SIECI KOMPUTEROWE – OD KABLA DO CHMURY

(czyli jak nasze komputery nauczyły się gadać)

1. WSTĘP: PO CO NAM SIECI?

Zacznijmy prosto: kiedyś komputer był samotnikiem.
Stał na biurku, działał sam, nie znał żadnych innych komputerów i był z siebie dumny.
Aż pewnego dnia ktoś pomyślał:

„A gdyby tak dwa komputery połączyć kablem, żeby mogły wymieniać dane?”

Tak narodziła się idea sieci komputerowej – czyli grupy urządzeń, które mogą ze sobą komunikować się i współdzielić zasoby.

Dzięki sieci możesz:

wysyłać e-maile,
przeglądać Internet,
drukować z laptopa na drukarce stojącej w drugim pokoju,
a nawet sterować żarówką z poziomu telefonu.

Bez sieci komputerowej nie byłoby Internetu, YouTube’a, gier online, komunikatorów, a nawet szkolnych e-dzienników.

2. PODSTAWY SIECI KOMPUTEROWYCH

Co to jest sieć komputerowa?

Sieć komputerowa to zbiór urządzeń (komputerów, drukarek, telefonów), które są połączone ze sobą w celu wymiany danych i współdzielenia zasobów.
Połączenie może być kablowe (Ethernet) lub bezprzewodowe (Wi-Fi).

Korzyści z sieci:

współdzielenie plików i drukarek,
dostęp do Internetu,
komunikacja (czat, e-mail),
praca grupowa i zdalna,
kopie zapasowe w chmurze.

Rodzaje sieci

Skrót	Nazwa	Zasięg	Przykład
PAN	Personal Area Network	kilka metrów	Bluetooth, smartwatch
LAN	Local Area Network	budynek, szkoła	sieć szkolna
MAN	Metropolitan Area Network	miasto	sieć miejska
WAN	Wide Area Network	kraj / świat	Internet

LAN to twoje Wi-Fi w domu, a WAN to cała globalna sieć, przez którą docierasz do stron internetowych.
MAN znajdziesz np. w miejskim systemie monitoringu, a PAN – w parze: smartfon + słuchawki Bluetooth.

3. MODELE SIECI I WARSTWY

Sieć to nie chaos. To dobrze zorganizowany system, w którym dane wędrują przez kolejne warstwy.
Każda warstwa odpowiada za coś innego, a razem tworzą harmonijną współpracę.

3.1 Model OSI (Open Systems Interconnection) – 7 warstw

7. Aplikacji
6. Prezentacji
5. Sesji
4. Transportowa
3. Sieciowa
2. Łącza danych
1. Fizyczna

Każda warstwa przekazuje dane „w dół” do kolejnej, aż dojdą do kabla (lub Wi-Fi), a po drugiej stronie wędrują z powrotem w górę.

Przykład:

Gdy wysyłasz e-mail, tekst trafia do warstwy aplikacji (Outlook),
potem przez warstwę transportową (TCP), sieciową (IP), aż po fizyczną (sygnały w kablu).
Po drugiej stronie dzieje się to samo, tylko w odwrotnej kolejności.

3.2 Model TCP/IP – praktyka Internetu (4 warstwy)

Warstwa	Przykładowe protokoły	Co robi
Aplikacji	HTTP, FTP, DNS, SMTP	komunikacja użytkownika
Transportowa	TCP, UDP	niezawodność przesyłu
Internetu	IP, ICMP	adresowanie i routing
Dostępu do sieci	Ethernet, Wi-Fi	fizyczne połączenie

To ten model jest używany w Internecie, a nie OSI.
OSI to teoria, TCP/IP – praktyka.

4. TOPOLOGIE SIECI

Topologia to sposób, w jaki urządzenia są ze sobą połączone.

(1) Gwiazda        (2) Magistrala      (3) Pierścień
     [Router]           [-----]             [O]
      / | \               |                 |
     PC PC PC             |                 |

Topologia	Zalety	Wady	Przykład
Gwiazda	łatwa diagnoza, niezależne połączenia	awaria centrali = brak sieci	sieć domowa Wi-Fi
Magistrala	tania, prosta	awaria kabla = koniec transmisji	stare sieci Ethernet
Pierścień	przewidywalna transmisja	awaria jednego węzła przerywa obieg	sieci przemysłowe
Siatka	duża niezawodność	droższa, trudna konfiguracja	Internet, sieci wojskowe
Drzewo	łatwa rozbudowa	awaria głównego łącza = problem	duże sieci korporacyjne

5. SPRZĘT SIECIOWY

Karta sieciowa (NIC)

To „dowód osobisty” komputera w sieci. Każda ma unikalny adres MAC.
Dzięki niej komputer wie, jak wysyłać i odbierać pakiety danych.

Switch (przełącznik)

Łączy komputery w sieci lokalnej (LAN).
Przesyła dane tylko tam, gdzie trzeba — inteligentny następca koncentratora.

Router

Łączy różne sieci, np. twoje Wi-Fi z Internetem.
Pełni rolę bramy, nadaje adresy IP (DHCP), pilnuje ruchu (firewall).

Access Point (AP)

Punkt dostępowy – tworzy sieć bezprzewodową.
W domu często jest częścią routera.

Modem

Przetwarza sygnał cyfrowy komputera na analogowy sygnał linii telefonicznej lub światłowodu (i odwrotnie).

Schemat połączenia

[Internet]
    │
 [Modem]
    │
 [Router]───[Switch]───[Komputer]
      │          └────[Drukarka]
      └────Wi-Fi────[Laptop / Telefon]

6. ADRESOWANIE

Każde urządzenie w sieci ma tożsamość.

