Korzyści płynące z połączenia komputerów w sieci są ogromne: wymiana poczty elektronicznej, surfowanie po stronach WWW , rozmowy i wideokonferencje ze znajomymi , gry multiplayerowe i wiele, wiele innych. W rozdziale tym dowiemy się jakie możliwości oferuje system Windows XP pod kątem tworzenia połączeń sieciowych, kontroli ich stanu i zabezpieczeń. W artykule tym będziemy mówić o sieciach ethernetowych, gdyż są one obecnie najbardziej popularne, ze względu na najlepszy stosunek jakości do ceny.

Ethernet to zbiór pewnych zasad, ustalonych przez IEEE (Instute of Electrical and Electronic Engineers), które definiują sposób działania i komunikacji, zarówno od strony logicznej jak i fizycznej, urządzeń pracujących w sieci komputerowej. Dokładnie opisany jest on w specyfikacji IEEE 802.3. Działania takie zapewniają nam to, że urządzenia pracujące w obrębie naszej sieci, będące dziełami różnych producentów, będą pracować bez zastrzeżeń. Charakterystyczną cechą ethernetu jest metoda dostępu do medium zwana CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Polega ona na tym, iż hosty monitują kabel sieciowy w celu sprawdzenia czy inny komputer nie wysyła danych. Jeżeli jakaś transmisja jest wykryta dany host czeka na zwolnienie medium. Zdarzają się sytuacje, kiedy dwa różne urządzenia zaczynają nadawać, mówimy wówczas wystąpieniu kolizji. Dzięki mechanizmowi CSMA/CD dane, które uległy "wypadkowi", mogą zostać ponownie retransmitowane. Typowy ethernet w wersji 100Base-T (Fast Ethernet) przesyła dane, przynajmniej w teorii , z maksymalną prędkością 100Mbit/s. Najszybsza wersja, 1000Base-T (Gigabit Ethernet) umożliwia transfer o przepływności do 1000Mbit/s. Jednak do tak szybkiej transmisji potrzebujemy droższych urządzeń oraz kabli.

Czego potrzebujemy ?

Aby móc korzystać z dobrodziejstw sieci potrzebujemy dwóch składników : sprzętu oraz oprogramowania. Sprzęt w postaci kart sieciowych, kabli , przełączników etc. musimy zakupić. Potrzebne oprogramowanie dostarczane jest bezpośrednio z systemem Windows XP.

Instalowanie kart sieciowych.

Aby dołączyć komputer do sieci potrzebujemy urządzenie nadawczo-odbiorcze, czyli po prostu kartę sieciową (z ang. NIC - Network Interface Card). W nowszych płytach głównych karty sieciowe pracujące w standardzie Ethernet znajdziemy zintegrowane bezpośrednie w układzie. W przypadku, gdy mamy starszy komputer musimy dokonać zakupów. Nie należy w tym miejscu obawiać się strasznego opróżnienia portfela, używane "sieciówki" możemy dostać za symboliczne 5 PLN. W przypadku , gdy zależy nam na uzyskaniu maksymalnych przepustowości, czy innych opcjach typu szyfrowanie możemy kupić markową kartę , np. 3Com, odpowiednio przy tym płacąc. W sprzedaży dostępna jest bardzo szeroka gama kart różnych producentów kart ze złączami PCI, PCCard czy USB. Gdy już udanie uda nam się zainstalować kartę sieciową (Windows XP posiada bardzo szeroką gamę sterowników, tylko nieliczne będziemy musieli zainstalować z dołączonych nośników) powinna ona figurować w menedżerze urządzeń tak jak na rysunku.

Oznacza to, że nasz adapter sieciowy jest zainstalowany, działa bez konfliktów i możemy przystąpić do logicznej konfiguracji.

Kontrola połączeń sieciowych

Po udanym zainstalowaniu karty sieciowej w systemie w oknie Połączenie Sieciowe ukaże się połączenie lokalne. Znaczek krzyżyka mówi nam o tym, iż komputer nie jest przyłączony do sieci (prawdopodobnie kabel jest odłączony lub uszkodzony), kłódka natomiast oznacza działającą zaporę internetową. Podany jest również model karty sieciowej (w tym przypadku jest to Intel PRO/100 VE).

