Jednostki miar w sieciach komputerowych oraz parametry techniczne ( Zadania )

Jednostki informacji - najmniejszą jednostką informacji jest bit. Skróconym symbolem bitu jest b.

Wyższe jednostki to:

• oktet (octet) - 8 bitów
• bajt (byte, symbol: B) - pierwotnie ilość bitów przetwarzana jednocześnie przez komputer. Współcześnie, właściwie już od późnych lat 50, używa się wyłącznie do oznaczenia 8 bitów (czyli oktetu).

Do oznaczenia większych ilości bajtów stosuje się przedrostki dziesiętne układu SI, będące wielokrotnościami liczby 10 (10³ⁿ):

• kilobajt (kilobyte, symbol kB) - 10³ = 1000 bajtów
• megabajt (megabyte, symbol MB) - 10⁶ = 1000² = 1 milion bajtów
• gigabajt (gigabyte, symbol GB) - 10⁹ = 1000³ = 1 miliard bajtów
• terabajt (terabyte, symbol TB) - 10¹² = 1000⁴ = 1 bilion bajtów

Jednostka przesyłu danych

Bit na sekundę (ang. bps – bit per second) – jednostka natężenia strumienia danych w medium transmisyjnym (np. pomiędzy dwoma komputerami) oraz jednostka przepustowości, czyli maksymalnej ilości informacji, jaka może być przesyłana przez dany kanał telekomunikacyjny w jednostce czasu, oznaczana b/s bądź bps.

Powszechnie stosuje się wielokrotności bitu na sekundę. Mogą być one wyrażane z użyciem przedrostków dziesiętnych SI (kilobit na sekundę – kb/s, megabit na sekundę – Mb/s)

Wielokrotności bitów
Przedrostki dziesiętne (SI)			Przedrostki binarne (IEC 60027-2)
Nazwa	Symbol	Mnożnik	Nazwa	Symbol	Mnożnik
kilobit	kb	103=10001	kibibit	Kib	210=10241
megabit	Mb	106=10002	mebibit	Mib	220=10242
gigabit	Gb	109=10003	gibibit	Gib	230=10243
terabit	Tb	1012=10004	tebibit	Tib	240=10244
petabit	Pb	1015=10005	pebibit	Pib	250=10245
eksabit	Eb	1018=10006	eksbibit	Eib	260=10246
zettabit	Zb	1021=10007	zebibit	Zib	270=10247
jottabit	Yb	1024=10008	jobibit	Yib	280=10248

 

Jak obliczyć prędkość przesyłania plików z internetu?

Wielkość plików komputerowych na ogół wyrażamy w MB (czyt. Megabajtach). Trzeba pamiętać, że 1 MB to 1024 KB (czyt. Kilobajty). Duży plik tekstowy, z zamieszczonymi obrazkami i formatowaniem, waży ponad 1 MB. To samo dotyczy plików dźwiękowych, czy prostych obrazków. Natomiast program instalujący grę na komputerze już może ważyć ponad 20 MB.

Prędkość przesyłu plików wyrażamy w Kbps. (czyt. Kilobitach na sekundę). Rodzi się pytanie: Czy Kb (kilobit) to to samo co KB (Kilobajt)? Nie, kilobity są ośmiokrotnie mniejsze od kilobajtów. Najważniejszą zasadą w informatyce jest to, że jeden Bajt to 8 bitów (1B = 8b), czyli jeden 1 MB = 8 Mb.

Żeby obliczyć prędkość przesłania konkretnego plików z internetu trzeba znać wielkość tego pliku oraz przepustowość własnego łącza czyli średnią prędkość przesyłu plików. Standardową przepustowością łączy jest 512 Kbps (kilobitów na sekundę). Załóżmy że chcemy przesłać plik testowy o wadze 1MB.

1 MB = 1024 KB

1024 KB x 8 = 8192 Kb

8192 Kb : 512 Kbps = 16 s.

Dla łącza o prędkości 512 Kbps przesyłanie pliku o wadze 1 MB będzie trwało 16 sekund.

Jeśli natomiast dysponujemy szybszym łączem o przepustowości 1 Mbps czas ten będzie dwa razy krótszy i wyniesie 8 sekund

1 Mbps = 1024 Kbps

8192 Kb : 1024 Kbps = 8 s.

Zadania : 

1. Dany jest adres IP 120.142.10.84 zapisz go w postaci binarnej. Pamiętaj, że długość adresu IP to 32 bity! 4 oktety po 8 bitów.
    
