Если компьютеров несколько, то необходимо дополнительное устройство для их подключения к сети

Обновлено: 21.11.2024

Из этого введения в работу с сетями вы узнаете, как работают компьютерные сети, какая архитектура используется для проектирования сетей и как обеспечить их безопасность.

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть состоит из двух или более компьютеров, соединенных между собой кабелями (проводными) или WiFi (беспроводными) с целью передачи, обмена или совместного использования данных и ресурсов. Вы строите компьютерную сеть, используя оборудование (например, маршрутизаторы, коммутаторы, точки доступа и кабели) и программное обеспечение (например, операционные системы или бизнес-приложения).

Географическое расположение часто определяет компьютерную сеть. Например, LAN (локальная сеть) соединяет компьютеры в определенном физическом пространстве, таком как офисное здание, тогда как WAN (глобальная сеть) может соединять компьютеры на разных континентах. Интернет — крупнейший пример глобальной сети, соединяющей миллиарды компьютеров по всему миру.

Вы можете дополнительно определить компьютерную сеть по протоколам, которые она использует для связи, физическому расположению ее компонентов, способу управления трафиком и ее назначению.

Компьютерные сети позволяют общаться в любых деловых, развлекательных и исследовательских целях. Интернет, онлайн-поиск, электронная почта, обмен аудио и видео, онлайн-торговля, прямые трансляции и социальные сети — все это существует благодаря компьютерным сетям.

Типы компьютерных сетей

По мере развития сетевых потребностей менялись и типы компьютерных сетей, отвечающие этим потребностям. Вот наиболее распространенные и широко используемые типы компьютерных сетей:

Локальная сеть (локальная сеть). Локальная сеть соединяет компьютеры на относительно небольшом расстоянии, позволяя им обмениваться данными, файлами и ресурсами. Например, локальная сеть может соединять все компьютеры в офисном здании, школе или больнице. Как правило, локальные сети находятся в частной собственности и под управлением.

WLAN (беспроводная локальная сеть). WLAN похожа на локальную сеть, но соединения между устройствами в сети осуществляются по беспроводной сети.

WAN (глобальная сеть). Как видно из названия, глобальная сеть соединяет компьютеры на большой территории, например, из региона в регион или даже из одного континента в другой. Интернет — это крупнейшая глобальная сеть, соединяющая миллиарды компьютеров по всему миру. Обычно для управления глобальной сетью используются модели коллективного или распределенного владения.

MAN (городская сеть): MAN обычно больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. Города и государственные учреждения обычно владеют и управляют MAN.

PAN (персональная сеть): PAN обслуживает одного человека. Например, если у вас есть iPhone и Mac, вполне вероятно, что вы настроили сеть PAN, которая позволяет обмениваться и синхронизировать контент — текстовые сообщения, электронные письма, фотографии и многое другое — на обоих устройствах.

SAN (сеть хранения данных). SAN – это специализированная сеть, обеспечивающая доступ к хранилищу на уровне блоков — общей сети или облачному хранилищу, которое для пользователя выглядит и работает как накопитель, физически подключенный к компьютеру. (Дополнительную информацию о том, как SAN работает с блочным хранилищем, см. в разделе «Блочное хранилище: полное руководство».)

CAN (сеть кампуса). CAN также известен как корпоративная сеть. CAN больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. CAN обслуживают такие объекты, как колледжи, университеты и бизнес-кампусы.

VPN (виртуальная частная сеть). VPN – это безопасное двухточечное соединение между двумя конечными точками сети (см. раздел "Узлы" ниже). VPN устанавливает зашифрованный канал, который сохраняет личность пользователя и учетные данные для доступа, а также любые передаваемые данные, недоступные для хакеров.

Важные термины и понятия

Ниже приведены некоторые общие термины, которые следует знать при обсуждении компьютерных сетей:

IP-адрес: IP-адрес — это уникальный номер, присваиваемый каждому устройству, подключенному к сети, которая использует для связи Интернет-протокол. Каждый IP-адрес идентифицирует хост-сеть устройства и местоположение устройства в хост-сети. Когда одно устройство отправляет данные другому, данные включают «заголовок», который включает IP-адрес отправляющего устройства и IP-адрес устройства-получателя.

Узлы. Узел — это точка подключения внутри сети, которая может получать, отправлять, создавать или хранить данные. Каждый узел требует, чтобы вы предоставили некоторую форму идентификации для получения доступа, например IP-адрес. Несколько примеров узлов включают компьютеры, принтеры, модемы, мосты и коммутаторы. Узел — это, по сути, любое сетевое устройство, которое может распознавать, обрабатывать и передавать информацию любому другому сетевому узлу.

Маршрутизаторы. Маршрутизатор — это физическое или виртуальное устройство, которое отправляет информацию, содержащуюся в пакетах данных, между сетями. Маршрутизаторы анализируют данные в пакетах, чтобы определить наилучший способ доставки информации к конечному получателю. Маршрутизаторы пересылают пакеты данных до тех пор, пока они не достигнут узла назначения.

Коммутаторы. Коммутатор — это устройство, которое соединяет другие устройства и управляет обменом данными между узлами в сети, обеспечивая доставку пакетов данных к конечному пункту назначения. В то время как маршрутизатор отправляет информацию между сетями, коммутатор отправляет информацию между узлами в одной сети. При обсуждении компьютерных сетей «коммутация» относится к тому, как данные передаются между устройствами в сети. Три основных типа переключения следующие:

Коммутация каналов, которая устанавливает выделенный канал связи между узлами в сети. Этот выделенный путь гарантирует, что во время передачи будет доступна вся полоса пропускания, что означает, что никакой другой трафик не может проходить по этому пути.

Коммутация пакетов предполагает разбиение данных на независимые компоненты, называемые пакетами, которые из-за своего небольшого размера предъявляют меньшие требования к сети. Пакеты перемещаются по сети к конечному пункту назначения.

Переключение сообщений отправляет сообщение полностью с исходного узла, перемещаясь от коммутатора к коммутатору, пока не достигнет узла назначения.

