Компьютер, подключенный к компьютерной сети и использующий ее ресурсы, называется

Обновлено: 21.11.2024

Сеть – это набор компьютеров и устройств, соединенных друг с другом с помощью устройств связи и средств передачи. Многие предприятия объединяют свои компьютеры в сеть для облегчения связи, совместного использования оборудования, данных и информации, совместного использования программного обеспечения и перевода средств.

Сеть может быть внутренней для организации или охватывать весь мир путем подключения к Интернету. Вместо использования Интернета или внутренней сети некоторые компании нанимают сетевого провайдера с добавленной стоимостью для сетевых функций. Сеть с добавленной стоимостью ( VAN ) – это сторонний бизнес, предоставляющий сетевые услуги за определенную плату.

Сети облегчают общение между пользователями и позволяют пользователям делиться ресурсами с другими пользователями. Некоторыми примерами ресурсов являются данные, информация, оборудование и программное обеспечение.

LAN, MAN и WAN

Сети обычно подразделяются на локальные, городские и глобальные. Основное различие между этими классификациями заключается в их области охвата, как описано в следующих параграфах.

Локальная сеть Локальная вычислительная сеть (ЛВС) — это сеть, которая соединяет компьютеры и устройства в ограниченной географической области, такой как дом, школьная компьютерная лаборатория, офисное здание или близко расположенная группа зданий. Каждый компьютер или устройство в сети, называемое узлом, часто использует общие ресурсы, такие как принтеры, большие жесткие диски и программы. Часто узлы соединяются кабелями. Беспроводная локальная сеть (WLAN) — это локальная сеть, в которой не используются физические провода. Очень часто беспроводная локальная сеть взаимодействует с проводной локальной сетью для доступа к ее ресурсам.

MAN Городская вычислительная сеть ( MAN ) – это высокоскоростная сеть, которая соединяет локальные вычислительные сети в столичном регионе, таком как город или поселок, и обрабатывает большую часть коммуникационных операций в этом регионе. MAN обычно включает одну или несколько локальных сетей, но охватывает меньшую географическую область, чем глобальная сеть.

Обычно MAN управляется консорциумом пользователей или одним сетевым провайдером, который продает услуги пользователям. Местные и государственные органы власти, например, регулируют некоторые MAN. Телефонные компании, операторы кабельного телевидения и другие организации обеспечивают подключение пользователей к MAN.

Сетевые архитектуры

Конструкция компьютеров, устройств и носителей в сети, иногда называемая сетевой архитектурой, подразделяется на клиент-серверную или одноранговую.

Некоторые серверы, называемые выделенными серверами, выполняют определенную задачу и могут быть размещены вместе с другими выделенными серверами для выполнения нескольких задач. Например, файловый сервер хранит файлы и управляет ими. Сервер печати управляет принтерами и распечатываемыми документами. Сервер базы данных хранит и обеспечивает доступ к базе данных. Сетевой сервер управляет сетевым трафиком (активностью).

Сеть клиент/сервер обычно обеспечивает эффективное средство для подключения 10 или более компьютеров. В большинстве сетей клиент-сервер требуется, чтобы человек выполнял функции сетевого администратора из-за большого размера сети.

P EER - TO -P EER Один из типов одноранговых сетей представляет собой простую и недорогую сеть, которая обычно объединяет менее 10 компьютеров. Каждый компьютер, называемый равноправным, имеет равные обязанности и возможности, разделяя оборудование (например, принтер), данные или информацию с другими компьютерами в одноранговой сети. Каждый компьютер хранит файлы на своих собственных устройствах хранения. Таким образом, каждый компьютер в сети содержит как сетевую операционную систему, так и прикладное программное обеспечение. Все компьютеры в сети совместно используют любые периферийные устройства, подключенные к любому компьютеру. Например, на одном компьютере может быть лазерный принтер и сканер, а на другом — струйный принтер и внешний жесткий диск. Одноранговые сети идеально подходят для очень малого бизнеса и домашних пользователей.

Примерами сетевого программного обеспечения, поддерживающего P2P, являются BitTorrent, Gnutella, Kazaa и LimeWire, которые позволяют пользователям обмениваться музыкой и другими файлами через Интернет.

Сетевые топологии

Под топологией сети понимается расположение компьютеров и устройств в коммуникационной сети. Три наиболее часто используемые сетевые топологии — шина, кольцо и звезда. В сетях обычно используются комбинации этих топологий.