2. Dany jest adres IP 40.12.110.24 zapisz go w postaci heksadecymalnej.
    
3. Oblicz ile godzin, minut, sekund na łączu symetrycznym (DSL) o prędkości 2048 Kbps zajmie pobranie :
   • Zawartości pełnej płyty DVD
   • Zawartości pełnej płyty BLU-RAY
   • Zawartości płyty CD
      
4. Oblicz ile godzin, minut, sekund na łączu asymetrycznym (ADSL) o prędkości 2048/256 Kbps zajmie :
   • Wysłanie archirum RAR o wielkości 1,4GB
   • Wysłanie zawartości w pełni nagranej płyty CD
      
5. Pan Mirosław korzysta z Internetu codziennie średnio po 4 godziny dziennie. W tym czasie przegląda strony WWW, odbiera pocztę (program pocztowy), ściąga pliki z stron WWW oraz wysyła pliki na serwer FTP. Dziennie ruch sieciowy jaki generują te usługi kształatuje się natępująco :
   - WWW 100MB
   - poczta 5MB
   - pobieranie plików z stron WWW 250MB
   - FTP wysyłanie 2GB
   - FTP odbieranie 2GB
   
   Znając te dane dobierz odpowiednie łącze ADSL dla Pana Mirosława tak aby wykorzytanie łącza (upload i download) nie przekroszyło średnio 70% w czasie gdy korzysta z sieci.
    
6. Andrzej gra intensywnie w LoLa, średnio 6 godzin dziennie. Zakładając, że gra generuje ruch sieciowy 2KB/s upload i 4KB/s download oblicz :
   - jaki ruch sieciowy w MB wygeneruje gra po 1 dniu
   - jaki ruch sieciowy w MB wygeneruje gra po 1 miesiącu
   - jaki ruch sieciowy w MB wygeneruje gra po roku
    
7. Bazując na danych z zadania 6 pomóż Andrzejowi obliczyć czy jego ograniczony pakiet 15GB/msc wystarczy do gry w jego ukochaną grę. Andrzej korzysta z internetu mobilnego, a dostawca internetowy w umowie ogranicza ruch sieciowy w pełnej prędkości do 15GB/msc. Po przekroczeniu tej wartości szybkośc internetu spada do 64kbps.
   Oblicz ile % pakietu 15GB zużyje Andrzej grając w LoLa.
   Gdyby Andrzej przekroczył limit i szybkość łącza spadła do 64kbps - czy dalej będzie mógł grać w LoLa? Czy ta przepustowość wystarczy?

1.      120.142.10.84=?

      120=64+32+16+8=01111000
     142=128+8+4+2=10001110
      10=8+2=00001010
      84=64+16+4=01010100

    120.142.10.84 = 01111000 10001110 00001010 01010100

2.     40.12.110.24=?

 40=32+8=00101000=28
12=8+4=00001100=C
110=64+32+8+4+2= 01101110=6E
 24=16+8=00011000=18

 40.12.110.24=28.C.6E.18
 

 3.



Prędkość 2048Kbps = 256KB/s

Pojemność płyty DVD =4,7GB=4489 25MB

Pojemność płyty BLU-RAY =25GB=25600MB

Pojemność płyty CD =700MB



CD=700MB / 0,256MB= 2734,3s =45 min i 57s.

 

DVD=4489.25 / 0,256MB = 17536s =292 min i 26s= 4 godz 52 min i 26s.

BLU-RAY=25600MB / 0,256MB = 100000s= 1666min= około 28 godzin.

4.Prędkość 256Kbps = 32KB/s 

 Wysyłanie archiwum RAR = 1,4GB =1433MB

Wysyłanie zawartości w pełni nagranej płyty CD=700MB

RAR = 1433MB / 0,032 MB = 44781s = 746 min = 12 godz 26 min

CD=700MB / 0,032 MB= 21875s = 364 min = 6 godz. 4 min 

 5. POBIERANIE:

-WWW 100MB

- poczta 5MB

- pobieranie plików z stron WWW 250MB

- FTP wysyłanie 2GB



100 MB + 5 MB + 250 MB + 2048 MB = 2403 MB = 2460672 KB * 8 =19685376 Kbps 

19685376 Kbps / 14400s = 1367 Kbps



5GB=5120MB=5242880KB * 8 =41943040 Kbps

41943040 Kbps / 14400s = 2912 Kbps



Wysyłanie =1367 Kbps ->1777 Kbps czyli 2048 Kbps

Odbieranie=2912 Kbps ->3785 Kbps czyli 4096 Kbps

Łącze ASDL musi być ( 4096 /2048 Kbps ) by nie przekraczało 70% wykorzystania łącza.

