---

Pojmi, ki jih bomo spoznali: Računalniška mreža - omrežje, strojna oprema računalniške mreže, programska oprema računalniške mreže, XML, komunikacijski mediji, stikalo (ang. switch), usmerjevalnik (ang. router), brezžično omrežje, omrežja enakovrednih računalnikov (ang. peer-to- peer), omrežja strežnikov in odjemalcev (ang. client/server), topologija omrežja s serijskim vodilom, topologija omrežja zvezda, topologija omrežja obroč, osebna omrežja - PAN, lokalna oz. krajevna omrežja - LAN, mestna omrežja - MAN, prostrana oz. medkrajevna omrežja - WAN, javna in privatna omrežja, hrbtenica omrežja, naslov mrežnega računalnika.

---

    

     V osnovnem pomenu lahko mrežo oz. omrežje predstavlja skupino, npr. ljudi, ki imajo nekaj skupnega: skupino otrok, ki obiskuje tečaj gimnastike, skupina odraslih, ki igra nogomet dva krat na teden zvečer, skupino dijakov enega razreda itd. Eno najbolj znanih starejših tehničnih omrežij je gotovo telefonsko omrežje; vsi telefoni so med seboj povezani s kabli - žicami, lahko pa tudi brezžično, tako da med seboj povezujejo govorce različnih strani mesta, države in sveta.  V zadnjem času so najbolj znana omrežja računalniška omrežja oz. računalniške mreže. Primer takega omrežja je računalniška učilnica, v kateri imamo npr. 15 računalnikov, in sicer 14 računalnikov za učence in enega za učitelja. Na učiteljevem mestu je tudi dražji barvni laserski tiskalnik. Kako bo učitelj poslal določene podatke, tekste, slike, programe itd. učencem v računalniški učilnici? Kako pa bodo učenci poslali svoje izdelke učitelju ali pa natisnili svoj izdelek na barvnem laserskem tiskalniku? Rešitev je povsem razumljiva: računalnike in laserski tiskalnik je potrebno medsebojno povezati v t.i. računalniško mrežo - omrežje. Računalniško omrežje - mrežo torej sestavljata dva ali več računalnikov, medsebojno povezanih na način, ki omogoča izmenjavo ali deljeno uporabo podatkov, programov in strojne opreme povezane v omrežje (slika 1). To pomeni, da uporabniki določene računalniške mreže lahko uporabljajo podatke shranjene na katerem koli računalniku povezanem v mrežo, da si lahko medsebojno pošiljajo sporočila v pisni, slikovni ali multimedijski obliki, da napisan tekst ali sliko lahko natisnejo na oddaljenem tiskalniku, da lahko medsebojno komunicirajo v pisni, glasovni ali video obliki itd.

Prednost računalniškega omrežja pred individualnimi računalniki je torej:

·         skupna raba datotek,

·         skupna raba strojne opreme vključene v omrežje,

·         skupna souporaba programske opreme in

·         uspešno in učinkovito komuniciranje med fizično oddaljenimi uporabniki omrežja.

 

     Računalniki so v omrežje povezani s pomočjo strojne in programske opreme. Strojna oprema omogoča fizično priključevanje računalnika na komunikacijski medij (npr. koaksialni kabel, optični  kabel, telefonsko omrežje, javna omrežja za prenos podatkov, brezžično omrežje, satelitsko omrežje itd.) in pretvorbo podatkov iz računalniku »razumljive« oblike, v obliko primerno za prenos po izbranem mediju. Sem sodijo modemi, stikala in usmerjevalniki, ki v osnovi povečajo varnost in prepustnost omrežja. Modemi (slika 2) omogočajo računalnikom komunikacijo preko klicne telefonske linije, TV kabelskega sistema itd. Modem (MoDem) predstavlja kratico za modulacijo - demodulacijo. Njegova naloga je, da pri pošiljanju preoblikujejo (modulirajo) računalnikove digitalne signale v analogne signale in jih v tej obliki pošljejo po izbranem mediju (telefonski liniji, TV kabelskem sitemu...). Modem pri sprejemanju spremeni (demodulira) prihajajoče analogne signale nazaj v digitalne.