ШИННАЯ СЕТЬ Шинная сеть состоит из одного центрального кабеля, к которому подключаются все компьютеры и другие устройства. Шина — это физический кабель, соединяющий компьютеры и другие устройства. Шина в шинной сети передает данные, инструкции и информацию в обоих направлениях. Когда отправляющее устройство передает данные, адрес принимающего устройства включается в передачу, чтобы данные направлялись на соответствующее принимающее устройство.

Шины популярны в локальных сетях, поскольку они недороги и просты в установке. Одним из преимуществ шинной сети является то, что компьютеры и другие устройства можно подключать и отключать в любой точке шины, не нарушая остальную часть сети. Еще одним преимуществом является то, что выход из строя одного устройства обычно не влияет на остальную шинную сеть. Самый большой риск для шинной сети состоит в том, что сама шина может выйти из строя. В этом случае сеть остается неработоспособной до тех пор, пока шина не вернется в рабочее состояние.

КОЛЬЦЕВАЯ СЕТЬ В кольцевой сети кабель образует замкнутый контур (кольцо) со всеми компьютерами и устройствами, расположенными вдоль кольца. Данные, передаваемые по кольцевой сети, передаются от устройства к устройству по всему кольцу в одном направлении. Когда компьютер или устройство отправляет данные, они передаются на каждый компьютер в кольце, пока не достигнут пункта назначения.

Если компьютер или устройство в кольцевой сети выходит из строя, все устройства до отказавшего устройства не затрагиваются, но устройства после отказа не могут работать. Кольцевая сеть может охватывать большее расстояние, чем шинная сеть, но ее сложнее установить. Кольцевая топология в основном используется для локальных сетей, но также используется и в глобальных сетях.

ЗВЕЗДНАЯ СЕТЬ В звездообразной сети все компьютеры и устройства (узлы) в сети подключаются к центральному устройству, образуя таким образом звезду. Два типа устройств, которые обеспечивают общую центральную точку подключения для узлов в сети, — это концентратор и коммутатор. Все данные, передаваемые с одного узла на другой, проходят через концентратор/коммутатор.

Сети Star довольно просты в установке и обслуживании. Узлы можно добавлять и удалять из сети практически без нарушения работы сети.

В звездообразной сети отказ одного узла затрагивает только этот узел. Остальные узлы продолжают работать в обычном режиме. Однако, если концентратор/коммутатор выходит из строя, вся сеть становится неработоспособной до тех пор, пока устройство не будет отремонтировано.

Признавая эффективность и мощь Интернета, многие организации применяют Интернет и веб-технологии в своих внутренних сетях. Интранет (intra означает внутри) — это внутренняя сеть, использующая интернет-технологии. Интранет обычно делает информацию о компании доступной для сотрудников и облегчает работу в группах.

Простые приложения для интрасети включают электронную публикацию организационных материалов, таких как телефонные справочники, календари событий, руководства по процедурам, информация о льготах для сотрудников и объявления о вакансиях. Кроме того, интрасеть обычно включает подключение к Интернету. Более сложные способы использования интрасети включают в себя приложения для совместной работы, такие как управление проектами, чаты, группы новостей, групповое планирование и видеоконференции.

Интранет — это, по сути, небольшая версия Интернета, существующая внутри организации. Пользователи обновляют информацию в интрасети, создавая и публикуя веб-страницу, используя метод, аналогичный тому, который используется в Интернете.

Иногда компания использует экстрасеть, которая позволяет клиентам или поставщикам получать доступ к части своей внутренней сети. Компании, занимающиеся доставкой посылок, например, позволяют клиентам получать доступ к своей внутренней сети, чтобы печатать счета за авиаперевозки, планировать получение и даже отслеживать отправленные посылки по мере их доставки к месту назначения.

Стандарты сетевых коммуникаций

Современные сети соединяют терминалы, устройства и компьютеры разных производителей по разным типам сетей, включая глобальные, локальные и беспроводные.Чтобы разные устройства в разных типах сетей могли обмениваться данными, в сети должны использоваться одинаковые методы перемещения данных по сети от одного приложения к другому.