Порты: порт определяет конкретное соединение между сетевыми устройствами. Каждый порт идентифицируется номером. Если вы считаете IP-адрес сопоставимым с адресом отеля, то порты — это номера люксов или комнат в этом отеле. Компьютеры используют номера портов, чтобы определить, какое приложение, служба или процесс должны получать определенные сообщения.

Типы сетевых кабелей. Наиболее распространенными типами сетевых кабелей являются витая пара Ethernet, коаксиальный и оптоволоконный кабель. Выбор типа кабеля зависит от размера сети, расположения сетевых элементов и физического расстояния между устройствами.

Примеры компьютерных сетей

Проводное или беспроводное соединение двух или более компьютеров с целью обмена данными и ресурсами образует компьютерную сеть. Сегодня почти каждое цифровое устройство принадлежит к компьютерной сети.

В офисе вы и ваши коллеги можете совместно использовать принтер или систему группового обмена сообщениями. Вычислительная сеть, которая позволяет это, вероятно, представляет собой локальную сеть или локальную сеть, которая позволяет вашему отделу совместно использовать ресурсы.

Городские власти могут управлять общегородской сетью камер наблюдения, которые отслеживают транспортный поток и происшествия. Эта сеть будет частью MAN или городской сети, которая позволит городским службам экстренной помощи реагировать на дорожно-транспортные происшествия, советовать водителям альтернативные маршруты движения и даже отправлять дорожные билеты водителям, проезжающим на красный свет.

The Weather Company работала над созданием одноранговой ячеистой сети, которая позволяет мобильным устройствам напрямую взаимодействовать с другими мобильными устройствами, не требуя подключения к Wi-Fi или сотовой связи. Проект Mesh Network Alerts позволяет доставлять жизненно важную информацию о погоде миллиардам людей даже без подключения к Интернету.

Компьютерные сети и Интернет

Поставщики интернет-услуг (ISP) и поставщики сетевых услуг (NSP) предоставляют инфраструктуру, позволяющую передавать пакеты данных или информации через Интернет. Каждый бит информации, отправленной через Интернет, не поступает на каждое устройство, подключенное к Интернету. Это комбинация протоколов и инфраструктуры, которая точно указывает, куда направить информацию.

Как они работают?

Компьютерные сети соединяют такие узлы, как компьютеры, маршрутизаторы и коммутаторы, с помощью кабелей, оптоволокна или беспроводных сигналов. Эти соединения позволяют устройствам в сети взаимодействовать и обмениваться информацией и ресурсами.

Сети следуют протоколам, которые определяют способ отправки и получения сообщений. Эти протоколы позволяют устройствам обмениваться данными. Каждое устройство в сети использует интернет-протокол или IP-адрес, строку цифр, которая однозначно идентифицирует устройство и позволяет другим устройствам распознавать его.

Маршрутизаторы – это виртуальные или физические устройства, облегчающие обмен данными между различными сетями. Маршрутизаторы анализируют информацию, чтобы определить наилучший способ доставки данных к конечному пункту назначения. Коммутаторы соединяют устройства и управляют связью между узлами внутри сети, гарантируя, что пакеты информации, перемещающиеся по сети, достигают конечного пункта назначения.

Архитектура

Архитектура компьютерной сети определяет физическую и логическую структуру компьютерной сети. В нем описывается, как компьютеры организованы в сети и какие задачи возлагаются на эти компьютеры. Компоненты сетевой архитектуры включают аппаратное и программное обеспечение, средства передачи (проводные или беспроводные), топологию сети и протоколы связи.

Основные типы сетевой архитектуры

В сети клиент/сервер центральный сервер или группа серверов управляет ресурсами и предоставляет услуги клиентским устройствам в сети. Клиенты в сети общаются с другими клиентами через сервер.В отличие от модели P2P, клиенты в архитектуре клиент/сервер не делятся своими ресурсами. Этот тип архитектуры иногда называют многоуровневой моделью, поскольку он разработан с несколькими уровнями или ярусами.

Топология сети

Топология сети — это то, как устроены узлы и каналы в сети. Сетевой узел — это устройство, которое может отправлять, получать, хранить или пересылать данные. Сетевой канал соединяет узлы и может быть как кабельным, так и беспроводным.

Понимание типов топологии обеспечивает основу для построения успешной сети. Существует несколько топологий, но наиболее распространенными являются шина, кольцо, звезда и сетка:

При топологии шинной сети каждый сетевой узел напрямую подключен к основному кабелю.

В кольцевой топологии узлы соединены в петлю, поэтому каждое устройство имеет ровно двух соседей. Соседние пары соединяются напрямую; несмежные пары связаны косвенно через несколько узлов.

В топологии звездообразной сети все узлы подключены к одному центральному концентратору, и каждый узел косвенно подключен через этот концентратор.

сетчатая топология определяется перекрывающимися соединениями между узлами. Вы можете создать полносвязную топологию, в которой каждый узел в сети соединен со всеми остальными узлами. Вы также можете создать топологию частичной сетки, в которой только некоторые узлы соединены друг с другом, а некоторые связаны с узлами, с которыми они обмениваются наибольшим количеством данных. Полноячеистая топология может быть дорогостоящей и трудоемкой для выполнения, поэтому ее часто используют для сетей, требующих высокой избыточности. Частичная сетка обеспечивает меньшую избыточность, но является более экономичной и простой в реализации.

Безопасность

Безопасность компьютерной сети защищает целостность информации, содержащейся в сети, и контролирует доступ к этой информации. Политики сетевой безопасности уравновешивают необходимость предоставления услуг пользователям с необходимостью контроля доступа к информации.

Существует много точек входа в сеть. Эти точки входа включают аппаратное и программное обеспечение, из которых состоит сама сеть, а также устройства, используемые для доступа к сети, такие как компьютеры, смартфоны и планшеты. Из-за этих точек входа сетевая безопасность требует использования нескольких методов защиты. Средства защиты могут включать брандмауэры — устройства, которые отслеживают сетевой трафик и предотвращают доступ к частям сети на основе правил безопасности.