6. Dane:

2KB/s upload i 4KB/s download

- jaki ruch sieciowy w MB wygeneruje gra po 1 dniu

2 * 60=120 , 120*60=7200 7200*24=172800 KB  172800KB / 1024 =168,75 MB UPLOAD

4*60=240 , 240*60=14400 14400 * 24=345600 KB  345600 KB / 1024 = 337,5 MB DOWNLOAD

- jaki ruch sieciowy w MB wygeneruje gra po 1 miesiącu

168,75 *31 =5231,25 MB UPLOAD

337,5 * 31 = 10462,5 MB DOWNLOAD

- jaki ruch sieciowy w MB wygeneruje gra po roku

5231,25 * 12 = 62775 MB

10462,5 * 12 = 125550 MB

7. 5231,25 MB UPLOAD

10462,5 MB DOWNLOAD



5231,25 + 10462,5 = 15693,75 = 15, 32 GB



Andrzejowi zabraknie pakietu na jeden dzień , niestety po przekroczeniu 
limitu i spadku łacza do 64Kbps i nie zagra w lola.

Podstawowe pojęcia w sieciach komputerowych.

1. Sieć komputerowa (w skrócie: sieć) – zbiór komputerów i innych urządzeń połączonych ze sobą kanałami komunikacyjnymi. Sieć komputerowa umożliwia wzajemne przekazywanie informacji oraz udostępnianie zasobów własnych między podłączonymi do niej urządzeniami, tzw. "punktami sieci".


2.Medium transmisyjne – nośnik używany do transmisji sygnałów w telekomunikacji. Jest podstawowym elementem systemów telekomunikacyjnych. Możliwości transmisji zależą od parametrów użytego medium. Wyróżnia się media przewodowe i bezprzewodowe.

                                               Topologia sieci komputerowej

 

 

 

Topologia gwiazdy

                                                                    Gwiazda rozszerzona

  

 Gwiazda Hierarchiczna

Topologia Magistrali 

Topologia Pierścienia 

Pierścień Podwójny

 

 Topologia Siatki 

3.Sieć WAN (z ang. Wide Area Network, rozległa sieć komputerowa) – sieć komputerowa znajdująca się na obszarze wykraczającym poza jedno miasto (bądź kompleks miejski).


4. Sieć lokalna (ang. LAN – Local Area Network) – sieć komputerowa łącząca komputery na określonym obszarze takim jak blok, szkoła, laboratorium, czy też biuro. Główne różnice LAN, w porównaniu z siecią WAN, to m.in. wyższy wskaźnik transferu danych, czy też mniejszy obszar geograficzny.
W przeszłości używane były ARCNET, Token Ring i inne standardy, ale obecnie najpopularniejszymi technologiami używanymi do budowy sieci LAN są Ethernet oraz Wi-Fi.


5.Internet (skrótowiec od ang. inter-network, dosłownie "między-sieć") – ogólnoświatowa sieć komputerowa, określana również jako sieć sieci. W znaczeniu informatycznym Internet to przestrzeń adresów IP przydzielonych hostom i serwerom połączonym za pomocą urządzeń sieciowych, takich jak karty sieciowe, modemy i koncentratory, komunikujących się za pomocą protokołu internetowego z wykorzystaniem infrastruktury telekomunikacyjnej.

6.Ethernet - technika, w której zawarte są standardy wykorzystywane w budowie głównie lokalnych sieci komputerowych. Obejmuje ona specyfikację przewodów oraz przesyłanych nimi sygnałów. Ethernet opisuje również format ramek i protokoły z dwóch najniższych warstw Modelu OSI. Jego specyfikacja została podana w standardzie IEEE 802.

 

Schemat Sieci Ethernet .

7.Skrętka (ang. twisted-pair cable) – rodzaj kabla sygnałowego służącego do przesyłania informacji, który zbudowany jest z jednej lub więcej par skręconych ze sobą żył w celu eliminacji wpływu zakłóceń elektromagnetycznych oraz zakłóceń wzajemnych, zwanych przesłuchami. Skręcenie żył powoduje równocześnie zawężenie pasma transmisyjnego. Wynalazcą tego rozwiązania jest Alexander Graham Bell.
Skrętki mają zastosowanie w łączach telekomunikacyjnych oraz sieciach komputerowych, obecnie najczęściej wykorzystywana jest w telefonii analogowej oraz w sieciach Ethernet. Skrętka ma zastosowanie przy przesyłaniu danych w postaci analogowej jak i cyfrowej.

 

8.Serwer - program świadczący usługi na rzecz innych programów, zazwyczaj korzystających z innych komputerów połączonych w sieć.

Serwerem nazywa się często komputer świadczący takie usługi, sprowadzające się zazwyczaj do udostępniania pewnych zasobów innym komputerom lub pośredniczący w przekazywaniu danych między komputerami.
Serwerem nazywa się też systemy oprogramowania biorące udział w udostępnianiu zasobów. Przykładami udostępnianych zasobów są pliki, bazy danych, łącza internetowe, a także urządzeń peryferyjnych jak drukarki i skanery.

 9.Klient – w informatyce – program komputerowy występujący w roli klienta wobec usług dostarczanych przez serwer.
W znaczeniu potocznym, mianem klienta określa się również komputer lub hosta, na którym działa program w roli klienta.
W konwencji nazw stosowanej dla programów z rodziny XFree86, klientem nazywa się maszynę, która stanowi źródło danych pobieranych przez serwer.

10.Router (po polsku - trasownik, IPA: /'rutɛr/) – urządzenie sieciowe pracujące w trzeciej warstwie modelu OSI. Służy do łączenia różnych sieci komputerowych (różnych w sensie informatycznym, czyli np. o różnych klasach, maskach itd.), pełni więc rolę węzła komunikacyjnego. Na podstawie informacji zawartych w pakietach TCP/IP jest w stanie przekazać pakiety z dołączonej do siebie sieci źródłowej do docelowej, rozróżniając ją spośród wielu dołączonych do siebie sieci. Proces kierowania ruchem nosi nazwę trasowania, routingu lub rutowania.

 

  

11.Przełącznik (komutator, także z ang. switch) – urządzenie łączące segmenty sieci komputerowej pracujące głównie w drugiej warstwie modelu ISO/OSI (łącza danych), jego zadaniem jest przekazywanie ramki między segmentami sieci z doborem portu przełącznika, na który jest przekazywana.  

12.Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL (ang. asymetryczna cyfrowa linia abonencka) – technika umożliwiająca szerokopasmowy asymetryczny dostęp do sieci teleinformatycznych a w tym do Internetu i będąca odmianą DSL. 

 13.DSL (ang. Digital Subscriber Line) – cyfrowa linia abonencka, rodzina technologii szerokopasmowego dostępu do Internetu. Standardowa prędkość odbierania danych waha się od 128 kb/s do 50 Mb/s, w zależności od zastosowanej technologii DSL w danym kraju. Dla technologii ADSL prędkość wysyłania danych jest niższa od prędkości ich odbierania, natomiast prędkości te są symetryczne w technologii SDSL. Wynalazcą modemów DSL był Joseph W. Lechleitter, pracownik firmy Bellcore, który zademonstrował projekt budowy tych urządzeń w latach 80 XX w..

  

14.Topologia sieci komputerowej – model układu połączeń różnych elementów (linki, węzły itd.) sieci komputerowej. Określenie topologia sieci może odnosić się do konstrukcji fizycznej albo logicznej sieci.

15.Modem (od ang. MOdulator-DEModulator) – urządzenie elektroniczne, którego zadaniem jest zamiana danych cyfrowych na analogowe sygnały elektryczne (modulacja) i na odwrót (demodulacja) tak, aby mogły być przesyłane i odbierane poprzez linię telefoniczną (a także łącze telewizji kablowej lub fale radiowe). Jest częścią DCE (Data Communications Equipment), które w całości wykonuje opisane wyżej czynności. Nieodzowne do współpracy jest DTE (Data Terminal Equipment) i to dopiero stanowi całość łącza przesyłania danych. Dzięki modemowi można łączyć ze sobą komputery i urządzenia, które dzieli znaczna odległość.

16.Terminal (ang. terminal – końcówka) to urządzenie pozwalające człowiekowi na pracę z komputerem lub systemem komputerowym. Terminal musi posiadać urządzenie wejściowe do wprowadzania instrukcji oraz urządzenie wyjściowe do przekazywania informacji operatorowi. Terminal jest stacją sieci komputerowej lub w systemie (np. w Internecie), służącą do wprowadzania lub odczytywania danych.

 Termianal televideo.