Чтобы решить проблему несовместимости и гарантировать, что аппаратные и программные компоненты могут быть интегрированы в любую сеть, различные организации, такие как ANSI и IEEE (произносится как тройное Э), предлагают, разрабатывают и утверждают сетевые стандарты. Сетевой стандарт определяет правила, определяющие способ доступа компьютеров к среде, к которой они подключены, тип(ы) используемой среды, скорости, используемые в различных типах сетей, а также тип(ы) физического кабеля и/или используемая беспроводная технология. Стандарт, описывающий характеристики взаимодействия двух сетевых устройств, называется протоколом. Производители оборудования и программного обеспечения разрабатывают свои продукты в соответствии с рекомендациями определенного стандарта, чтобы их устройства могли взаимодействовать с сетью.

В следующих разделах обсуждаются некоторые из наиболее широко используемых стандартов сетевой связи как для проводных, так и для беспроводных сетей, включая Ethernet, Token Ring, TCP/IP, 802.11 (Wi-Fi), Bluetooth, UWB, IrDA, RFID, WiMAX и WAP.

E THERNET Ethernet — это сетевой стандарт, который указывает, что ни один центральный компьютер или устройство в сети (узлы) не должны контролировать, когда данные могут быть переданы; то есть каждый узел пытается передать данные, когда он определяет, что сеть способна принимать сообщения. Если два компьютера в сети Ethernet пытаются отправить данные одновременно, возникает коллизия, и компьютеры должны попытаться отправить свои сообщения еще раз.

Ethernet основан на шинной топологии, но сети Ethernet можно соединять по схеме звезды. Стандарт Ethernet определяет рекомендации по физической конфигурации сети, например, по кабелям, сетевым картам и узлам. Сегодня Ethernet является наиболее популярным стандартом локальных сетей, поскольку он относительно недорог, прост в установке и обслуживании. В сетях Ethernet для передачи данных часто используются кабели.

TOKEN R ING Стандарт Token Ring указывает, что компьютеры и устройства в сети совместно используют или передают специальный сигнал, называемый токеном, однонаправленным образом и в заданном порядке. Токен — это специальная серия битов, которые функционируют как билет. Устройство с токеном может передавать данные по сети. В каждой сети существует только один токен. Это гарантирует, что только один компьютер передает данные одновременно. Маркерное кольцо основано на топологии кольца (хотя может использовать топологию звезда). Стандарт Token Ring определяет рекомендации по физической конфигурации сети. Некоторые сети Token Ring подключают до 72 устройств. В других используется особый тип проводки, допускающий до 260 подключений.

TCP/IP Сокращенно от Transmission Control Protocol/Internet Protocol. TCP/IP — это сетевой стандарт, в частности, протокол, который определяет, как сообщения (данные) направляются с одного конца сети на другой. TCP/IP описывает правила разделения сообщений на небольшие части, называемые пакетами; предоставление адресов для каждого пакета; проверка и обнаружение ошибок; пакеты последовательности; и регулирование потока сообщений в сети.

TCP/IP был принят в качестве сетевого стандарта для интернет-коммуникаций. Таким образом, все хосты в Интернете следуют правилам, определенным в этом стандарте. Интернет-коммуникации также используют другие стандарты, такие как стандарт Ethernet, поскольку данные направляются к месту назначения.

Когда компьютер отправляет данные через Интернет, данные делятся на пакеты. Каждый пакет содержит данные, а также получателя (назначение), источник (отправитель) и информацию о последовательности, используемую для повторной сборки данных в месте назначения. Каждый пакет проходит по самому быстрому индивидуальному доступному пути к компьютеру получателя через устройства связи, называемые маршрутизаторами.

802.11 (W I -FI ) Разработанный IEEE, 802.11, также известный как Wi-Fi (беспроводная точность) и беспроводной Ethernet, представляет собой серию сетевых стандартов, которые определяют, как два беспроводных устройства взаимодействуют друг с другом по воздуху. Используя Wi-Fi, компьютеры или устройства, обладающие соответствующими возможностями беспроводной связи, обмениваются данными по радиоволнам с другими компьютерами или устройствами. Стандарт Wi-Fi использует методы, аналогичные стандарту Ethernet, чтобы указать, как физически настроить беспроводную сеть. Большинство современных компьютеров и многие персональные мобильные устройства, такие как смартфоны и портативные игровые приставки, поддерживают Wi-Fi.

Одним из популярных способов использования стандарта Wi-Fi являются точки доступа, которые предлагают мобильным пользователям возможность подключаться к Интернету с помощью своих беспроводных компьютеров и устройств с поддержкой Wi-Fi. Многие дома и малые предприятия также используют Wi-Fi для беспроводного соединения компьютеров и устройств.

