Какие компьютерные сети масштабны

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, например, в офисном здании, 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, предоставляющая 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 множество 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 сервисы в IBM Cloud предоставляют вам сетевые решения для повышения трафика, обеспечения удовлетворенности ваших пользователей и легкого предоставления ресурсов по мере необходимости.

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

Этот пост основан на домашнем задании, которое я получил в Токийском университете (первоначальный вопрос был таким: "Почему интернет-система может масштабироваться до глобального масштаба? Обсуждение следует проводить с точки зрения архитектурных особенностей Интернета. ").

Интернет построен на уровнях инкапсулированных протоколов, каждый из которых решает определенную проблему и обеспечивает работу уровней, расположенных над ним. Эта абстракция изображается моделью взаимодействия открытых систем (OSI). У него семь слоев, но для пояснения давайте рассмотрим следующее четырехслойное упрощение:

Физический уровень: сначала компьютеры соединяются проводами в локальной сети (LAN). Два компьютера могут быть соединены прямым проводом. Для более чем двух можно использовать концентратор Ethernet. В отличие от коммутатора, который имеет встроенный компьютер и выполняет маршрутизацию, концентратор — это простое электрическое устройство, которое ретранслирует сигнал со входа любого порта на выходы любого другого порта. Цепи в сетевых картах каждого компьютера выполняют аналого-цифровое преобразование между битами и электрическими сигналами, проходящими по их проводам. На физическом уровне каждая машина обменивается данными друг с другом через общий носитель.
Сетевой уровень: по мере роста числа компьютеров к сети добавляются коммутаторы, и топология становится иерархической. Становятся необходимыми протоколы адресации: каждому компьютеру присваивается заданный адрес, и машины взаимодействуют друг с другом. Вычислительная мощность, добавленная к переключателям, устраняет ненужное использование электрической среды, поскольку единственные провода, используемые для передачи сообщения, - это те, которые проходят между отправителем и получателем. Этой задаче посвящен Интернет-протокол (IP) в TCP/IP.
Транспортный уровень: на сетевом уровне между двумя машинами происходит обмен только одиночными пакетами; транспортный уровень абстрагирует логические группы пакетов в соединения. На этом этапе применяются дополнительные гарантии, такие как полная проверка доставки (подтверждение того, что каждый бит, отправленный из источника, был получен получателем). Этой задаче посвящен протокол управления передачей (TCP) в TCP/IP.
Прикладной уровень: современные операционные системы абстрагируются от трех предыдущих уровней как сетевых интерфейсов и предоставляют такие механизмы, как сокеты, для их использования. Этот самый верхний уровень — это уровень пользовательских приложений, таких как веб-браузеры или клиенты SSH.Это также относится к протоколам высокого уровня, таким как система доменных имен (DNS), которая преобразует удобочитаемые текстовые представления в IP-адреса, или протокол пограничного шлюза (BGP), используемый для обмена информацией о маршрутизации и доступности между сетями.

Обратите внимание, как первые три уровня учитывают увеличивающийся масштаб сети: физический уровень позволяет создавать локальные сети с использованием электрических схем, сетевой уровень позволяет иерархически комбинировать сети с использованием адресов и маршрутизации с помощью коммутаторов, а транспортный уровень используется в взаимосвязь сетей (например, в BGP). Эти три основных уровня являются первым структурным объяснением масштабирования Интернета.

Сетевой уровень — иерархия и полномочия. В протоколе IPv4 IP-адрес представляет собой последовательность из четырех байтов, упорядоченных от глобального к локальному масштабу. Во всем мире центральный орган (Управление по присвоению номеров в Интернете, IANA, некоммерческая частная американская корпорация) передает управление некоторыми префиксами IP другим органам, известным как региональные интернет-реестры. В свою очередь, эти региональные реестры передают управление более длинными префиксами локальным интернет-реестрам, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута сеть, управляемая одним субъектом, таким как интернет-провайдер (ISP) или сеть компании. Обратите внимание, как иерархия, закодированная в программных протоколах, отражается в человеческих институтах. Наш аргумент основывается на этом примере: люди расширили Интернет до глобального масштаба благодаря иерархии, архитектурному образцу, хорошо зарекомендовавшему себя в человеческом обществе, который, как мы видим, отражается как в программных протоколах, так и в человеческих институтах.