6.1 Adres MAC

Stały, fizyczny numer nadany przez producenta.
Przykład: 00:1A:2B:3C:4D:5E.
Używany wewnątrz sieci LAN.
System rozpoznaje kartę sieciową właśnie po tym adresie.

6.2 Adres IP

Logiczny adres nadawany w sieci.
IPv4: 32 bity → np. 192.168.0.1
IPv6: 128 bitów → np. 2001:0db8::1

Adresy prywatne IPv4 (niewidoczne w Internecie):
192.168.x.x, 10.x.x.x, 172.16–31.x.x

6.3 ARP i DHCP

ARP (Address Resolution Protocol) – tłumaczy IP na MAC, by komputer wiedział, gdzie wysłać dane w sieci lokalnej.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – automatycznie przydziela adresy IP, maski, bramę i DNS.

Bez DHCP trzeba byłoby wszystko ustawiać ręcznie – a to, jak wiesz, zawsze kończy się „brakiem Internetu”.

6.4 Maska podsieci

Określa, które bity adresu IP odpowiadają za sieć, a które za urządzenie.
Przykład:
IP: 192.168.0.15
Maska: 255.255.255.0
→ sieć: 192.168.0.0
→ host: 15

7. PROTOKOŁY SIECIOWE

7.1 TCP vs UDP

Protokół	Cechy	Przykłady
TCP	niezawodny, kontroluje błędy, wolniejszy	WWW, e-mail
UDP	szybki, bez potwierdzeń	gry online, transmisje wideo

TCP to list polecony – masz potwierdzenie odbioru.
UDP to rozmowa przez megafon – głośno i szybko, ale nikt nie gwarantuje, że wszystko dotrze.

7.2 Najważniejsze protokoły Internetu

Protokół	Funkcja
HTTP / HTTPS	strony WWW
FTP / SFTP	przesył plików
SMTP / POP3 / IMAP	poczta e-mail
DNS	tłumaczy nazwy domen na IP
DHCP	przydziela adresy IP
ICMP	komunikaty diagnostyczne (ping)

7.3 DNS – czyli książka telefoniczna Internetu

Gdy wpisujesz bitedu.pl, komputer nie zna tej nazwy.
Pyta serwer DNS:

„Hej, jaki adres IP ma ta domena?”
DNS odpowiada np. 91.212.100.50 – i dopiero wtedy rusza po dane.

7.4 Routing

Router to „kurier” Internetu.
Pakiety podróżują od routera do routera, aż dotrą do celu.
Każdy router decyduje, którędy najbliżej.

Trasa pakietu to tzw. ścieżka routingu.
Zobaczysz ją komendą tracert (Windows) lub traceroute (Linux).

8. PRAKTYKA: POLECENIA SIECIOWE

Polecenie	System	Opis
ping adres	oba	test połączenia
tracert / traceroute	Win / Lin	śledzenie trasy pakietu
ipconfig / ifconfig / ip a	oba	adres IP, maska, brama
netstat / ss	oba	lista połączeń i portów
nslookup domena	oba	sprawdzenie DNS

Przykłady:

ping bitedu.pl
ipconfig
netstat -ano

Zadanie maturalne:

„Sprawdź, czy host 8.8.8.8 odpowiada w sieci.”
→ odpowiedź: użyj ping 8.8.8.8.

9. BEZPIECZEŃSTWO W SIECI

Firewalle

To cyfrowe bramy bezpieczeństwa – filtrują ruch.
Zatrzymują niechciane pakiety i pilnują, kto z kim może gadać.

Szyfrowanie

SSL / TLS – szyfrowane połączenie, np. przy HTTPS.
Chroni dane (hasła, loginy, numery kart).
Zwracaj uwagę na zieloną kłódkę w przeglądarce.

Typowe zagrożenia

Phishing – fałszywe e-maile z linkami do „logowania”.
DoS / DDoS – przeciążenie serwera falą zapytań.
Wirusy / trojany – złośliwe oprogramowanie kradnące dane.

Zasady bezpieczeństwa

Używaj silnych, unikalnych haseł.
Nie klikaj w linki z nieznanych źródeł.
Aktualizuj system i przeglądarkę.
Korzystaj z VPN w publicznych sieciach.

10. ZADANIA MATURALNE, MINI-ŚCIĄGA

Sieci – podział i funkcje: LAN, WAN, MAN, PAN
Adresowanie IP – IPv4/IPv6, DHCP
Różnice TCP/UDP
Znaczenie DNS
Schemat połączenia routera
Interpretacja topologii
Polecenia: ping, traceroute, ipconfig
Szyfrowanie (HTTPS, VPN)
Zasady bezpiecznego logowania

11. PODSUMOWANIE

Sieć komputerowa to krwiobieg współczesnego świata.
Bez niej nie działa Internet, poczta, bankowość, gry, a nawet czat GPT.

Znajomość jej zasad pozwala:

rozwiązywać realne problemy z połączeniem,
rozumieć, co naprawdę robi router,
i zdobyć pewne punkty na maturze rozszerzonej z informatyki.

12. ĆWICZENIA DLA UCZNIA

Sprawdź swój adres IP (ipconfig lub ip a).
Narysuj schemat sieci domowej (router, Wi-Fi, urządzenia).
Opisz topologię gwiazdy i magistrali – zalety i wady.
Użyj ping i traceroute do sprawdzenia połączenia z bitedu.pl.
Odpowiedz: czym różni się TCP od UDP?
Wyjaśnij, jak działa DNS.