Процессы аутентификации пользователей с помощью идентификаторов пользователей и паролей обеспечивают еще один уровень безопасности. Безопасность включает в себя изоляцию сетевых данных, чтобы доступ к служебной или личной информации был сложнее, чем к менее важной информации. Другие меры сетевой безопасности включают обеспечение регулярного обновления и исправления аппаратного и программного обеспечения, информирование пользователей сети об их роли в процессах безопасности и информирование о внешних угрозах, осуществляемых хакерами и другими злоумышленниками. Сетевые угрозы постоянно развиваются, что делает сетевую безопасность бесконечным процессом.

Использование общедоступного облака также требует обновления процедур безопасности для обеспечения постоянной безопасности и доступа. Для безопасного облака требуется безопасная базовая сеть.

Ознакомьтесь с пятью основными соображениями (PDF, 298 КБ) по обеспечению безопасности общедоступного облака.

Ячеистые сети

Как отмечалось выше, ячеистая сеть — это тип топологии, в котором узлы компьютерной сети подключаются к как можно большему количеству других узлов. В этой топологии узлы взаимодействуют друг с другом, чтобы эффективно направлять данные к месту назначения. Эта топология обеспечивает большую отказоустойчивость, поскольку в случае отказа одного узла существует множество других узлов, которые могут передавать данные. Ячеистые сети самонастраиваются и самоорганизуются в поисках самого быстрого и надежного пути для отправки информации.

Тип ячеистых сетей

Существует два типа ячеистых сетей — полная и частичная:

  • В полной ячеистой топологии каждый сетевой узел соединяется со всеми остальными сетевыми узлами, обеспечивая высочайший уровень отказоустойчивости. Однако его выполнение обходится дороже. В топологии с частичной сеткой подключаются только некоторые узлы, обычно те, которые чаще всего обмениваются данными.
  • беспроводная ячеистая сеть может состоять из десятков и сотен узлов. Этот тип сети подключается к пользователям через точки доступа, разбросанные по большой территории.

Балансировщики нагрузки и сети

Балансировщики нагрузки эффективно распределяют задачи, рабочие нагрузки и сетевой трафик между доступными серверами. Думайте о балансировщиках нагрузки как об управлении воздушным движением в аэропорту. Балансировщик нагрузки отслеживает весь трафик, поступающий в сеть, и направляет его на маршрутизатор или сервер, которые лучше всего подходят для управления им. Цели балансировки нагрузки – избежать перегрузки ресурсов, оптимизировать доступные ресурсы, сократить время отклика и максимально увеличить пропускную способность.

Полный обзор балансировщиков нагрузки см. в разделе Балансировка нагрузки: полное руководство.

Сети доставки контента

Сеть доставки контента (CDN) – это сеть с распределенными серверами, которая доставляет пользователям временно сохраненные или кэшированные копии контента веб-сайта в зависимости от их географического положения. CDN хранит этот контент в распределенных местах и ​​предоставляет его пользователям, чтобы сократить расстояние между посетителями вашего сайта и сервером вашего сайта. Кэширование контента ближе к вашим конечным пользователям позволяет вам быстрее обслуживать контент и помогает веб-сайтам лучше охватить глобальную аудиторию. Сети CDN защищают от всплесков трафика, сокращают задержки, снижают потребление полосы пропускания, ускоряют время загрузки и уменьшают влияние взломов и атак, создавая слой между конечным пользователем и инфраструктурой вашего веб-сайта.

Прямые трансляции мультимедиа, мультимедиа по запросу, игровые компании, создатели приложений, сайты электронной коммерции — по мере роста цифрового потребления все больше владельцев контента обращаются к CDN, чтобы лучше обслуживать потребителей контента.

Компьютерные сетевые решения и IBM

Компьютерные сетевые решения помогают предприятиям увеличить трафик, сделать пользователей счастливыми, защитить сеть и упростить предоставление услуг. Лучшее решение для компьютерной сети, как правило, представляет собой уникальную конфигурацию, основанную на вашем конкретном типе бизнеса и потребностях.

Сети доставки контента (CDN), балансировщики нагрузки и сетевая безопасность — все это упомянуто выше — это примеры технологий, которые могут помочь компаниям создавать оптимальные компьютерные сетевые решения. IBM предлагает дополнительные сетевые решения, в том числе:

    — это устройства, которые дают вам улучшенный контроль над сетевым трафиком, позволяют повысить производительность вашей сети и повысить ее безопасность. Управляйте своими физическими и виртуальными сетями для маршрутизации нескольких VLAN, для брандмауэров, VPN, формирования трафика и многого другого. обеспечивает безопасность и ускоряет передачу данных между частной инфраструктурой, мультиоблачными средами и IBM Cloud. — это возможности безопасности и производительности, предназначенные для защиты общедоступного веб-контента и приложений до того, как они попадут в облако. Получите защиту от DDoS, глобальную балансировку нагрузки и набор функций безопасности, надежности и производительности, предназначенных для защиты общедоступного веб-контента и приложений до того, как они попадут в облако.

Сетевые службы в IBM Cloud предоставляют вам сетевые решения для увеличения трафика, обеспечения удовлетворенности ваших пользователей и легкого предоставления ресурсов по мере необходимости.

Развить навыки работы в сети и получить профессиональную сертификацию IBM, пройдя курсы в рамках учебной программы Cloud Site Reliability Engineers (SRE) Professional.

Когда-то домашние сети были прерогативой технофилов: большинству семей либо не требовалось, либо они не могли позволить себе иметь более одного компьютера. Но теперь, помимо использования компьютеров для электронной почты, люди используют их для учебы, покупок, обмена мгновенными сообщениями, загрузки музыки и видео и игр. Для многих семей одного компьютера уже недостаточно. В семье с несколькими компьютерами домашняя сеть часто становится необходимостью, а не технической игрушкой.