17.Protokoły służące programom komputerowym do porozumiewania się między sobą poprzez Internet są określone przez IETF w dokumentach zwanych RFC.
Przesyłanie danych komputerowych to niezwykle trudny proces, dlatego rozdzielono go na kilka "etapów", warstw. Warstwy oznaczają w istocie poszczególne funkcje spełniane przez sieć. Najbardziej powszechny sposób organizacji warstw komunikacji sieciowej to Model OSI.
Poniżej wyszczególniono niektóre, popularne protokoły komunikacyjne wraz z numerem portu:

• DNS – 53
• FTP – 21
• HTTP – 80 (HTTP Proxy używa zwykle portu 8080)
• HTTPS – 443 (HTTP na SSL)
• IRC – 6667
• NNTP – 119
• POP3 – 110
• SPOP3 – 995 (POP3 na SSL)
• SMTP – 25
• SSH – 22
• Telnet – 23
• IMAP - 143

 18.Model TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – teoretyczny model warstwowej struktury protokołów komunikacyjnych. Model TCP/IP został stworzony w latach 70. XX wieku w DARPA, aby pomóc w tworzeniu odpornych na atak sieci komputerowych. Potem stał się podstawą struktury Internetu.

19.Adres IP (ang. IP address) – w protokole IP liczba nadawana interfejsowi sieciowemu, grupie interfejsów (broadcast, multicast), bądź całej sieci komputerowej, służąca identyfikacji elementów sieci w warstwie trzeciej modelu OSI – w obrębie sieci lokalnej oraz poza nią (tzw. adres publiczny).

20. IPv4 (ang. Internet Protocol version 4) – czwarta wersja protokołu komunikacyjnego IP przeznaczonego dla Internetu. Identyfikacja hostów w IPv4 opiera się na adresach IP. Dane przesyłane są w postaci standardowych datagramów. Wykorzystanie IPv4 jest możliwe niezależnie od technologii łączącej urządzenia sieciowe – sieć telefoniczna, kablowa, radiowa, itp. IPv4 znajduje się obecnie w powszechnym użyciu. Dostępna jest również nowsza wersja – IPv6. Dokładny opis czwartej wersji protokołu IP znajduje się w RFC 791. W modelu TCP/IP protokół IPv4 znajduje się w warstwie sieciowej.

21.IPv6 (ang. Internet Protocol version 6) – protokół komunikacyjny, będący następcą protokołu IPv4, do którego opracowania przyczynił się w głównej mierze problem małej, kończącej się liczby adresów IPv4

22.MAC (ang. Medium Access Control) – akronim posiadający szereg znaczeń w elektronice i informatyce:

• podwarstwa warstwy łącza danych (ang. Data Link Layer, DLL) w modelu OSI
• sprzętowy adres karty sieciowej Ethernet i Token Ring, unikatowy w skali światowej, nadawany przez producenta danej karty podczas produkcji.

Podwarstwa warstwy łącza danych modelu OSI pełni następujące funkcje:

• kontrola dostępu do medium transmisyjnego
• ochrona przed błędami
• adresowanie celu
• kontrola przepływu pomiędzy stacją końcową a urządzeniami sieciowymi
• filtrowanie ramek w celu redukcji propagacji w sieciach LAN i MAN.

Adres MAC (ang. MAC address) jest 48-bitowy i zapisywany jest heksadecymalnie (szesnastkowo). Pierwsze 24 bity oznaczają producenta karty sieciowej, pozostałe 24 bity są unikatowym identyfikatorem danego egzemplarza karty. Na przykład adres 00:0A:E6:3E:FD:E1 oznacza, że karta została wyprodukowana przez Elitegroup Computer System Co. (ECS) i producent nadał jej numer 3E:FD:E1. Czasami można się spotkać z określeniem, że adres MAC jest 6-bajtowy. Ponieważ 1 bajt to 8 bitów, więc 6 bajtów odpowiada 48 bitom. Pierwsze 3 bajty (vendor code) oznaczają producenta, pozostałe 3 bajty oznaczają kolejny (unikatowy) egzemplarz karty. Nowsze karty ethernetowe pozwalają na zmianę nadanego im adresu MAC.
Istnieją zarezerwowane adresy MAC służące chociażby sterowaniu przepływem, testom czy zarezerwowane dla przyszłych zastosowań.

23.Hotspot (ang. hot spot – "gorący punkt") – otwarty punkt dostępu, umożliwiający połączenie z Internetem, najczęściej za pomocą sieci bezprzewodowej opartej na standardzie WiFi.