Klikając dwukrotnie w ikonę tego połączenia możemy sprawdzić aktualny stan tego połączenia: czas trwania połączenia, szybkość w megabitach na sekundę oraz ilość wysłanych i odebranych pakietów przez dany interfejs sieciowy.

Bardziej szczegółowe informacje znajdziemy w polu Obsługa, a mianowicie: Typ adresu (statyczny lub dynamiczny), Adres IP w sieci, Maskę podsieci i Domyślną bramę. Pod przyciskiem Szczegóły kryją się: Adres fizyczny MAC, Serwer DNS oraz Serwer WINS.

W oknie Obsługi mamy dostępną funkcję Napraw. Związana jest ona bezpośrednio z przydzielaniem adresów IP w sieci z serwera DHCP. Kiedy klikniemy przycisk Napraw system Windows XP spróbuje uzyskać dzierżawę w następujący sposób:

• rozgłosi w sieci żądanie dzierżawy adresu IP z dowolnego serwera DHCP

• usuwa wpisy w tablicy ARP (Address Resolution Protocol)

• opróżni lokalne pamięci podręczne NETBIOS oraz DNS

• ponownie zarejestruje komputer w WINS i DNS

W oknie Połączenie lokalne możemy sprawdzić właściwości tego połączenia klikając analogiczny przycisk. W polu Ogólne ujrzymy protokoły skonfigurowane dla tego połączenia. Standardowo mamy:

• Klient sieci Microsoft Networks - pozwala komputerowi uzyskać dostęp do sieci Microsoft Networks

• Udostępnianie plików i drukarek w sieciach Microsoft Networks - opcja pozwala współdzielić zasoby w sieci

• Harmonogram pakietów QoS - program zarządzający ruchem na interfejsie pod kątem gwarantowanej jakości usług

• Protokół internetowy (TCP/IP) - podstawowy protokół w dzisiejszych sieciach komputerowych, obejmuje adresację urządzeń w sieci , ustanawianie połączeń , kontrolę przepływu i wiele, wiele innych

Warto wiedzieć, że możemy zainstalować inne, dodatkowe składniki sieci ( jak np. obsługę protokołu IPv6 czy Novell Netwar ), aby uzyskać łączność z innymi sieciami. Jest to już jednak temat na osobny rozdział.

W oknie Właściwości: Połączenie lokalne znajduje się zakładka Uwierzytelnianie. Na tej karcie możemy skonfigurować uwierzytelniony dostęp do sieci, zarówno przewodowej jak i bezprzewodowej.

Widoczna na poniższym screenie opcja korzysta ze standardu IEEE 802.1x. Umożliwia ona uwierzytelnianie sieciowych urządzeń w oparciu o ich port albo połączenie z siecią. Metoda uwierzytelniania wykorzystuje, znany w sieciach ethernetowych, protokół EAP (Extensible Authenticatio Protocol). Istnieje kilka typów uwierzytelniania EAP, takich jak karta inteligenta, certyfikat cyfrowy czy MD5.

Standard 802.1x oferuje uwierzytelnianie dostępu do sieci, które opiera się na portach. Jest to metoda bezpieczna, gdyż wykracza poza zwykłe uwierzytelnianie za pomocą loginu i hasła. W standardzie tym jeden fizyczny port jest "podzielony" na 2 porty logiczne: niekontrolowany oraz  kontrolowany. Niekontrolowany port służy do komunikacji między klientem , a uwierzytelniającym go serwerem. Jeżeli operacja zakończy się pomyślnym rezultatem, klient może rozpocząć wymianę danych z siecią poprzez port kontrolowany.