  • Файлы и документы
  • Подключение к Интернету
  • Принтеры, серверы печати и сканеры
  • Стереосистемы, телевизоры и игровые приставки
  • устройства записи компакт-дисков

В разных типах сетей используется разное оборудование, но все они имеют одни и те же основные компоненты:

  • Более одного компьютера
  • Аппаратное обеспечение (например, маршрутизатор) и программное обеспечение (встроенное в операционную систему или отдельное приложение) для координации обмена информацией.
  • Путь для передачи информации с одного компьютера на другой.

Если вы думаете о подключении домашних компьютеров к сети, у вас есть несколько вариантов для изучения. В этой статье вы узнаете о различных типах домашних компьютерных сетей, о том, как они работают и о чем следует помнить, если вы планируете их создать. В следующем разделе мы рассмотрим оборудование, которое создает и защищает домашние сети.

Создание домашней сети

Двумя наиболее популярными типами домашних сетей являются беспроводная сеть и сеть Ethernet. В обоих этих типах маршрутизатор выполняет большую часть работы, направляя трафик между подключенными устройствами. Подключив маршрутизатор к коммутируемому, DSL или кабельному модему, вы также можете разрешить нескольким компьютерам совместно использовать одно подключение к Интернету.

Если вы собираетесь подключить свою сеть к Интернету, вам понадобится брандмауэр. Брандмауэр — это просто аппаратное устройство или программа, которая защищает вашу сеть от злоумышленников и оскорбительных веб-сайтов, не позволяя хакерам получить доступ к вашим данным или уничтожить их. Хотя они необходимы для предприятий, стремящихся защитить большие объемы информации, они так же необходимы для тех, кто настраивает домашнюю сеть, поскольку брандмауэр будет защищать транзакции, которые могут включать номера социального страхования, адреса, номера телефонов и номера кредитных карт. .Большинство маршрутизаторов сочетают в себе технологии беспроводной связи и Ethernet, а также включают аппаратный брандмауэр.

Многие программные брандмауэры, установленные на вашем компьютере, по умолчанию блокируют всю входящую информацию и запрашивают разрешение на ее передачу. Таким образом, программный брандмауэр может узнать, какие типы информации вы хотите пропускать в свою сеть. Symantec, McAfee и ZoneAlarm — популярные компании, выпускающие программные брандмауэры. Эти компании обычно предлагают бесплатную защиту с помощью брандмауэра, а также дополнительные средства безопасности, которые можно приобрести.

Если вам не подходят ни беспроводная сеть, ни Ethernet, у вас есть другие варианты подключения компьютеров. Если на ваших компьютерах есть порты USB или FireWire, вы можете использовать кабели, переходники или устройства для передачи файлов для перемещения файлов с места на место. Другие варианты включают сети линий электропередач и телефонных линий. Как силовые, так и телефонные сети используют существующую домашнюю проводку для подключения компьютеров, поэтому вам не нужно беспокоиться о сокрытии дополнительного кабеля. Дополнительную информацию см. в разделах "Как работают сети электропередач" и "Как работают сети телефонных линий".

Каждая сеть Ethernet и беспроводная сеть имеют свои преимущества и недостатки. в зависимости от ваших потребностей, один может служить вам лучше, чем другой. Проводные сети обеспечивают пользователям достаточную безопасность и возможность очень быстро перемещать большие объемы данных. Проводные сети, как правило, быстрее, чем беспроводные сети, и они могут быть очень доступными. Однако стоимость кабеля Ethernet может возрасти — чем больше компьютеров в вашей сети и чем дальше они друг от друга, тем дороже будет ваша сеть. Кроме того, если вы не строите новый дом и не прокладываете Ethernet-кабель в стенах, вы сможете увидеть кабели, идущие с места на место по всему дому, а провода могут сильно ограничить вашу мобильность. Например, владелец ноутбука не сможет легко передвигаться, если его компьютер привязан к стене.

Существуют три основные системы, которые люди используют для настройки проводных сетей. В системе Ethernet используется либо витая медная пара, либо коаксиальная транспортная система. Наиболее часто используемый кабель для Ethernet — это кабель с неэкранированной витой парой (UTP) категории 5 — он полезен для предприятий, которые хотят соединить вместе несколько устройств, таких как компьютеры и принтеры, но он громоздкий и дорогой, что делает его менее практичным для дома. использовать. Телефонная линия, с другой стороны, просто использует существующую телефонную проводку, которая есть в большинстве домов, и может предоставлять быстрые услуги, такие как DSL. Наконец, широкополосные системы обеспечивают кабельный Интернет и используют тот же тип коаксиального кабеля, что и кабельное телевидение.

Если вы планируете подключить только два компьютера, все, что вам нужно, — это сетевая карта (NIC) на каждом компьютере и кабель для прокладки между ними. Если вы хотите подключить несколько компьютеров или других устройств, вам понадобится дополнительное оборудование: Ethernet-маршрутизатор. Вам также понадобится кабель для подключения каждого компьютера или устройства к маршрутизатору.

Когда у вас есть все необходимое оборудование, все, что вам нужно сделать, это установить его и настроить компьютеры, чтобы они могли взаимодействовать друг с другом. Что именно вам нужно сделать, зависит от типа сети и имеющегося у вас оборудования. Например, если ваши компьютеры поставлялись с уже установленными сетевыми картами, все, что вам нужно сделать, это купить маршрутизатор и кабели и настроить компьютеры для их использования. Независимо от того, какой тип вы выберете, маршрутизаторы, адаптеры и другое оборудование, которое вы покупаете, должны поставляться с полными инструкциями по настройке.

Шаги, которые необходимо предпринять для настройки компьютеров, также зависят от вашего оборудования и операционной системы. В руководствах пользователя обычно содержится необходимая информация, а на веб-сайтах, посвященных конкретным операционным системам, часто есть полезные советы о том, как заставить несколько разных компьютеров взаимодействовать друг с другом.

Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки беспроводных сетей.