Stikalo (ang. switch), povezuje uporabnike znotraj lokalnih omrežij (slika 3), omogoča neposredno povezavo med dvema ali več naslovniki brez vpletanja ostalih postaj. Ker poslane podatke prejmejo samo naslovniki, se z uporabo stikal poveča tudi varnost omrežja. Če imamo doma ali v podjetju več kot en računalnik in bi vse svoje računalnike radi povezali v globalno omrežje - Internet, potrebujemo usmerjevalnik. Usmerjevalnik (ang. router) je naprava (slika 3), ki jo uporabljamo za povezavo različnih vrst omrežij, npr. za povezavo lokalnega omrežja na Internet. Za razliko od stikala, ki podatke pošilja le na naprave, ki so nanj priklopljene, usmerjevalnik spozna, ali so podatki namenjeni lokalnemu omrežju ali omrežju zunaj njegovega nadzora. Od tod tudi njegovo ime, saj usmerja promet na omrežju. Poenostavljeno lahko tudi rečemo, da usmerjevalnike uporabljamo za povezovanje dveh omrežij, kjer enemu zaupamo bolj (to je naše lokalno omrežje), drugemu pa manj (tako omrežje je npr. Internet, ki mu sploh ne zaupamo).

     Programska oprema krmili delovanje strojne opreme ter posreduje med strojnimi komponentami in uporabnikom. Ena takih je že omenjen požarni zid, ki predstavlja posebno programsko opremo, katere pomembna naloga je varovanje lokalnega omrežja pred vdori od zunaj.
V podjetju oz. zavodu, npr. bolnišnici obstaja več oddelkov –  bolnišničnih oddelkov, nabave, lekarne, skladišč, računovodstva, laboratorijev itd. Če želimo, da so podatki v  bolnišnici dosegljivi iz vseh prej naštetih oddelkov, je potrebno določene računalnike obravnavati drugače od ostalih. Podatki, ki morajo biti na voljo vsem, morajo biti dosegljivi hitro in brez napak. Tudi zapisovanje in ažuriranje podatkov mora potekati hitro in nemoteno. Zato so v omrežju določeni računalniki  - serverji, namenjeni samo temu, da se na njih shranjujejo, obdelujejo in posredujejo podatki ostalim računalnikom v ustanovi. Strežnik je zmogljivejši računalnik, ki je namenjen shranjevanju in posredovanju podatkov (centralna vloga v omrežju). Za delovanje strežnika v omrežju je potreben operacijski sistem, ki podpira strežniški način dela. Baza, ki je nameščena, mora podpirati transakcijski način obdelave podatkov, tako da se prepreči prevelik pretok podatkov. Transakcija se sproži ob zahtevku za določen podatek iz baze in znotraj transakcije se bo prenesel na odjemalec samo zahtevan podatek in ne celotna baza. Programska oprema mora tudi omogočati arhiviranje podatkov (urno, dnevno, periodično) ter omogočiti nadzor nad delovanjem brezprekinitvenih sistemov (UPS – Uninterruptible Power Supply), ki skrbijo za nemoteno delo strežnika ob izpadih električnega napajanja iz omrežja. Ob daljšem izpadu električnega omrežja UPS samodejno zaključi delo strežnika in ga ugasne.

Kakšna programska oprema bo nameščena na postajah (odjemalcih) je odvisno od podjetja oz. ustanove. Sam operacijski sistem ni problem, povezavo do omrežja omogočajo vse vrste. Potrebno je samo opisati strojno opremo in pot po omrežju do nje, če hočemo vir deliti z ostalimi oz. se na nek deljeni vir hočemo priključiti (tiskalnik, dostop do interneta, mape s skupnimi podatki itd.). Uporabniška programska oprema, ki je namenjena obdelavi podatkov in delovanju v računalniškem omrežju, se kupi oz. se njena izdelava naroči. Pri tem je potrebno iti skozi vse faze načrtovanja. Omogočati mora hitro in varno obdelavo podatkov, kar pomeni, da ne sme priti do napak v bazi podatkov ob izpadih delovanja delovnih postaj, odzivnost na akcije uporabnika pa ne sme biti prepočasna. Posebno pozornost je potrebno posvetiti varnosti. Ne smemo dovoliti, da nepooblaščena oseba dobi dostop do podatkov preko delovne postaje!

---

Omrežje strežnikov in odjemalcev pomeni tako strukturo omrežja, pri kateri imajo računalniki v omrežju nalogo strežnika ali odjemalca. Strežnik je računalnik, ki za odjemalce opravlja določene naloge, skrbi za omrežje, hrani skupne podatke, upravlja tiskalnik, razdeljuje pošto ipd. Odjemalec je delovna postaja (osebni računalnik), ki te skupne servise izkorišča. Takšno omrežje se običajno uporablja v poslovnih in drugih okoljih. Povezuje večje število računalnikov, je pa mnogo dražje od omrežja “peer-to-peer” , vendar enostavnejše za vzdrževanje in uporabo. Navadno so strežniki najzmogljivejši računalniki v omrežju, kar je povsem razumljivo, saj njegovo strojno in programsko opremo uporabljajo vsi v omrežje vključeni računalniki.

Glede na način medsebojne povezave naprav v omrežju ločimo tri osnovne topologije (geometrijski načrt, po katerem so naprave v omrežju povezane med seboj; sestavljajo  jo vozlišča, ki so aktivni elementi, ker izvajajo usmerjanje prometa, in prenosni mediji, ki ta vozlišča v skladu z načrtom povezujejo med seboj), in sicer (slika 6):

Seveda obstaja še več topologij, kot npr. drevesna topologija (predstavljamo si jo lahko kot večnivojsko zvezdo), polna topologija (uporablja se v omrežjih s posebnim namenom), kombinacija topologij (v praksi najpogostejša; vsebuje poljubno kombinacijo zgoraj naštetih topologij) itd.

• Osebna omrežja (PAN – Personal Area Network) – predstavljajo omrežje krajših razsežnosti za osebno uporabo (povezava manjšega števila računalnikov in predvsem drugih vhodno-izhodnih naprav). Domače računalnike povežemo v tako omrežje zato, da bi lahko vsi uporabljali dostop do Interneta, tiskali na skupni barvni ali črno-beli tiskalnik, uporabljali digitalizer, skupno osnovno zaščito itd.
• Lokalna oz. krajevna omrežja (LAN - Local Area Network) – predtavljajo dva ali več računalnikov povezanih s kabli ali brezžično povezavo tako, da ima vsak računalnik možnost dostopa do sredstev, programov in podatkov vseh drugih računalnikov. Nameščeni so v enem prostoru, eni stavbi ali v skupini ne preveč oddaljenih stavb (do nekaj km).
• Mestna omrežja  (MAN - Metropolitan Area Network) – v osnovi predstavlajo med seboj povezana različna lokalna omrežja; povezujejo računalnike na razdalji tudi nekaj 10 km. MAN omrežje je lahko namenjeno omejenemu krogu uporabnikov (npr. bolnice, zdravstveni domovi, banke, letalske družbe, podjetja) ali pa je javno - v njega se lahko vključi vsak posameznik v določebem okolju, kot npr. vasi, občine, mesta...
• Prostrana oz. medkrajevna omrežja (WAN - Wide Area Network) – povezujejo računalnike na zelo velikih razdaljah. Uporabniki takega omrežja so med seboj zelo oddaljeni, zato morajo za dostop v omrežje uporabljati zunanje telekomunikacijske zveze (npr. Telefonske, kabelska TV...), ki so razpršene po vsej državi in širše. Uporaba skupnih sredstev je tukaj omejena na uporabo skupnih podatkov in programov. Zaradi tega je srce takega omrežja močan računalnik, ki prevzame vlogo datotečnega računalnika. Deluje kot velik diskovni pogon, na katerem so podatki in programi, namenjeni splošni uporabi. Primer globalnega omrežja je Internet, preko katerega so povezane milijarde računalnikov po celem svetu. Njegova širitev je posledica dejstva, da prinaša številne koristne storitve, tako zasebnim kot poslovnim uporabnikom: omogoča komuniciranje, informiranje, izobraževanje, druženje, igranje, nakupovanje v spletnih trgovinah, bančne storitve in še bi lahko naštevali.

Glede na pravico uporabe omrežij ločimo:

•   Javna omrežja, katerih storitve lahko uporabljamo vsi in
•    privatna omrežja, ki jih lahko uporabljajo le zaposleni in njihove stranke (v podjetjih, bankah, ustanovah itd.).

Prva računalniška omrežja so fizično povezovala vse računalnike. Povezave so bile križne; računalnikov, ki so bili tako povezani pa malo. Danes se računalniki povezujejo preko hrbtenice (slika 8). Hrbtenica je množica povezav in komunikacijske opreme, vključno z računalniki, ki so namenjeni samo vzdrževanju komunikacij. Zanjo skrbi posebna organizacija. Podrobnosti v zgradbi in delovanju so uporabnikom skrite. Vsak računalnik ima eno vstopno točko v hrbtenico in se ne zaveda ostalih računalnikov, dokler z njimi ne komunicira. S tem je omogočeno načelo, ki odločilno poenostavi vzdrževanje omrežja: vsak računalnik se mora prilagoditi le pravilom, ki veljajo v hrbtenici, ne pa vsem ostalim računalnikom.