B LUETOOTH Bluetooth – это стандарт, а именно протокол, который определяет, как два устройства Bluetooth используют радиоволны ближнего действия для передачи данных.Для связи друг с другом устройства Bluetooth часто должны находиться в пределах 10 метров (около 33 футов), но их можно увеличить до 100 метров с помощью дополнительного оборудования. Примерами устройств Bluetooth могут быть настольные компьютеры, ноутбуки, карманные компьютеры, смартфоны, КПК, гарнитуры, микрофоны, цифровые камеры и принтеры.

UWB UWB , что означает сверхширокополосный , – это сетевой стандарт, который определяет, как два устройства UWB используют радиоволны ближнего действия для связи друг с другом на высоких скоростях. Для оптимальной связи устройства должны находиться на расстоянии от 2 до 10 метров (от 6,5 до 33 футов) друг от друга. Примеры использования UWB включают беспроводную передачу видео с цифровой видеокамеры, печать изображений с цифровой камеры, загрузку мультимедиа на портативный медиаплеер или отображение слайд-шоу на проекторе.

IR DA Некоторые компьютеры и устройства используют спецификацию IrDA для беспроводной передачи данных друг другу с помощью инфракрасных (ИК) световых волн. Инфракрасный требует передачи в пределах прямой видимости; то есть отправляющее устройство и принимающее устройство должны быть на одной линии друг с другом, чтобы ничто не препятствовало пути инфракрасной световой волны.

RFID RFID (радиочастотная идентификация) – это стандарт, а именно протокол, который определяет, как сеть использует радиосигналы для связи с меткой, размещенной на объекте, животном или человеке или прикрепленной к нему. Метка состоит из антенны и микросхемы памяти, содержащей информацию, которая будет передаваться с помощью радиоволн. Через антенну считыватель RFID считывает радиосигналы и передает информацию на компьютер или вычислительное устройство. Считыватели можно носить в руках или встроить в объект, например в дверной проем или пункт взимания платы.

W I MAX WiMAX (международная совместимость для микроволнового доступа), также известный как 802.16, — это новый сетевой стандарт, разработанный IEEE и определяющий, как беспроводные устройства обмениваются данными по воздуху в большой области. Используя стандарт WiMAX, компьютеры или устройства с соответствующими возможностями беспроводной связи WiMAX обмениваются данными по радиоволнам с другими компьютерами или устройствами через вышку WiMAX. Вышка WiMAX, которая может охватывать радиус до 30 миль, подключается к Интернету или к другой вышке WiMAX.

Есть два типа спецификаций WiMAX: фиксированная беспроводная связь и мобильная беспроводная связь. При фиксированном беспроводном WiMAX клиент выходит в Интернет с настольного компьютера дома или в другом постоянном месте. Мобильный беспроводной WiMAX, напротив, позволяет пользователям получать доступ к сети WiMAX с мобильных компьютеров и мобильных устройств, таких как смартфоны.

Стандарт WiMAX обеспечивает беспроводной широкополосный доступ в Интернет по разумной цене на большие расстояния для деловых и домашних пользователей. Стандарт WiMAX, аналогичный стандарту Wi-Fi, обеспечивает подключение мобильных пользователей к Интернету через точки доступа. Следующее поколение игровых консолей также планирует поддерживать стандарт WiMAX.

WAP Протокол беспроводных приложений ( WAP ) — это стандарт, а именно протокол, определяющий, как некоторые мобильные устройства, такие как смартфоны, могут отображать содержимое Интернет-служб, таких как Интернет, электронная почта и чаты. Например, пользователи могут проверять погоду, спортивные результаты и главные новости со своего смартфона с поддержкой WAP. Для отображения веб-страницы на смартфоне телефон должен иметь микробраузер. WAP использует сеть клиент/сервер. Беспроводное устройство содержит клиентское программное обеспечение, которое подключается к серверу провайдера доступа в Интернет.

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

– Компьютерные сети бесполезны, если они не подключены к Интернету.

– Компьютерные сети позволяют пользователям совместно использовать оборудование, такое как принтеры, но не программное обеспечение.

- Компьютерные сети позволяют людям совместно использовать многие типы ресурсов.

- Это компьютер, доступ к которому осуществляется через сеть.

– Это компьютер, за которым физически находится человек.

- Серверы часто являются компьютерами такого типа.