Большинство людей, имеющих базовые навыки работы с компьютерами, могут настроить сеть без особой помощи. Но идея установки карт и подключения некоторых людей нервирует. Многие интернет-провайдеры (ISP) предлагают пакеты для домашних сетей. За ежемесячную плату (а иногда и за первоначальную стоимость установки) интернет-провайдер предоставит вам оборудование и поддержку, необходимые для создания и обслуживания вашей сети.

Самый простой и недорогой способ соединить компьютеры в вашем доме — это использовать беспроводную сеть, в которой вместо проводов используются радиоволны. Отсутствие физических проводов делает этот тип сети очень гибким. Например, вы можете перемещать ноутбук из комнаты в комнату, не возясь с сетевыми кабелями и не теряя соединения. Недостатком является то, что беспроводные соединения обычно медленнее, чем соединения Ethernet, и они менее безопасны, если вы не примете меры для защиты своей сети.

Если вы хотите построить беспроводную сеть, вам понадобится беспроводной маршрутизатор. Сигналы от беспроводного маршрутизатора распространяются примерно на 100 футов (30.5 метров) во всех направлениях, но стены могут прерывать сигнал. В зависимости от размера и формы вашего дома и радиуса действия маршрутизатора вам может потребоваться приобрести расширитель диапазона или ретранслятор, чтобы обеспечить достаточное покрытие.

Вам также потребуется беспроводной адаптер на каждом компьютере, который вы планируете подключить к сети. Вы также можете добавлять принтеры и другие устройства в сеть. Некоторые новые модели имеют встроенные возможности беспроводной связи, и вы можете использовать беспроводной мост Ethernet, чтобы добавить возможности беспроводной связи к устройствам, которые этого не делают. Любые устройства, использующие стандарт Bluetooth, также могут легко подключаться друг к другу в радиусе около 10 метров (32 фута), и большинство компьютеров, принтеров, сотовых телефонов, домашних развлекательных систем и других гаджетов уже оснащены этой технологией.

Если вы решите построить беспроводную сеть, вам нужно будет принять меры для ее защиты — вы же не хотите, чтобы ваши соседи передвигались автостопом по вашему беспроводному сигналу. Варианты безопасности беспроводной сети включают:

  • Конфиденциальность проводного эквивалента (WEP)
  • Защищенный доступ Wi-Fi (WPA)
  • Фильтрация адресов управления доступом к среде (MAC)

Вы можете выбрать, какой метод (или комбинацию методов) использовать при настройке беспроводного маршрутизатора. IEEE одобрил каждый из этих стандартов безопасности, но исследования показали, что WEP можно очень легко взломать. Если вы используете WEP, вы можете добавить в свою операционную систему Temporal Key Integrity Protocol (TKIP). TKIP — это оболочка с обратной совместимостью, что означает, что вы можете добавить его к существующему параметру безопасности, не мешая его работе. Думайте об этом, как о наложении повязки на порезанный палец: повязка защищает палец, не мешая ему выполнять свои обычные функции.

В следующем разделе мы узнаем о некоторых инновационных технологиях домашних сетей, которые находятся на подъеме.

В большинстве домашних беспроводных сетей используется беспроводная сеть стандарта 802.11g, которая передает данные на частоте 2,4 ГГц со скоростью 54 Мбит/с. Более новый стандарт беспроводной связи — 802.11n, который быстрее и имеет большую дальность связи, чем 802.11g.

Новая технология домашней сети

Новые разработки в области домашних сетей затрагивают не только домашние офисы и развлекательные системы. Некоторые из самых впечатляющих достижений связаны со здравоохранением и жилищным строительством.

В здравоохранении беспроводные сенсорные сети (WSN) позволяют врачам контролировать пациентов по беспроводной сети. Пациенты носят беспроводные датчики, передающие данные по специализированным каналам. Эти сигналы содержат информацию о жизненно важных показателях, функциях организма, поведении пациентов и их окружении. В случае передачи необычных данных, таких как внезапный скачок артериального давления или сообщение о том, что активный пациент внезапно стал неподвижным, аварийный канал улавливает сигнал и отправляет медицинские услуги на дом пациента.

Жилищное строительство — еще одна важная область для развития технологии домашних сетей. Билл Гейтс владеет одним из немногих существующих умных домов, но когда-нибудь мы все будем жить в нем. Умный дом представляет собой полностью сетевую структуру с функциями, которыми можно управлять с центрального компьютера, что делает его идеальной технологией для домовладельцев, которые часто путешествуют, или для домовладельцев, которым просто нужно все.

Строители начинают предлагать своим клиентам варианты домашних сетей, начиная от самых примитивных (прокладывая кабели Ethernet в стенах) и заканчивая передовыми технологиями (контролирование температуры окружающей среды с помощью ноутбука, находящегося за сотни километров от дома). В одном пробном эксперименте под названием Laundry Time Microsoft, Hewlett Packard, Panasonic, Proctor & Gamble и Whirlpool продемонстрировали возможности сопряжения бытовой техники. Эксперимент объединил стиральную машину и сушилку для белья с телевизором, компьютером и мобильным телефоном. Эта беспрецедентная комбинация сетевых устройств позволяет домовладельцам знать, когда их белье закончилось стиркой или сушкой, отправляя оповещения на экраны телевизоров, в системы обмена мгновенными сообщениями или на мобильные телефоны. Исследования и разработки также продолжаются для систем, которые выполняют широкий спектр функций: данные и распознавание голоса могут изменить то, как мы входим и выходим и защищаем наши дома, в то время как сервисные устройства могут готовить нашу еду, контролировать температуру в помещении и поддерживать чистоту в наших домах.

Эта технология многообещающая, но еще не совсем готова для потребительского рынка. Средний потребитель не может позволить себе WSN или умный дом, а если бы и мог, то, скорее всего, не смог бы управлять этими сложными системами. Еще одна проблема связана с безопасностью: пока разработчики не найдут способ защитить эти сети, потребители рискуют делиться медицинской информацией и оставлять свои дома открытыми для атак.