Транспортный уровень — экономия полосы пропускания. В отличие от первых дней, когда он был централизован и финансировался государством, сегодня Интернет приватизирован. Локальные сети, такие как корпоративные или личные сети Wi-Fi, подключаются к интернет-провайдерам через модем или телевизионные приставки. В развитых странах, таких как Франция, Япония или Соединенные Штаты Америки, эти интернет-провайдеры-клиенты представляют собой горстку крупных компаний, выходящих на национальные рынки (например, Comcast в США, Orange во Франции и т. д.). Их сети связаны на национальном уровне; на международном уровне интернет-провайдеры клиентов подключают свои сети к магистральным интернет-провайдерам (например, уровень 3, который управляет трансатлантическими кабелями между западноевропейскими и американскими сетями). Через соглашения о транзите интернет-провайдеры обменивают пропускную способность на деньги, создавая таким образом бизнес для пропускной способности, когда деньги, уплачиваемые клиентами за «доступ в Интернет», перетекают от клиентских интернет-провайдеров к другим компаниям, способствуя сетевому соединению и производительности. Если Интернет играет важную роль в сегодняшнем обществе, бизнес пропускной способности также важен, и битвы между крупными интернет-провайдерами могут быть ожесточенными, как это было продемонстрировано на прошлой неделе битвой публичных заявлений между Verizon и Level 3, где каждая сторона обвиняла другую в перегрузке сети.

Пришло время оставить это размышление в покое. Мы обсудили три архитектурных шаблона, каждый из которых влияет на масштаб Интернета: уровни, иерархия и взаимосвязь. Мы описали, как инкапсулированные уровни программных протоколов обеспечивают последовательное масштабирование компьютерных сетей. Затем мы отметили, как человеческие общества создали иерархию институтов, отражающую иерархию сети. Наконец, после объединения частных сетей мы указали, как рынок пропускной способности поддерживает расширение и обслуживание инфраструктуры.

Меня зовут Стефан, я робототехник, которому нравится учить балансировать и ходить.

Теперь мы увидели, как построить объединенную сеть, состоящую из нескольких сетей разных типов. То есть мы разобрались с проблемой гетерогенности. Вторая критическая проблема межсетевого взаимодействия — возможно, фундаментальная проблема для всех сетей — это масштаб. Чтобы понять проблему масштабирования сети, стоит рассмотреть рост Интернета, который примерно удваивался в размерах каждый год в течение 30 лет. Такой рост заставляет нас сталкиваться с рядом проблем.

Главным из них является вопрос о том, как создать систему маршрутизации, способную обслуживать сотни тысяч сетей и миллиарды конечных узлов. Как мы увидим в этой главе, большинство подходов к решению проблемы масштабируемости маршрутизации зависят от введения иерархии. Мы можем ввести иерархию в виде областей внутри домена; мы также используем иерархию для масштабирования системы маршрутизации между доменами. Протокол междоменной маршрутизации, позволивший Интернету масштабироваться до его нынешнего размера, называется BGP. Мы рассмотрим, как работает BGP, и рассмотрим проблемы, с которыми сталкивается BGP по мере развития Интернета.

С масштабируемостью маршрутизации тесно связана проблема адресации. Еще два десятилетия назад стало очевидно, что 32-битная схема адресации IP версии 4 не будет существовать вечно. Это привело к определению новой версии IP — версии 6, поскольку версия 5 использовалась в более раннем эксперименте. IPv6 в первую очередь расширяет адресное пространство, но также добавляет ряд новых функций, некоторые из которых были адаптированы для IPv4.

В то время как Интернет продолжает расти в размерах, ему также необходимо развивать свою функциональность. Заключительные разделы этой главы посвящены некоторым существенным усовершенствованиям возможностей Интернета. Первый, многоадресный, представляет собой усовершенствование базовой модели обслуживания. Мы покажем, как многоадресная рассылка — возможность эффективной доставки одних и тех же пакетов группе получателей — может быть включена в Интернет, и мы опишем несколько протоколов маршрутизации, которые были разработаны для поддержки многоадресной рассылки. Второе усовершенствование, многопротокольная коммутация по меткам (MPLS), изменяет механизм пересылки IP-сетей. Эта модификация позволила внести некоторые изменения в способ выполнения IP-маршрутизации и в услуги, предлагаемые IP-сетями. Наконец, мы рассмотрим влияние мобильности на маршрутизацию и опишем некоторые усовершенствования IP для поддержки мобильных хостов и маршрутизаторов. Для каждого из этих усовершенствований вопросы масштабируемости по-прежнему важны.

В этом лабораторном занятии вы узнаете, как работает Интернет.

На этой странице вы узнаете основы того, что такое Интернет, что наиболее важно в его работе и что означает хранение информации в "облаке".

компьютерная сеть

компьютерное устройство

Интернет — это более широкое понятие, чем Всемирная паутина. Он также поддерживает электронную почту, мобильные приложения, текстовые сообщения (SMS или службу коротких сообщений), передачу файлов и многие другие способы связи между компьютерами.

Всемирная паутина вышла далеко за рамки своей первоначальной цели, которая заключалась в быстром и простом обмене информацией в научном сообществе. Расширение Интернета за счет включения таких вещей, как интернет-магазины и личные блоги, было непреднамеренным следствием этой технологии.

Как работает Интернет?

Интернет отказоустойчив, потому что это сеть с резервированием. Между его физическими соединениями существует множество путей для создания избыточности. Даже если один путь недоступен, есть еще один способ передать сообщение от отправителя к получателю (как показано справа). Программное обеспечение в точках подключения знает, как перенаправить данные в случае сбоя одного подключения.
Данные передаются по открытым протоколам. Протоколы стандартизируют связь, поэтому все данные отправляются по одним и тем же правилам отправки и получения данных. Эти протоколы являются открытыми (доступными для использования кем угодно), чтобы каждый мог создавать системы, подключаемые к Интернету.

Однако Интернет — это не просто сеть компьютеров. Это сеть сетей. Точки соединения между сетями называются маршрутизаторами, сетевыми устройствами, которые направляют трафик между подсетями в Интернете. Осмысление информации происходит на целевом компьютере.

Маршрутизатор – это компьютер, передающий информацию из одной сети в другую.

Возможно, ваш компьютер использует маршрутизатор, который находится где-то в вашем доме, для подключения к вашему провайдеру.

Компьютеры, подключенные к Интернету, и соединения между ними не принадлежат какой-либо одной организации. Разные интернет-провайдеры предоставляют Интернет разным сообществам. Как правило, в крупной организации (например, в университете) подключение к Интернету обеспечивается самой организацией.

Почему график Интернета выглядит как клубок посередине с фейерверком снаружи?
Обсудите, как эта фигура связана с тем, как люди подключаются к Интернету (через провайдера и т. д.). Напишите краткое описание и/или объясните его кому-нибудь другому.
Что такое облако?

В первые дни существования Интернета пропускная способность была низкой, поэтому люди не могли отправлять видео (только текст и небольшие изображения). В то время компьютеры были огромными и дорогими, поэтому люди шли в компьютерный центр для выполнения своих вычислений.Однако по мере того, как технологии становились меньше и эффективнее, эти центры становились менее важными, поскольку люди могли выполнять вычисления на персональных вычислительных устройствах.

Однако в последнее время некоторые виды вычислений (такие как веб-поиск и распознавание голоса) требуют большей вычислительной мощности, и вместо этого эти задачи отправляются на огромные "компьютерные фермы", где десятки тысяч компьютеров работают вместе над задачей. Все вместе эти компьютерные фермы называются облаком. На протяжении всего курса вы использовали облако: все ваши проекты Snap! хранятся в облаке. Вы по-прежнему пользуетесь компьютером за своим рабочим столом, но некоторые программы на самом деле работают в облаке.

Когда вы сохраняете проекты Snap! в своей учетной записи, они сохраняются не на вашем локальном компьютере, а в облаке; вот почему вы должны войти в систему, чтобы получить к ним доступ. Точно так же, если вы используете Google Диск или Dropbox, все эти файлы хранятся в облаке. А если вы пользуетесь веб-службой электронной почты (например, Gmail или Yahoo), ваши электронные письма также хранятся в облаке.

Читайте также: