Vlastnosti Internetu
- Celosvětová počítačová síť
- Jádro tvoří servery komunikačních firem propojené rychlými propustnými spoji
- K jádru se připojují uživatelé využívající služeb serverů
- Komunikace probíhá podle jednotných pravidel – protokolu TCP/IP– Národní akademická síť CESNET2– Evropská síť GÉANT2– Americká akademická síť INTERNET2
Historie Internetu
- 1970 – experimentální síť ARPANET – 50 PC, protokol NCP
- 1980 – testování komunikačního protokolu TCP/IP
- 1987 – vznik pojmu INTERNET – propojeno 27.000 PC
- 1992 – 1 milion uživatelů
- 1994 – počátky služby WWW a vznik prvních prohlížečů – Netscape Navigator
- 1998 – 100 milionů uživatelů
- 2002 – 500 milionů uživatelů
- 2006 – 1000 milionů uživatelů
- 2012 – 2,27 miliardy uživatelů
- 2016 – 3,2 miliardy uživatelů
- 2020 – 4,66 miliardy uživatelů
Architektura sítí – vrstvy a protokoly
- Vrstvový princip sítíAplikační vrstva – provoz síťových aplikací – služebTransportní vrstva – přenos dat mezi zdrojem a cílemSíťová vrstva – adresaci a směrování datHardwarová vrstva – parametry el. signálu
- Protokol TCP/IP – Transmission Control Protocol / Internet Protocol
- skupina pravidel pro komunikaci v sítích
- každá vrsta pracuje podle specifických pravidel
- Schema přenosu dat
Adresy uzlů sítě
MAC adresa – Media Acces Control
fyzická adresa PC daná výrobcem adaptéru, 48 bitů – 6 x 8 bit hexadecimální prezentace 00-0A-48-0A-E5-44
Jedinečný identifikátor přiřazený síťovému zařízení výrobcem
Start -cmd -> ipconfig /all
IP adresa
logická adresa PC daná administrátorem, 32(128) bitů – 4 x 8 bit
číselná prezentace 202.195.82.164
Start -> Spustit -> cmd -> tracert server
Druhy IP adres:
IPv4 (Internet Protocol version 4):
Formát: 32bitová adresa, zapsaná jako čtyři desetinná čísla (od 0 do 255) oddělená tečkami, např.
192.168.1.1
.Rozsah: Umožňuje přibližně 4,3 miliardy unikátních adres (2 na 32).
Omezení: S rostoucím počtem zařízení došlo k vyčerpání dostupných IPv4 adres.
IPv6 (Internet Protocol version 6):
Formát: 128bitová adresa, zapsaná jako osm skupin hexadecimálních číslic oddělených dvojtečkami, např.
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
.Rozsah: Poskytuje výrazně větší prostor pro adresy, což řeší problém vyčerpání IPv4 adres (2 na 128).
Výhody: Lepší podpora pro mobilní zařízení, efektivnější směrování a vestavěné bezpečnostní funkce.
Veřejné a soukromé IP adresy:
Veřejné (vnější, externí) IP adresy: Unikátní adresy přidělené poskytovatelem internetových služeb (ISP), které umožňují zařízení komunikovat přes internet.
Soukromé (neveřejné, vnitřní, interní) IP adresy: Používány v rámci lokálních sítí; nejsou viditelné na internetu. Typické rozsahy:
10.0.0.0 – 10.255.255.255
172.16.0.0 – 172.31.255.255
192.168.0.0 – 192.168.255.255
Statické a dynamické IP adresy:
Statické IP adresy: Pevně přiřazené zařízení; nemění se. Vhodné pro servery a zařízení vyžadující stálou adresu.
Dynamické IP adresy: Přidělovány dynamicky pomocí protokolu DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol – automatické přidělování IP adres) ; mohou se měnit při každém připojení.
Shrnutí:
MAC adresa identifikuje zařízení v rámci lokální sítě.
IP adresa identifikuje zařízení v širší síti, jako je internet.
Existují různé typy IP adres (IPv4, IPv6) s různými vlastnostmi a použitím.
Pro další vizuální vysvětlení různých typů IP adres můžete shlédnout následující video:
- DN adresa – Domain Name – doménová adresa např. https://gymvla.cz
- DNS server – převádí Domain Name na IP adresu a naopak
Připojení k Internetu
1. Pevné připojení:
ADSL/VDSL (Asymmetric/Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line):
- Popis: Využívá stávající telefonní linky pro přenos dat.
- Rychlost: Průměrná rychlost připojení přes ADSL/VDSL činí kolem 10 Mbit/s, přičemž v ADSL síti je to kolem 5 Mbit/s a ve VDSL síti kolem 15 Mbit/s.
- Výhody: Široká dostupnost, možnost současného využití telefonu a internetu.
- Nevýhody: Rychlost klesá se vzdáleností od ústředny, asymetrická rychlost (nižší upload).
Kabelové připojení (např. přes kabelovou televizi):
- Popis: Využívá koaxiální kabely kabelové televize pro přenos dat.
- Rychlost: Nabízí rychlosti v řádu desítek megabitů za sekundu, maximálně až 120 Mbit/s.
- Výhody: Vysoké rychlosti stahování, stabilní připojení.
- Nevýhody: Rychlost může být ovlivněna počtem uživatelů ve stejné oblasti, nutnost mít kabelovou přípojku.
Optické připojení (Fiber):
- Popis: Používá optická vlákna pro přenos dat pomocí světelných impulzů.
- Rychlost: Umožňuje velmi vysoké rychlosti, v závislosti na koncových technologiích až 100 Gbit/s, běžně pro domácnosti v řádu stovek Mbit/s.
- Výhody: Extrémně vysoké rychlosti, stabilita, odolnost vůči elektromagnetickému rušení.
- Nevýhody: Omezená dostupnost, zejména v menších obcích a na venkově, vyšší náklady na instalaci.
2. Bezdrátové připojení:
Wi-Fi:
- Popis: Lokální bezdrátová síť umožňující připojení zařízení v omezeném prostoru, jako je domácnost nebo kancelář.
- Rychlost: Závisí na standardu Wi-Fi (např. Wi-Fi 5 až 3,5 Gbit/s, Wi-Fi 6 až 9,6 Gbit/s) a kvalitě signálu.
Přehled hlavních Wi-Fi standardů:
IEEE 802.11b (Wi-Fi 1):
- Rok vydání: 1999
- Frekvenční pásmo: 2,4 GHz
- Maximální rychlost: 11 Mbit/s
- Poznámka: První široce rozšířený standard, náchylný k rušení kvůli přeplněnému pásmu 2,4 GHz.
IEEE 802.11a (Wi-Fi 2):
- Rok vydání: 1999
- Frekvenční pásmo: 5 GHz
- Maximální rychlost: 54 Mbit/s
- Poznámka: Méně náchylný k rušení díky využití pásma 5 GHz, ale s kratším dosahem signálu.
IEEE 802.11g (Wi-Fi 3):
- Rok vydání: 2003
- Frekvenční pásmo: 2,4 GHz
- Maximální rychlost: 54 Mbit/s
- Poznámka: Kombinuje výhody standardů 802.11a a 802.11b, ale stále trpí rušením v pásmu 2,4 GHz.
IEEE 802.11n (Wi-Fi 4):
- Rok vydání: 2009
- Frekvenční pásmo: 2,4 GHz a 5 GHz
- Maximální rychlost: až 600 Mbit/s
- Poznámka: Zavádí technologii MIMO (Multiple Input Multiple Output) pro vyšší rychlosti a lepší pokrytí.
IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5):
- Rok vydání: 2013
- Frekvenční pásmo: 5 GHz
- Maximální rychlost: až 6,9 Gbit/s
- Poznámka: Podporuje širší kanály a více prostorových streamů pro výrazně vyšší rychlosti.
IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6):
- Rok vydání: 2019
- Frekvenční pásmo: 2,4 GHz a 5 GHz
- Maximální rychlost: až 9,6 Gbit/s
- Poznámka: Zlepšuje efektivitu v hustě osídlených oblastech, zavádí technologii OFDMA pro lepší správu kanálů.
IEEE 802.11be (Wi-Fi 7):
- Rok vydání: 2024
- Frekvenční pásmo: 2,4 GHz, 5 GHz a 6 GHz
- Maximální rychlost: až 46,1 Gbit/s
- Poznámka: další zvýšení rychlosti a kapacity sítě, vhodné pro náročné aplikace jako virtuální realita a 8K streaming.
- Výhody: Mobilita v rámci pokrytí, snadné sdílení připojení mezi zařízeními.
- Nevýhody: Omezený dosah, může být ovlivněno překážkami a rušením, nižší bezpečnost bez adekvátního zabezpečení.
Mobilní připojení (3G, 4G, 5G):
- Popis: Využívá mobilní sítě pro přístup k internetu, umožňuje mobilitu mimo domov či kancelář.
- Rychlost:
- 3G: Až 42 Mbit/s.
- 4G (LTE): Až 300 Mbit/s.
- 5G: Teoreticky až 10 Gbit/s, prakticky v řádu stovek Mbit/s až jednotek Gbit/s.
- Výhody: Široká dostupnost, vysoká mobilita, rychlé nasazení.
- Nevýhody: Rychlost a stabilita mohou kolísat v závislosti na síle signálu, zatížení sítě a geografické poloze, datové limity u některých tarifů.
Satelitní připojení:
- Popis: Připojení k internetu prostřednictvím satelitního signálu, vhodné pro odlehlé oblasti bez jiných forem připojení.
- Rychlost: Obvykle mezi 10–100 Mbit/s, v závislosti na poskytovateli a technologii.
- Výhody: Dostupnost v téměř jakékoliv lokalitě, nezávislost na pozemní infrastruktuře.
- Nevýhody: Vyšší latence (zpoždění) kvůli vzdálenosti k satelitu, ovlivněno povětrnostními podmínkami, vyšší náklady na zařízení a provoz.
3. Hybridní připojení:
- FTTC (Fiber to the Curb):
- Popis: Optické vlákno je vedeno k blízkosti uživatele (např. k rozvaděči na ulici), odtud pokračuje metalickým kabelem do domácnosti.
- Rychlost: Vyšší než u čistě metalických připojení, ale nižší než u plně optických řešení
Co je to agregace připojení?
Operátoři ve svých nabídkách často uvádí rychlosti připojení společně se zmínkou o tzv. agregaci (shlukování). Jedná se o sdílení linky s dalšími uživateli ve vaší lokalitě. Pokud tak u 20 Mbit připojení vidíte agregaci 1:4 a budete připojeni společně s ostatními uživateli ve stejný okamžik, může vaše rychlost klesnout až na 5 Mbit/s nebo níže.
Služby internetu
WWW (World Wide Web):
- HTTP/HTTPS: Hypertext Transfer Protocol (Secure) je základní protokol pro přenos webových stránek. HTTP je nezabezpečený, zatímco HTTPS používá šifrování pomocí SSL/TLS pro bezpečný přenos dat.
- Funkce: Umožňuje přístup k webovým stránkám, které mohou obsahovat text, obrázky, videa a další multimediální obsah. Webové stránky jsou propojeny hypertextovými odkazy.
E-mail:
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Používá se pro odesílání e-mailů z klienta na server a mezi servery.
- POP3 (Post Office Protocol 3): Stahuje e-maily ze serveru na lokální zařízení a obvykle je ze serveru odstraní.
- IMAP (Internet Message Access Protocol): Umožňuje přístup k e-mailům přímo na serveru, což je užitečné pro přístup z více zařízení.
FTP (File Transfer Protocol):
- Funkce: Umožňuje přenos souborů mezi klientem a serverem. Používá se pro nahrávání a stahování souborů, správu webových stránek a zálohování dat.
DNS (Domain Name System):
- Funkce: Překládá doménová jména (např. www.example.com) na IP adresy (např. 192.0.2.1), které jsou použitelné pro směrování dat v síti.
VoIP (Voice over Internet Protocol):
- Funkce: Umožňuje přenos hlasových hovorů přes internet. Příkladem jsou služby jako Skype, WhatsApp hovory nebo Zoom.
Protokoly internetu
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol):
- TCP: Zajišťuje spolehlivý přenos dat mezi zařízeními. Rozděluje data na menší pakety, které jsou odesílány a znovu sestavovány na cílovém zařízení.
- IP: Zajišťuje směrování paketů mezi zařízeními v síti. Každé zařízení má jedinečnou IP adresu, která umožňuje jeho identifikaci.
HTTP/HTTPS (Hypertext Transfer Protocol/Secure):
- HTTP: Používá se pro přenos webových stránek. Každý požadavek od klienta (webového prohlížeče) k serveru je nezávislá transakce.
- HTTPS: Zabezpečená verze HTTP, která používá SSL/TLS pro šifrování dat, což zajišťuje bezpečný přenos citlivých informací.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol):
- Funkce: Používá se pro odesílání e-mailů. SMTP server přijímá e-maily od klientů a předává je dalším SMTP serverům nebo přímo příjemcům.
POP3/IMAP (Post Office Protocol/Internet Message Access Protocol):
- POP3: Stahuje e-maily ze serveru na lokální zařízení a obvykle je ze serveru odstraní.
- IMAP: Umožňuje přístup k e-mailům přímo na serveru, což je užitečné pro přístup z více zařízení.
FTP (File Transfer Protocol):
- Funkce: Umožňuje přenos souborů mezi klientem a serverem. Používá se pro nahrávání a stahování souborů, správu webových stránek a zálohování dat.
DNS (Domain Name System):
- Funkce: Překládá doménová jména na IP adresy, což umožňuje směrování dat v síti.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol):
- Funkce: Automaticky přiděluje IP adresy zařízením v síti, což usnadňuje správu sítě a zajišťuje, že každé zařízení má jedinečnou IP adresu.
- Telnet
- je protokol používaný pro vzdálený přístup k počítačům a síťovým zařízením přes internet nebo lokální síť,
- kvůli nedostatku zabezpečení je Telnet ve většině případů nahrazován bezpečnějšími protokoly, jako je SSH (Secure Shell), který poskytuje šifrovanou komunikaci.
- SSH (zkratka pro Secure Shell)
- je síťový protokol, který umožňuje bezpečný vzdálený přístup a správu zařízení prostřednictvím šifrované komunikace.
- SSH je navržen tak, aby zajistil bezpečnost při přenosu dat, autentizaci a správě vzdálených systémů.
Tyto služby a protokoly tvoří základní infrastrukturu internetu a umožňují nám využívat různé aplikace a služby, které internet nabízí.
Výborně zpracovaná a přehledné. Komenský by měl radost.