Дополнительную информацию о домашних сетях, установке и технологиях см. по ссылкам на следующей странице.

Настроив сеть между несколькими компьютерами, можно совместно использовать файлы, принтеры и подключения к Интернету. Посмотреть другие фотографии ноутбуков.

Если у вас дома несколько компьютеров, объединить их в сеть — отличная идея! У настройки домашней сети есть несколько больших преимуществ:

  • Если к одному из компьютеров подключен принтер, другой компьютер может печатать на нем по сети.
  • Если на одном из компьютеров есть определенные файлы, кто-то на другом компьютере может получить доступ к этим файлам по сети, а не копировать их на диск или карту памяти.
  • Если вам нравится играть в многопользовательские компьютерные игры со встроенными сетевыми возможностями, два человека могут играть в эти игры вместе по сети.
  • Если вы подключаетесь к Интернету с одного из компьютеров, другой компьютер может использовать то же самое подключение по сети. Таким образом, один компьютер может подключиться к Интернету с помощью модема, а другой компьютер будет направлять свой интернет-трафик через это единственное соединение.

Подключение компьютеров к сети стало проще и дешевле, но по-прежнему остается проблемой. В книге «Как работает домашняя сеть» все подробно обсуждается, но на следующей странице вы найдете несколько быстрых ответов.

Параметры настройки домашней сети

Один из способов сделать это – купить и установить сетевые карты на обоих компьютерах, если на ваших компьютерах еще нет встроенных карт. В наши дни вы можете пойти в магазин электроники и купить недорогую сетевую карту за 20-30 долларов. Вы должны открыть компьютер, чтобы подключить карту, а затем установить программное обеспечение драйвера. Вам также необходимо приобрести два сетевых кабеля (от 10 до 20 долларов каждый) и небольшой концентратор (от 30 до 40 долларов), чтобы физически соединить две машины вместе. Как только вы соберете все это вместе, две машины смогут общаться друг с другом.

У этого подхода есть два преимущества:

  • Сеть будет очень быстрой — до 100 Мбит/с и не менее 10 Мбит/с.
  • Это стоит всего около 100 долларов США.

У него есть два недостатка:

  • Вы должны открыть корпус и установить карту, если ваш компьютер не поставляется со встроенной картой, что пугает некоторых людей.
  • Вам нужно проложить толстые сетевые кабели по всему дому. Если компьютеры находятся в одной комнате, это нормально, но если они находятся на разных этажах, может возникнуть беспорядок.

Второй недостаток можно устранить, купив радиомодемы. Они стоят дороже, но их очень легко соединить друг с другом.

Еще один путь, по которому вы можете пойти, — это что-то вроде сети Intel AnyPoint. Вместо использования специальных сетевых кабелей вы используете домашнюю телефонную проводку для соединения компьютеров друг с другом (это не вызывает помех при использовании телефона для обычных звонков — ваш телефон и сеть используют один и тот же провод). Кроме того, вы можете купить версию системы Intel, в которой используется порт USB, поэтому установка чрезвычайно проста. Вы также можете приобрести карты, которые работают быстрее.

Большим преимуществом системы Intel является использование телефонной проводки. Просто подключите все компьютеры в вашем доме к телефонным розеткам, и они смогут разговаривать друг с другом. Вам также не нужно покупать концентратор. К недостаткам относятся:

  • Более высокие цены (для USB-версии)
  • Медленная скорость (для USB-версии)

Однако установка занимает всего несколько минут.

Помимо подключения к телефонной сети, для подключения компьютеров можно также использовать сеть с питанием по линии электропередач и беспроводную сеть. Прочтите, как работает домашняя сеть, чтобы узнать о различных подходах.

После установки физической сети операционная система Windows упрощает подключение компьютеров. Вы можете использовать функцию сетевого окружения для обмена файлами и принтерами. Система Intel поставляется с программным обеспечением для совместного использования подключения к Интернету, или вы можете использовать версию, встроенную в Windows 98 и более поздние версии.

Перейдите по ссылкам на следующей странице, чтобы получить дополнительную информацию о домашней сети.

Чтобы построить надежную сеть и защитить ее, вам необходимо понимать устройства, входящие в ее состав.

Что такое сетевые устройства?

Сетевые устройства или сетевое оборудование — это физические устройства, необходимые для связи и взаимодействия между оборудованием в компьютерной сети.

Типы сетевых устройств

Вот общий список сетевых устройств:

  • Центр
  • Переключиться
  • Маршрутизатор
  • Мост
  • Шлюз
  • Модем
  • Повторитель
  • Точка доступа

Концентраторы соединяют несколько компьютерных сетевых устройств вместе. Концентратор также действует как повторитель, поскольку он усиливает сигналы, которые ухудшаются после прохождения больших расстояний по соединительным кабелям. Концентратор является самым простым в семействе сетевых устройств, поскольку он соединяет компоненты локальной сети с одинаковыми протоколами.

Концентратор можно использовать как с цифровыми, так и с аналоговыми данными, при условии, что его настройки настроены для подготовки к форматированию входящих данных.Например, если входящие данные имеют цифровой формат, концентратор должен передавать их в виде пакетов; однако, если входящие данные являются аналоговыми, то концентратор передает их в форме сигнала.

Концентраторы не выполняют функции фильтрации или адресации пакетов; они просто отправляют пакеты данных на все подключенные устройства. Концентраторы работают на физическом уровне модели взаимодействия открытых систем (OSI). Существует два типа концентраторов: простые и многопортовые.

Переключить

Коммутаторы обычно играют более интеллектуальную роль, чем концентраторы. Коммутатор — это многопортовое устройство, повышающее эффективность сети. Коммутатор поддерживает ограниченную маршрутную информацию об узлах внутренней сети и позволяет подключаться к таким системам, как концентраторы или маршрутизаторы. Нити локальных сетей обычно подключаются с помощью коммутаторов. Как правило, коммутаторы могут считывать аппаратные адреса входящих пакетов, чтобы передавать их соответствующему адресату.

Использование коммутаторов повышает эффективность сети по сравнению с концентраторами или маршрутизаторами благодаря возможности виртуальных каналов. Коммутаторы также улучшают сетевую безопасность, поскольку виртуальные каналы труднее исследовать с помощью сетевых мониторов. Вы можете думать о коммутаторе как об устройстве, которое сочетает в себе лучшие возможности маршрутизаторов и концентраторов. Коммутатор может работать либо на канальном уровне, либо на сетевом уровне модели OSI. Многоуровневый коммутатор может работать на обоих уровнях, что означает, что он может работать и как коммутатор, и как маршрутизатор. Многоуровневый коммутатор — это высокопроизводительное устройство, поддерживающее те же протоколы маршрутизации, что и маршрутизаторы.

Коммутаторы могут подвергаться распределенным атакам типа "отказ в обслуживании" (DDoS); защита от наводнений используется для предотвращения остановки коммутатора вредоносным трафиком. Безопасность портов коммутатора важна, поэтому обязательно защитите коммутаторы: отключите все неиспользуемые порты и используйте отслеживание DHCP, проверку ARP и фильтрацию MAC-адресов.

Маршрутизатор

Маршрутизаторы помогают передавать пакеты к месту назначения, прокладывая путь через море взаимосвязанных сетевых устройств, использующих различные сетевые топологии. Маршрутизаторы — это интеллектуальные устройства, и они хранят информацию о сетях, к которым они подключены. Большинство маршрутизаторов можно настроить для работы в качестве брандмауэров с фильтрацией пакетов и использования списков контроля доступа (ACL). Маршрутизаторы в сочетании с блоком обслуживания канала/блоком обслуживания данных (CSU/DSU) также используются для перевода из кадрирования LAN в кадрирование WAN. Это необходимо, поскольку локальные и глобальные сети используют разные сетевые протоколы. Такие маршрутизаторы называются граничными маршрутизаторами. Они служат внешним соединением локальной сети с глобальной сетью и работают на границе вашей сети.

Маршрутизатор также используется для разделения внутренних сетей на две или более подсети. Маршрутизаторы также можно внутренне подключать к другим маршрутизаторам, создавая зоны, работающие независимо. Маршрутизаторы устанавливают связь, поддерживая таблицы о пунктах назначения и локальных соединениях. Маршрутизатор содержит информацию о подключенных к нему системах и о том, куда отправлять запросы, если пункт назначения неизвестен. Маршрутизаторы обычно передают маршрутную и другую информацию, используя один из трех стандартных протоколов: протокол маршрутной информации (RIP), протокол пограничного шлюза (BGP) или протокол открытия кратчайшего пути (OSPF).

Маршрутизаторы — это ваша первая линия защиты, и они должны быть настроены так, чтобы пропускать только тот трафик, который разрешен сетевыми администраторами. Сами маршруты могут быть настроены как статические или динамические. Если они статичны, их можно настроить только вручную, и они останутся такими до тех пор, пока не будут изменены. Если они динамические, они узнают о других маршрутизаторах вокруг них и используют информацию об этих маршрутизаторах для построения своих таблиц маршрутизации.

Маршрутизаторы — это устройства общего назначения, соединяющие две или более разнородных сетей. Обычно они предназначены для компьютеров специального назначения с отдельными входными и выходными сетевыми интерфейсами для каждой подключенной сети. Поскольку маршрутизаторы и шлюзы являются основой больших компьютерных сетей, таких как Интернет, у них есть специальные функции, которые обеспечивают им гибкость и способность справляться с различными схемами сетевой адресации и размерами кадров посредством сегментации больших пакетов на более мелкие пакеты, соответствующие новой сети. компоненты. Каждый интерфейс маршрутизатора имеет собственный модуль протокола разрешения адресов (ARP), собственный адрес локальной сети (адрес сетевой карты) и собственный адрес интернет-протокола (IP). Маршрутизатор с помощью таблицы маршрутизации знает маршруты, по которым пакет может пройти от источника к месту назначения. Таблица маршрутизации, как и в мосте и коммутаторе, динамично растет. При получении пакета маршрутизатор удаляет заголовки и трейлеры пакета и анализирует заголовок IP, определяя адреса источника и получателя и тип данных, а также отмечая время прибытия. Он также обновляет таблицу маршрутизаторов новыми адресами, которых еще нет в таблице. Информация о заголовке IP и времени прибытия вводится в таблицу маршрутизации. Маршрутизаторы обычно работают на сетевом уровне модели OSI.

Мост

Мосты используются для соединения двух или более хостов или сегментов сети вместе. Основная роль мостов в сетевой архитектуре заключается в хранении и пересылке кадров между различными сегментами, которые соединяет мост. Они используют адреса аппаратного управления доступом к среде (MAC) для передачи кадров. Просматривая MAC-адреса устройств, подключенных к каждому сегменту, мосты могут пересылать данные или блокировать их передачу. Мосты также можно использовать для соединения двух физических локальных сетей в более крупную логическую локальную сеть.

Мосты работают только на физическом уровне и уровне канала данных модели OSI. Мосты используются для разделения больших сетей на более мелкие участки, располагаясь между двумя физическими сегментами сети и управляя потоком данных между ними.

Мосты во многом похожи на концентраторы, включая тот факт, что они соединяют компоненты локальной сети с одинаковыми протоколами. Однако мосты фильтруют входящие пакеты данных, известные как кадры, по адресам перед их пересылкой. Поскольку он фильтрует пакеты данных, мост не вносит изменений в формат или содержимое входящих данных. Мост фильтрует и пересылает кадры по сети с помощью таблицы динамического моста. Таблица мостов, которая изначально пуста, содержит адреса LAN для каждого компьютера в LAN и адреса каждого интерфейса моста, который соединяет LAN с другими LAN. Мосты, как и концентраторы, могут быть простыми или многопортовыми.

В последние годы мосты в основном потеряли популярность и были заменены коммутаторами, которые предлагают больше функций. На самом деле коммутаторы иногда называют «многопортовыми мостами» из-за того, как они работают.

Шлюз

Шлюзы обычно работают на транспортном и сеансовом уровнях модели OSI. На транспортном уровне и выше существует множество протоколов и стандартов от разных поставщиков; шлюзы используются для борьбы с ними. Шлюзы обеспечивают преобразование между сетевыми технологиями, такими как Open System Interconnection (OSI) и протокол управления передачей/Интернет-протокол (TCP/IP). По этой причине шлюзы соединяют две или более автономные сети, каждая со своими алгоритмами маршрутизации, протоколами, топологией, службой доменных имен, а также процедурами и политиками сетевого администрирования.

Шлюзы выполняют все функции маршрутизаторов и даже больше. По сути, маршрутизатор с добавленным функционалом трансляции является шлюзом. Функция, выполняющая преобразование между различными сетевыми технологиями, называется преобразователем протоколов.

Модем

Модемы (модуляторы-демодуляторы) используются для передачи цифровых сигналов по аналоговым телефонным линиям. Таким образом, цифровые сигналы преобразуются модемом в аналоговые сигналы различных частот и передаются на модем в месте приема. Принимающий модем выполняет обратное преобразование и предоставляет цифровой выход устройству, подключенному к модему, обычно компьютеру. Цифровые данные обычно передаются на модем или с него по последовательной линии через стандартный промышленный интерфейс RS-232. Многие телефонные компании предлагают услуги DSL, а многие кабельные операторы используют модемы в качестве оконечных терминалов для идентификации и распознавания домашних и личных пользователей. Модемы работают как на физическом уровне, так и на канальном уровне.

Повторитель

Ретранслятор – это электронное устройство, усиливающее принимаемый сигнал. Вы можете думать о повторителе как об устройстве, которое принимает сигнал и ретранслирует его на более высоком уровне или с большей мощностью, так что сигнал может покрывать большие расстояния, более 100 метров для стандартных кабелей LAN. Повторители работают на физическом уровне.

Точка доступа

Хотя точка доступа (AP) технически может включать проводное или беспроводное соединение, обычно это беспроводное устройство. Точка доступа работает на втором уровне OSI, уровне канала передачи данных, и может работать либо как мост, соединяющий стандартную проводную сеть с беспроводными устройствами, либо как маршрутизатор, передающий данные от одной точки доступа к другой.

Точки беспроводного доступа (WAP) состоят из передатчика и приемника (приемопередатчика), используемых для создания беспроводной локальной сети (WLAN). Точки доступа обычно представляют собой отдельные сетевые устройства со встроенной антенной, передатчиком и адаптером. Точки доступа используют сетевой режим беспроводной инфраструктуры для обеспечения точки соединения между WLAN и проводной локальной сетью Ethernet. У них также есть несколько портов, что дает вам возможность расширить сеть для поддержки дополнительных клиентов. В зависимости от размера сети для обеспечения полного покрытия может потребоваться одна или несколько точек доступа. Дополнительные точки доступа используются для обеспечения доступа к большему количеству беспроводных клиентов и расширения диапазона беспроводной сети. Каждая точка доступа ограничена своим диапазоном передачи — расстоянием, на котором клиент может находиться от точки доступа и при этом получать пригодную для использования скорость обработки сигнала и данных. Фактическое расстояние зависит от стандарта беспроводной связи, препятствий и условий окружающей среды между клиентом и точкой доступа.Точки доступа более высокого класса оснащены мощными антеннами, что позволяет им увеличить дальность распространения беспроводного сигнала.

Точки доступа также могут предоставлять множество портов, которые можно использовать для увеличения размера сети, возможностей брандмауэра и службы протокола динамической конфигурации хоста (DHCP). Таким образом, мы получаем точки доступа, которые являются коммутатором, DHCP-сервером, маршрутизатором и брандмауэром.

Для подключения к беспроводной точке доступа вам потребуется имя идентификатора набора услуг (SSID). Беспроводные сети 802.11 используют SSID для идентификации всех систем, принадлежащих к одной сети, и клиентские станции должны быть настроены с использованием SSID для аутентификации в точке доступа. Точка доступа может транслировать SSID, позволяя всем беспроводным клиентам в зоне видеть SSID точки доступа. Однако из соображений безопасности точки доступа можно настроить так, чтобы они не транслировали SSID, а это означает, что администратору необходимо предоставить клиентским системам SSID, а не разрешить его автоматическое обнаружение. Беспроводные устройства поставляются с SSID по умолчанию, настройками безопасности, каналами, паролями и именами пользователей. Из соображений безопасности настоятельно рекомендуется изменить эти настройки по умолчанию как можно скорее, поскольку на многих интернет-сайтах указаны настройки по умолчанию, используемые производителями.

Точки доступа могут быть толстыми или тонкими. Толстые точки доступа, иногда еще называемые автономными точками доступа, необходимо вручную настраивать сетевыми параметрами и параметрами безопасности; затем их, по сути, оставляют в покое для обслуживания клиентов до тех пор, пока они не перестанут функционировать. Тонкие точки доступа допускают удаленную настройку с помощью контроллера. Поскольку тонкие клиенты не нужно настраивать вручную, их можно легко перенастроить и контролировать. Точки доступа также могут быть на основе контроллера или автономными.

Заключение

Понимание типов доступных сетевых устройств может помочь вам спроектировать и построить безопасную сеть, которая будет хорошо служить вашей организации. Однако, чтобы обеспечить постоянную безопасность и доступность вашей сети, вам следует внимательно следить за своими сетевыми устройствами и активностью вокруг них, чтобы вы могли быстро обнаруживать проблемы с оборудованием, проблемы с конфигурацией и атаки.

Джефф — бывший директор по разработке глобальных решений в Netwrix. Он давний блогер Netwrix, спикер и ведущий. В блоге Netwrix Джефф делится лайфхаками, советами и рекомендациями, которые могут значительно улучшить ваш опыт системного администрирования.

Читайте также: