Komunikacja przez sieć

Sieci komputerowe, coś, co do niedawna było zarezerwowane tylko dla dużych komputerów, staje się dostępne w małych systemach mikroprocesorowych. To otwiera nowy rozdział w budowie wszelkiego rodzaju elementów automatyki domowej czy przyrządów wykorzystanych w pracowni hobbystycznej.

Ethernet to najpopularniejsza na świecie technologia wykorzystywana do budowy przewodowych lokalnych sieci komputerowych LAN. Sam skrót LAN (od ang. Local Area Network) należy rozumieć jako sieć komputerową o zasięgu lokalnym, system łączący komputery i urządzenia peryferyjne (np. drukarki) na ograniczonym obszarze, takim jak biuro, dom, szkoła czy laboratorium. Cechą charakterystyczną jest to, że dane są przesyłane przewodowo, zazwyczaj tzw. skrętką, zakończoną charakterystyczną 8-pinową wtyczką RJ45 (fotografia 1).

Jako przewód o czterech parach wykorzystywane są skrętki UTP (ang. Unshielded Twisted Pair – jako skrętka nieekranowana), każda para przewodów jest skręcona z odpowiednim skokiem. Inną możliwością jest użycie kabli FTP (ang. Foiled Twisted Pair, jako rodzaj skrętki ekranowanej), w której pary przewodów są owinięte wspólną folią aluminiową. Ich główną zaletą jest zmniejszenie zakłóceń elektromagnetycznych, co czyni ten kabel bardziej niezawodnym niż nieekranowane kable UTP. Rosnącą konkurencją dla połączeń przewodowych jest wariant Wi-Fi, gdzie jako medium transmisyjne wykorzystane są fale radiowe. Bez względu na „wariant” komunikacyjny, sieci przesyłają te same dane (w sieciach Wi-Fi dochodzi autoryzacja dostępu).

Klasy sieci

Przyzwyczajeni jesteśmy do posługiwania się pojęciem adresu IP, zwyczajowo zapisywanego jako ciąg czterech liczb rozdzielonych znakiem kropki (przykładowo komputer, którym się posługuję ma adres IP=192.168.1.16 jako połączenie via kabel ethernetowy, jak pokazuje rysunek 2 w reakcji na polecenie ipconfig). Obecnie są dwa warianty adresacji IP określane jako IPv4 (Internet Protocol version 4) składający się z czterech 8-bitowych liczb oraz IPv6 o znacząco większej liczbie końcowych adresów. IPv6 (Internet Protocol version 6) to najnowsza wersja protokołu komunikacyjnego, który identyfikuje urządzenia w sieci i umożliwia im wymianę danych. Powstał, aby zastąpić wyczerpujący się standard IPv4, oferując niemal nieograniczoną liczbę unikalnych adresów, dzięki zastosowaniu 128-bitowej przestrzeni (zamiast 32-bitowej w IPv4). Jednak w sieciach lokalnych nadal powszechnie stosuje się wariant IPv4 i tym będziemy się zajmować.

Z adresacją IPv4 związane jest pojęcie klasy sieci (klasy A, B, C, D oraz E). Jest to historyczny podział adresów 32-bitowych, określający wielkość sieci na podstawie pierwszego bajtu adresu. Klasy A, B, C służą do adresowania urządzeń (hostów), klasa D do multicastu oraz E do celów eksperymentalnych. Zakresy adresowe z podziałem na klasy są następujące:
• klasa A – zakres adresowy IP: 0.0.0.0 do 127.255.255.255, pozwalający na zbudowanie dużych sieci o ponad 16 mln adresów końcowych,
• klasa B – zakres adresowy IP: 128.0.0.0 do 191.255.255.255, pozwalający na zbudowanie sieci średniej wielkości o 65 534 adresach końcowych,
• klasa C – zakres adresowy IP: 192.0.0.0 do 223.255.255.255, pozwalający na zbudowanie sieci lokalnych o 254 adresach końcowych – adresy, w których ostatnią liczbą jest 0 lub 255 są zarezerwowane,
• klasa D – zakres adresowy IP: 224.0.0.0 do 239.255.255.255,
• klasa E – zakres adresowy IP: 240.0.0.0 do 255.255.255.255.

W ramach klas A, B i C wydzielono specjalne pule adresów prywatnych, które nie są przetwarzane w publicznym internecie. Między innymi w obrębie klasy C (przeznaczonej do budowy sieci lokalnych) wydzielony jest zakres 192.168.0.0 do 192.168.255 255. Z tego właśnie powodu każda sieć domowa ma adres z powyższego zakresu.

W całej puli adresowej IP istnieje jeden wyjątek: IP=127.0.0.1, który oznacza „nas samych”. Adres ten jest zarezerwowany dla pętli zwrotnej (loopback) i służy do testowania połączeń lokalnych. Przykładowo wysłanie polecenia ping 127.0.0.1 przeznaczonego do testowania „drożności” sieci z jakiegoś komputera jest adresowane do naszego komputera (rysunek 3).

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w czerwcowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 6/2026). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 6/2026 znajduje się tutaj.

Andrzej Pawluczuk
apawluczuk@vp.pl

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.