integrovať všetky druhy mobilných sietí do jednej univerzálnej mobilnej siete. Počínajúc od privátnych domácich pikosietí (v spolupráci s DECT a Bluetooth), privátnych rádiových sietí (TETRA - Terrestrial Trunked Radio - pozemné diaľkové rádio), sietí v obchodných centrách a úradoch (W-LAN), cez verejné mobilné komunikačné siete až po satelitné mobilné komunikačné siete. To bude možné aj vďaka novej, hierarchickej štruktúre buniek (Hierarchical CellStructure - HCS)

Dátové služby v GSM

· Prenos dát je štandardizovaný na 9.6 kbit/s, vylepšené kódovanie dosahuje 14,4 kbit/s

· HSCSD

o spojenie viacerých time-slotov na dosiahnutie vyššej rýchlosti - AIUR (Air Interface User Rate)
(napr., 57.6 kbit/s použitím 4 slotov, 14.4 každý)

o konštantná kvalita, jednoduché

o nevýhody: blokovanie kanálov na prenos hlasu

· GPRS

o stále pripojenie, pakety

o používa voľné sloty iba v prípade, že je paket pripravený na odoslanie (napr., 115 kbit/s pri prechodnom použití 8 slotov – zatiaľ teória)

o štandardizácia 1998, predstavenie 2001

o výhody: krok smerom k UMTS, flexibilnejšie

o nevýhody: potreba vyšších investícií (nový hardvér)

krajina a rok keď počet mobilných telefónov prevýšil počet pevných liniek

1993

1998

1999

2000

Cambodia

Finland

Austria

Ivory Coast

Hong Kong SAR

Israel

Italy

Korea (Rep. of)

Paraguay

Portugal

Uganda

Venezuela

Bahrain

Belgium

Botswana

Chile

El Salvador

Greece

Iceland

Ireland

Luxembourg

Mexico

Morocco

Netherlands

Philippines

Rwanda

Senegal

Seychelles

Singapore

Slovenia

South Africa

Taiwan-China

Tanzania

United Arab Emirates

United Kingdom

Prístupové metódy

TDMA, FDMA

SDMA (Space Division Multiple Access, viacnásobný prístup s priestorovým delením)

· rozdelenie priestoru do segmentov, použitie smerových antén

· bunková štruktúra

Ide o priestorový deliaci multiplex: základňová stanica pokrýva určitú plochu (bunka)

Mobilné stanice komunikujú len prostredníctvom základňovej stanice

· Výhody: vyššia kapacita, vyšší počet používateľov, je potrebný menší vysielací výkon, robustnejšie, decentralizované, základňová stanica sa zaoberá rušením, vysielacou plochou atď. lokálne

· Problémy: základňové stanice vyžadujú pevnú sieť, nutné predávanie (prechod z jednej bunky do ďalšej), rušenie medzi bunkami

Veľkosť buniek sa pohybuje od niekoľkých 100 m v mestách až do napr., 35 km na vidieku (GSM)

Opätovné použitie frekvencie je možné až od určitej vzdialenosti medzi základňovými stanicami

· Prideľovanie pevných frekvencií: určité frekvencie sú pridelené len určitým bunkám, problém: rôzne zaťaženie v bunkách

· Prideľovanie dynamických frekvencií: základňová stanica si vyberie frekvencie na základe frekvencií susedných buniek, väčšia kapacita buniek pri vyššom zaťažení, frekvencie sa môžu prideľovať aj na základe rušenia