– Компьютерная сеть состоит из одного компьютера, подключенного по беспроводной сети к принтеру.

- Компьютерная сеть состоит из двух или более компьютеров, соединенных вместе, которые совместно используют устройства, такие как принтеры и файловые серверы, но не могут совместно использовать программное обеспечение.

– Компьютерная сеть состоит из нескольких компьютеров, подключенных через устройство, которое позволяет им подключаться к Интернету.

– Волоконно-оптический кабель и радиомачты

- Оптоволокно и UTP

- Коаксиальные и радиомачты

– Оптоволоконный кабель – Электричество

- Волоконно-оптический кабель - Световые импульсы

– Коаксиальный кабель – Световые импульсы

– Поскольку коммутаторы передают информацию только на определенные компьютеры в сети, а не на все компьютеры, пропускная способность, используемая коммутатором, больше, чем у концентратора.

– Поскольку коммутатор является более мощным устройством, его можно использовать на больших расстояниях по сравнению с концентратором.

А. Путь существует на протяжении всей передачи, что позволяет одновременно осуществлять обмен данными в любом направлении.

Б. Выбор пути зависит от доступности сети и объема трафика сообщений.

С. Маршрут устанавливается по одной ветке за раз.

- Коммутатор намеренно отбрасывает сообщения, если трафик сообщений превышает его пропускную способность.

– И маршрутизатор, и коммутатор используют адрес получателя сообщения для выбора линии, на которую следует направить входящее сообщение.

– Нет никакой разницы в том, как маршрутизатор и коммутатор обрабатывают сообщения.

- Роль сервера заключается в том, чтобы принимать запросы от клиента и отправлять обратно запрошенную информацию.

- Роль сервера такая же, как и роль клиента, потому что все компьютеры в сети этого типа одинаковы.

- Роль сервера заключается в отправке запросов на получение информации.

– Виртуальная машина – это сервер, на который пользователи могут входить и использовать разные ОС и приложения, связанные с разными ОС.

– Виртуальная машина (ВМ) – это широковещательное устройство, которое облегчает обмен данными по сети, тем самым поддерживая экосистему бизнес-вычислений.

- Виртуальная машина (ВМ) предоставляется программным обеспечением и позволяет компьютеру запускать несколько ОС. В бизнес-экосистеме это позволяет улучшить совместную работу, не ограниченную программным обеспечением платформы.

Сеть состоит из двух или более компьютеров, связанных между собой для совместного использования ресурсов (например, принтеров и компакт-дисков), обмена файлами или обеспечения электронной связи. Компьютеры в сети могут быть связаны кабелями, телефонными линиями, радиоволнами, спутниками или лучами инфракрасного света.

Два очень распространенных типа сетей включают:

Вы также можете увидеть ссылки на городские сети (MAN), беспроводную локальную сеть (WLAN) или беспроводную глобальную сеть (WWAN).

Локальная сеть

Локальная вычислительная сеть (LAN) – это сеть, ограниченная относительно небольшой территорией. Как правило, это ограничено географической областью, такой как письменная лаборатория, школа или здание.

Компьютеры, подключенные к сети, обычно классифицируются как серверы или рабочие станции. Серверы, как правило, не используются людьми напрямую, а работают непрерывно, предоставляя «услуги» другим компьютерам (и их пользователям-людям) в сети. Предоставляемые услуги могут включать в себя печать и отправку факсов, хостинг программного обеспечения, хранение и совместное использование файлов, обмен сообщениями, хранение и извлечение данных, полный контроль доступа (безопасность) к сетевым ресурсам и многое другое.

Рабочие станции называются так потому, что на них обычно есть человек, который через них взаимодействует с сетью.Рабочими станциями традиционно считались настольные компьютеры, состоящие из компьютера, клавиатуры, дисплея и мыши, или ноутбуки со встроенными клавиатурой, дисплеем и сенсорной панелью. С появлением планшетных компьютеров и устройств с сенсорным экраном, таких как iPad и iPhone, наше определение рабочей станции быстро расширилось и включает эти устройства из-за их способности взаимодействовать с сетью и использовать сетевые службы.

Серверы, как правило, более мощные, чем рабочие станции, хотя конфигурация определяется потребностями. Например, группа серверов может быть расположена в безопасном месте, вдали от людей, и доступ к ним возможен только через сеть. В таких случаях серверы обычно работают без специального дисплея или клавиатуры. Однако размер и скорость серверного процессора (процессоров), жесткого диска и оперативной памяти могут значительно увеличить стоимость системы. С другой стороны, рабочей станции может не требоваться столько места для хранения или оперативной памяти, но для удовлетворения потребностей пользователя может потребоваться дорогостоящий дисплей. Каждый компьютер в сети должен быть соответствующим образом настроен для его использования.

В одной локальной сети компьютеры и серверы могут быть соединены кабелями или по беспроводной сети. Беспроводной доступ к проводной сети возможен благодаря точкам беспроводного доступа (WAP). Эти устройства WAP обеспечивают мост между компьютерами и сетями. Типичная точка доступа может иметь теоретическую пропускную способность для подключения к сети сотен или даже тысяч беспроводных пользователей, хотя практическая пропускная способность может быть намного меньше.

Почти всегда серверы будут подключаться к сети кабелями, потому что кабельные соединения остаются самыми быстрыми. Стационарные рабочие станции (настольные) также обычно подключаются к сети кабелем, хотя стоимость беспроводных адаптеров снизилась до такой степени, что при установке рабочих станций в существующем помещении с неадекватной проводкой может быть проще и дешевле подключиться к сети. использовать беспроводную связь для рабочего стола.

Дополнительную информацию о настройке локальной сети см. в разделах «Топология», «Кабели» и «Оборудование» этого руководства.

Глобальная сеть

Глобальные сети (WAN) соединяют сети в более крупных географических регионах, таких как Флорида, США или по всему миру. Для подключения этого типа глобальной сети можно использовать выделенные трансокеанские кабельные или спутниковые каналы связи.

Используя глобальную сеть, школы Флориды могут связываться с такими местами, как Токио, за считанные секунды, не оплачивая огромные счета за телефон. Два пользователя на расстоянии полмира с рабочими станциями, оборудованными микрофонами и веб-камерами, могут проводить телеконференции в режиме реального времени. WAN — это сложно. Он использует мультиплексоры, мосты и маршрутизаторы для подключения местных и городских сетей к глобальным коммуникационным сетям, таким как Интернет. Однако для пользователей глобальная сеть не будет сильно отличаться от локальной сети.

Преимущества установки школьной сети

Управление доступом пользователей. Современные сети почти всегда имеют один или несколько серверов, что позволяет централизованно управлять пользователями и сетевыми ресурсами, к которым у них есть доступ. Учетные данные пользователя в частной и управляемой сети могут быть такими же простыми, как имя пользователя и пароль, но с постоянно растущим вниманием к проблемам компьютерной безопасности эти серверы имеют решающее значение для обеспечения того, чтобы конфиденциальная информация была доступна только авторизованным пользователям. Хранение и обмен информацией. Компьютеры позволяют пользователям создавать и манипулировать информацией. Информация в сети живет своей собственной жизнью. Сеть предоставляет как место для хранения информации, так и механизмы для обмена этой информацией с другими пользователями сети. Соединения. Администраторы, преподаватели и даже студенты и гости могут быть подключены к сети кампуса. Услуги. Школа может предоставлять такие услуги, как регистрация, школьные справочники, расписания курсов, доступ к исследованиям, учетные записи электронной почты и многие другие. (Помните, что сетевые службы обычно предоставляются серверами). Интернет. Школа может предоставить пользователям сети доступ к Интернету через интернет-шлюз. Вычислительные ресурсы. Школа может предоставить доступ к специализированным вычислительным устройствам, которыми отдельные пользователи обычно не владеют. Например, школьная сеть может иметь высокоскоростные высококачественные принтеры, стратегически расположенные по территории кампуса для использования инструкторами или учащимися. Гибкий доступ. Школьные сети позволяют учащимся получать доступ к своей информации с подключенных устройств по всей школе. Учащиеся могут начать задание в своем классе, сохранить часть его в общедоступной зоне сети, а затем пойти в медиацентр после уроков, чтобы закончить свою работу. Студенты также могут работать совместно через сеть. Вычисление рабочей группы. Программное обеспечение для совместной работы позволяет многим пользователям одновременно работать над документом или проектом.Например, преподаватели, работающие в разных школах округа, могут одновременно вносить свои идеи о новых стандартах учебной программы в один и тот же документ, электронные таблицы или веб-сайт.

Дорогая установка. Крупные сети кампусов могут иметь высокие цены. Кабели, сетевые карты, маршрутизаторы, мосты, брандмауэры, точки беспроводного доступа и программное обеспечение могут стоить дорого, а для установки, безусловно, потребуются услуги технических специалистов. Но благодаря простоте настройки домашних сетей простую сеть с доступом в Интернет можно настроить для небольшого кампуса за полдня. Требуется административное время. Надлежащее обслуживание сети требует значительного времени и опыта. Многие школы установили сеть только для того, чтобы обнаружить, что в бюджете не предусмотрена необходимая административная поддержка. Серверы выходят из строя. Хотя сетевой сервер не более подвержен сбоям, чем любой другой компьютер, когда файловый сервер «выходит из строя», вся сеть может остановиться. Хорошие методы проектирования сети говорят о том, что критически важные сетевые службы (предоставляемые серверами) должны быть избыточными в сети, когда это возможно. Кабели могут порваться. В главе «Топология» представлена информация о различных конфигурациях кабелей. Некоторые конфигурации предназначены для сведения к минимуму неудобств, связанных с оборванным кабелем; при других конфигурациях один оборванный кабель может остановить всю сеть. Безопасность и соответствие. Безопасность сети стоит дорого. Это также очень важно. Школьная сеть, возможно, будет подвергаться более строгим требованиям безопасности, чем корпоративная сеть аналогичного размера, из-за вероятности хранения личной и конфиденциальной информации пользователей сети, опасность которой может усугубляться, если какие-либо пользователи сети являются несовершеннолетними. Большое внимание необходимо уделять сетевым службам, чтобы обеспечить соответствие всего сетевого контента сетевому сообществу, которое он обслуживает.

4202 E. Fowler Ave., EDU162

Тампа, Флорида 33620

Доктор. Рой Винкельман, директор

Эта публикация была подготовлена в рамках гранта Министерства образования Флориды.

Информация, содержащаяся в этом документе, основана на информации, доступной на момент публикации, и может быть изменена. Несмотря на то, что были предприняты все разумные усилия для включения точной информации, Флоридский центр учебных технологий не дает никаких гарантий в отношении точности, полноты или пригодности информации, представленной здесь, для какой-либо конкретной цели. Ничто в данном документе не может быть истолковано как рекомендация использовать какой-либо продукт или услугу в нарушение существующих патентов или прав третьих лиц.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

компьютерная сеть, два или более компьютеров, соединенных друг с другом с целью электронной передачи данных. Помимо физического соединения компьютера и коммуникационных устройств, сетевая система выполняет важную функцию создания целостной архитектуры, которая позволяет различным типам оборудования передавать информацию практически бесшовным способом. Двумя популярными архитектурами являются ISO Open Systems Interconnection (OSI) и IBM Systems Network Architecture (SNA).

Двумя основными типами сетей являются локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN). ЛВС соединяют компьютеры и периферийные устройства в ограниченной физической области, такой как бизнес-офис, лаборатория или кампус колледжа, с помощью каналов связи (проводов, кабелей Ethernet, оптоволокна, Wi-Fi), которые быстро передают данные. Типичная локальная сеть состоит из двух или более персональных компьютеров, принтеров и дисковых накопителей большой емкости, называемых файловыми серверами, которые позволяют каждому компьютеру в сети получать доступ к общему набору файлов. Программное обеспечение операционной системы LAN, которое интерпретирует ввод и инструктирует сетевые устройства, позволяет пользователям общаться друг с другом; совместно использовать принтеры и оборудование для хранения данных; и одновременно получать доступ к центральным процессорам, данным или программам (наборам инструкций). Пользователи локальной сети также могут получить доступ к другим локальным сетям или подключиться к глобальным сетям. ЛВС с похожей архитектурой связаны «мостами», которые действуют как точки передачи. Локальные сети с различной архитектурой связаны «шлюзами», которые преобразовывают данные при их передаче между системами.

Вы используете его прямо сейчас. Но вы должны пройти этот тест, чтобы узнать, что вы на самом деле знаете об Интернете.

Глобальные сети соединяют компьютеры и небольшие сети с более крупными сетями на больших географических территориях, включая разные континенты. Они могут соединять компьютеры с помощью кабелей, оптоволокна или спутников, но их пользователи обычно получают доступ к сетям через модем (устройство, позволяющее компьютерам общаться по телефонным линиям).Самая большая глобальная сеть — это Интернет, набор сетей и шлюзов, связывающих миллиарды пользователей компьютеров на всех континентах.

Читайте также: