Téma 1 – Sieťové modely, Základné zákony v elektrotechnike

Maturita , Štvrtá trieda GDMPS

Téma 1 – Sieťové modely, Základné zákony v elektrotechnike

Úvod

Moderné počítačové siete sú veľmi zložité systémy.

Na zabezpečenie správnej komunikácie medzi zariadeniami bolo potrebné vytvoriť:

👉 vrstvové sieťové modely

Tieto modely rozdeľujú komunikáciu na viac vrstiev, pričom každá vrstva má svoju presnú úlohu.

Druhá časť témy sa venuje základným zákonom elektrotechniky, ktoré patria medzi najdôležitejšie princípy elektrických obvodov.

Dôvody vzniku vrstvových modelov

Vrstvové modely vznikli kvôli:

  • zjednoteniu komunikácie zariadení
  • kompatibilite rôznych výrobcov
  • jednoduchšej správe sietí
  • rozdeleniu úloh komunikácie
  • jednoduchšiemu vývoju technológií

Bez vrstiev by:

  • zariadenia nevedeli komunikovať
  • siete by boli neprehľadné
  • vznikal by chaos v komunikácii

OSI model

OSI znamená:

Open Systems Interconnection

Je to:

👉 referenčný model sieťovej komunikácie

OSI model obsahuje:

7 vrstiev

Vrstvy OSI modelu

ČísloVrstva
7Aplikačná
6Prezentačná
5Relačná
4Transportná
3Sieťová
2Linková
1Fyzická

7. Aplikačná vrstva

Zabezpečuje:

👉 komunikáciu používateľských aplikácií

Používané protokoly:

  • HTTP
  • HTTPS
  • FTP
  • SMTP
  • DNS

6. Prezentačná vrstva

Zabezpečuje:

  • formátovanie dát
  • šifrovanie
  • kompresiu

5. Relačná vrstva

Riadi:

  • vytvorenie spojenia
  • udržiavanie relácie
  • ukončenie komunikácie

4. Transportná vrstva

Zabezpečuje:

  • spoľahlivý prenos dát
  • segmentáciu
  • riadenie toku dát

Používané protokoly:

  • TCP
  • UDP

3. Sieťová vrstva

Zabezpečuje:

  • logické adresovanie
  • smerovanie paketov

Používané protokoly:

  • IP
  • ICMP
  • OSPF

Zariadenie:

👉 router

2. Linková vrstva

Zabezpečuje:

  • MAC adresovanie
  • tvorbu rámcov
  • detekciu chýb

Technológie:

  • Ethernet
  • Wi-Fi

Zariadenie:

👉 switch

1. Fyzická vrstva

Zabezpečuje:

👉 prenos bitov médiom

Používa:

  • elektrické signály
  • svetelné signály
  • rádiové vlny

Zariadenia:

  • káble
  • huby
  • repeatery

TCP/IP model

TCP/IP model je:

👉 praktický model internetu

Používa sa:

  • v internete
  • v moderných sieťach

Vrstvy TCP/IP modelu

TCP/IPOSI
Aplikačná5–7
Transportná4
Internetová3
Sieťový prístup1–2

Porovnanie OSI a TCP/IP

OSI model:

  • teoretický
  • detailnejší

TCP/IP model:

  • praktický
  • používaný v internete

Zapúzdrenie dát

Pri odosielaní dát:

👉 každá vrstva pridáva svoje informácie

Proces sa nazýva:

zapúzdrenie

Postup zapúzdrenia

  1. aplikačné dáta
  2. segment
  3. paket
  4. rámec
  5. bity

Odpúzdrenie dát

Pri prijímaní:

👉 vrstvy odstraňujú hlavičky

Proces sa nazýva:

odpúzdrenie

Charakteristické protokoly vrstiev

Aplikačná vrstva

  • HTTP
  • FTP
  • SMTP
  • DNS

Transportná vrstva

  • TCP
  • UDP

Sieťová vrstva

  • IP
  • ICMP

Linková vrstva

  • Ethernet
  • PPP
  • Wi-Fi

Ohmov zákon

Ohmov zákon vyjadruje vzťah medzi:

  • napätím
  • prúdom
  • odporom

Vzťah:

kde:

  • U – napätie [V]
  • R – odpor [Ω]
  • I – prúd [A]

Význam Ohmovho zákona

Používa sa:

  • pri výpočte obvodov
  • pri návrhu elektroniky
  • pri meraní elektrických veličín

I. Kirchhoffov zákon

Nazýva sa:

👉 uzlový zákon

Súčet prúdov v uzle:

👉 je nulový

Vzťah:

Prúdy vstupujúce do uzla:

👉 sa rovnajú prúdom vystupujúcim

Použitie I. Kirchhoffovho zákona

Používa sa:

  • pri výpočte prúdov
  • v paralelných obvodoch

II. Kirchhoffov zákon

Nazýva sa:

👉 slučkový zákon

Súčet napätí v uzavretej slučke:

👉 je nulový

Vzťah:

Použitie II. Kirchhoffovho zákona

Používa sa:

  • pri výpočte napätí
  • v sériových obvodoch
  • pri riešení zložitejších obvodov

Použitie základných zákonov elektrotechniky

Používajú sa:

  • pri návrhu elektroniky
  • v meracej technike
  • v napájacích zdrojoch
  • v automatizácii

Najčastejšie chyby maturantov

  • zámena vrstiev OSI modelu
  • nepochopenie zapúzdrenia
  • zámena TCP a UDP
  • nesprávne použitie Ohmovho zákona
  • nesprávna interpretácia Kirchhoffových zákonov

Zhrnutie pre maturitu

  • OSI model má 7 vrstiev.
  • TCP/IP model sa používa v internete.
  • Dáta sa pri prenose zapúzdrujú a odpúzdrujú.
  • Router pracuje na sieťovej vrstve.
  • Switch pracuje na linkovej vrstve.
  • Ohmov zákon vyjadruje vzťah medzi U, I a R.
  • Kirchhoffove zákony sa používajú pri riešení elektrických obvodov.

Otázky pre študentov

  1. Prečo vznikli vrstvové modely?
  2. Koľko vrstiev má OSI model?
  3. Aký je rozdiel medzi OSI a TCP/IP modelom?
  4. Čo je zapúzdrenie dát?
  5. Čo vyjadruje Ohmov zákon?

Comments 0