System Windows XP posiada wbudowaną Zaporę połączenia internetowego (z ang. firewall). Nie jest ona zbyt rozbudowanym narzędziem, jednak na początek obcowania naszego systemu operacyjnego z siecią powinna wystarczyć. Udostępnia ona następujące opcje:

• blokowanie lub dopuszczanie określonych portów i usług na nich działających

• blokowanie lub dopuszczanie określonych programów chcących uzyskać połączenie z siecią zewnętrzną

• rejestrowanie zabezpieczeń ( tworzenie pliku dziennika )

• ustawienia protokołu ICMP

Mostkowanie połączeń sieciowych   

System Windows XP umożliwia programowe tworzenie Mostków sieciowych. Mosty sieciowe służą do łączenia sieci o różnych sposobach dostępu do medium czy różnych protokołach. Posiadając most sieciowy możemy połączyć ze sobą np. Sieć Microsoft Network z siecią Novell Netware czy sieci Ethernet z sieciami Token Ring. Aby utworzyć takie połączenie należy "zmostować" dwa połączenia sieciowe. Na poniższym przykładzie pokazano most dwóch sieci ethernet: przewodowej i bezprzewodowej.

Aby mostkować dwa połączenia należy je zaznaczyć trzymając wciśnięty klawisz [CTRL], a później (po kliknięciu prawego przycisku myszy) zaznaczyć opcję połączenie Połączenia mostkowe. Utworzone zostanie połączenie scalające dwa segmenty sieciowe. Aby móc utworzyć takie połączenie należy być zalogowanym jako Administrator w systemie Windows XP.

Inne typy sieci

Artykuł ten skupia się na sieci ethernet, która jest w najpowszechniejszym użytku z kilku ważnych powodów:

• Koszty. To z pewnością jeden z głównych kryteriów, którymi kieruje się osoba tworząca sieć w domu czy też małej firmie. Sprzęt sieciowy jest tani. Ceny kart sieciowych zaczynają się od symbolicznych 5PLN za używane "noname'y" (które całkowicie wystarczają w domowych zastosowaniach) do kilkuset za niezawodny sprzęt wysokiej klasy. Koncentratory i przełączniki to wydatek rzędu kilkudziesięciu złotych za sprzęt niskiej klasy. Warto wiedzieć, że istnieją przełączniki zarządzane wysokiej klasy (warsty 3 modelu OSI) wartości tysięcy złotych. Punkty dostępowe (AP) można nabyć już w cenie 100 PLN za sztukę. Także ceny kabli sieciowych (skrętka) są niewielkie w porównaniu z innymi rozwiązaniami (np. światłowód)

• Łatwość konfiguracji. Większość kart sieciowych Windows XP instaluje automatycznie. Czynnikowi ludzkiemu pozostaje prosta, logiczna konfiguracja ( adresy IP hostów , bram sieciowych, serwerów DNS ), aby sieć zaczęła funkcjonować.

• Prędkość. 100Mbit/s w standardowej wersji Fast Ethernet w zupełności wystarcza do wymiany plików, gier sieciowych czy  nawet transmisji multimedialnych.

• Niezawodność. Protokół CSMA/CD sprawdza się doskonale i, o ile nie ma jakichś usterek fizycznych, sieć powinna działać bez zarzutu.

Warto wiedzieć jednak, że istnieją inne typy sieci, nie tak popularne jak Ethernet, a do nich należą:

• HomePNA. Wykorzystuje infrastrukturę wewnętrznej sieci telefonicznej do przesyłania danych. Zalety: nie potrzeba dodatkowego okablowania. Wady: niska przepustowość do 10Mbit/s.

• Powerline. Działa analogicznie jak HomePNA z tym, że zamiast jako medium wykorzystuje instalację elektryczną. Zalety: nie potrzeba dodatkowego okablowania. Wady: niska przepustowość i spore zakłócenia ( głównie przemysłowe ).

• Token Ring. Standard opracowany przez IBM. Wykorzystuje topologię pierścieniową. Brak kolizji w sieci zagwarantowany przez system przekazywania żetonu ( tokenu ). Zalety: brak kolizji w sieci. Wady: niska przepustowość, drogie urządzenia sieciowe.

• FDDI. Sieć światłowodowa z przekazywanie żetonu. Struktura składająca się z dwóch pierścieni: podstawowego i zapasowego. Zalety: niezawodność, redundancja. Wady: wysokie koszty.