Называется система из двух или более компьютеров, соединенных информационными каналами

Обновлено: 02.07.2024

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.

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

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

Читайте также: