Практика работы с компьютерной сетью

Обновлено: 03.07.2024

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

Что такое компьютерная сеть?

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

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

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

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

Типы компьютерных сетей

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

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

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

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

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

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

SAN (сеть хранения данных). SAN – это специализированная сеть, 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

Провайдеры 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. 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.

В этом блоге будут рассмотрены все основные понятия компьютерной сети с нуля. Любой, кто не знает ни слова о сетях, может легко понять этот блог.

Я сделал этот блог с практической демонстрацией и постарался предоставить наилучшие визуализации в виде GIF-файлов, чтобы было интересно понять концепции компьютерной сети.

Прочитав этот блог, вы поймете, что такое компьютерная сеть, как она устроена, как работает и многое другое. Я также показал, как работает Интернет, на практическом примере.

Примечание. То, что я показал вам ниже, основано на моих многолетних знаниях и опыте, так как я являюсь сертифицированным сетевым администратором CISCO, а также сертифицирован Huawei, поэтому я попытался объяснить все и все, как это происходит в отрасли.

Итак, давайте начнем повышать уровень нашего образования.

Определение компьютерной сети

Простое определение: компьютерная сеть — это группа подключенных компьютеров (узлов), основной задачей которых является совместное использование ресурсов. Подключенные узлы могут совместно использовать такие ресурсы, как доступ в Интернет, принтеры, файловые серверы и другие.

Что такое компьютерная сеть?

Теперь, увидев определение, давайте подробно обсудим, что такое компьютерные сети.

Когда сетевые устройства, такие как ноутбуки, компьютеры, точки доступа, принтеры и т. д., подключены для совместного использования ресурсов по сети, мы можем сказать, что компьютерная сеть установлена. Существуют различные примеры сетей, но наиболее распространенным является Интернет, который объединяет миллиарды людей по всему миру

Я хочу показать вам один практический пример, чтобы вам было легко понять, как выглядит сеть и как она подключена.

Соединение между компьютером может быть выполнено с помощью проводки, просто через кабель Ethernet. Соединения также могут быть беспроводными; вы услышите термин Wi-Fi для описания информации, которая передается по радиоволнам.

Что делают компьютерные сети?

Сеть — это самое главное. Вы когда-нибудь задумывались, что произойдет, если Интернет исчезнет?

Интернет – это сеть сетей, т. е. глобальная сеть, объединяющая людей во всем мире. Если вы считаете, что совместное использование ресурсов — это единственная работа компьютерной сети, обратите внимание на то, что делают сети ниже.

Самый яркий пример – работа из дома.
Общение по электронной почте, видео и мгновенным сообщениям.
Совместное использование устройств, таких как принтеры, сканеры и копировальные машины.
Обмен файлами, такими как видео, изображения, документы и т. д.
Удаленное подключение
Предоставление пользователям сети возможности легко получать доступ к информации и управлять ею.
Башня мобильных сетей
Технологии 5G, 4G.
Компьютерные лаборатории в колледжах, университетах, на предприятиях, в офисах и т. д.

Важные термины и понятия сети

Теперь мы понимаем, что такое компьютерные сети, поэтому давайте рассмотрим некоторые основные ключевые термины сетей, прежде чем углубляться в компьютерные сети.

IP-адрес

Интернет-протокол, т. е. IP-адрес – это 32-битное значение, которое связывается со всеми устройствами, подключенными к Интернету. Это значение выглядит как 192.168.1.1 и также известно как логический адрес

IP-адрес бывает двух типов: общедоступный и частный, где версии — IPV4 и IPV6, где IPV4 также делится на классы A, B, C и D. IP-адрес — это обширная тема, поэтому мы подробно обсудим ее в другом блоге. .

Маска подсети

Это также 32-битное значение, которое используется для разделения одной сети на две или более мелкие подсети, что помогает повысить безопасность и уменьшить размер сети за счет минимизации неиспользуемых IP-адресов. Представление подсети похоже на 255.255.255.0

Шлюз

Это просто дверь между двумя сетями, использующими разные протоколы. Он также работает как дверь в Интернет с вашего устройства, что позволяет вашему компьютеру работать в Интернете. Например, если на вашем компьютере не установлен шлюз, вы не сможете использовать Интернет в этой системе.

MAC-адрес

Порт

Узлы

Узел — это слово, которое используется для обозначения любого сетевого устройства, такого как компьютер или сервер, которые передают пакеты по сети.

Сетевые пакеты

По сути, это просто данные, которые передаются по сети через узлы.

Интернет-провайдер

Это не что иное, как интернет-провайдер, т. е. сетевое агентство, которое предоставляет интернет-услуги и назначает IP-адреса определенному устройству.

DHCP

Протокол динамической конфигурации хоста используется для назначения динамических IP-адресов хостам и обрабатывается поставщиками услуг Интернета.

Компоненты компьютерной сети

Большую часть времени выше я использовал термин "сетевое устройство", но знаете ли вы, что это за сетевые устройства или компоненты?

Давайте рассмотрим некоторые наиболее часто используемые сетевые компоненты, которые используются для создания базовой компьютерной сети.

Сетевая карта

NIC – это сетевая интерфейсная карта, представляющая собой аппаратный компонент, используемый для соединения компьютера с другим компьютером в сети. Он может поддерживать скорость передачи данных от 10 100 до 1000 Мбит/с.

Эти карты бывают двух типов

Проводная сетевая карта: эта карта находится внутри материнской платы, которая использует кабели и разъемы для передачи данных. Например, ПК
Беспроводная сетевая карта. Сетевая карта имеет антенну для подключения к беспроводным сетям. Например, ноутбуки.

Центр

Концентратор – это аппаратное устройство, которое соединяет несколько узлов друг с другом для обеспечения связи. Так что это работает просто, когда компьютер запрашивает данные из сети, он сначала отправляет запрос на концентратор, а затем концентратор транслирует этот запрос на всю сеть. Теперь все устройства, подключенные к хабу, будут проверять, принадлежит ли запрос им или нет. В противном случае запрос будет отклонен

Но в настоящее время концентратор не используется из-за недоступности памяти для хранения и проблем с конфиденциальностью, поскольку мы видим работу концентратора и понимаем, что всякий раз, когда вы отправляете какие-либо данные в сеть, они достигают каждого компьютера, подключенного к сети. концентратор, и именно поэтому он сейчас не используется, а также заменяется более продвинутыми компьютерными сетевыми устройствами, такими как коммутаторы, маршрутизаторы.

Переключить

Назначение коммутатора такое же, как и у концентратора, но его работа отличается, и он также решил проблему, с которой сталкивались концентраторы.

Коммутатор имеет память, которая помогает ему запоминать и решает, куда данные будут передаваться, а куда нет. Он доставляет данные в нужное место назначения на основе физического адреса, присутствующего во входящих данных. Он не передает данные по всей сети, как концентратор. Он способен идентифицировать устройство, на которое должны быть переданы данные.

Маршрутизатор

Маршрутизатор — это устройство, которое используется для соединения различных сетей, чтобы обеспечить связь. В качестве имен он дает маршруты для пакетов на основе информации, доступной в таблице маршрутизации маршрутизатора. Он определяет наилучший и кратчайший путь из доступных путей для передачи пакета.

Теперь, если вы новичок и не знаете, что такое одна и та же сеть, а что отличается, взгляните на изображение ниже.

Примечание. Коммутаторы и концентраторы используются только для подключения узлов в одной сети, тогда как маршрутизатор используется для подключения к разным сетям.

Модем

Модем — очень распространенное сетевое устройство, которое есть почти в каждом доме. Да, это ваша коробка Wi-Fi, которая используется для подключения вашего устройства к Интернету по существующей телефонной линии. Он преобразует цифровые данные в аналоговый сигнал по телефонным линиям.

Сервер

Проще говоря, это высоконастроенная мощная машина, которая отвечает на запросы клиентов. Давайте разберемся на примере;

Вот как работает клиент-серверная архитектура и обрабатывает ваш запрос. Посмотрите анимацию ниже для справки.

Кабели

Просто используется для подключения сетевого устройства для передачи сигнала. Кабели и разъемы в равной степени используются для подключения устройств для разработки различных топологий сетей.

Для передачи используются кабели трех типов:

Витая пара
Коаксиальный кабель
Волоконно-оптический кабель

Как работает компьютерная сеть?

Итак, если я просто расскажу вам, как это работает, то это будет выглядеть так: «Компьютерные сети соединяют узлы, такие как компьютеры, маршрутизаторы и коммутаторы, с помощью кабелей, оптоволокна или беспроводных сигналов. Эти соединения позволяют устройствам в сети обмениваться данными. и обмениваться информацией и ресурсами". Но вам не кажется, что это немного сложно понять?

Давайте разберемся с работой компьютерных сетей на практическом примере.

Здесь мы поймем работу компьютерных сетей с помощью работы Интернета.

Знаете ли вы, как работает Интернет? Как движется трафик? Что происходит в бэкенде? Давайте посмотрим и поймем, как все работает на самом деле.

Посмотрите на изображение ниже, чтобы понять, как работает Интернет.

На изображении выше вы можете видеть, как два клиента отправляют запрос на разные серверы, где клиент 1 отправляет запрос на сервер YouTube и Google, а клиент 2 отправляет запрос на сервер facebook. Все запросы называются пакетами, которые разбиваются на фрагменты и передаются по проводам.

Фрагменты данных сначала проходят через ваш модем, и ваш модем отправляет эти фрагменты интернет-провайдеру. Теперь интернет-провайдер будет пересылать эти фрагменты на ближайшие маршрутизаторы, а, как мы знаем, маршрутизаторы проверяют физический адрес ваших данных и пересылают их по правильному пути, которому они принадлежат.

Поэтому Router направляет фрагменты по правильному пути, а затем достигает соответствующих серверов, где фрагменты снова преобразуются в пакеты, а сервер ищет данные вашего запроса.

Теперь в качестве ответа сервер отправит обратно запрошенную вами страницу, и снова будет продолжаться тот же процесс, в котором он преобразует пакеты в фрагменты, и эти фрагменты достигают пункта назначения по ближайшему пути и достигают вашего компьютера.< /p>

Так работает Интернет в серверной части, и этот процесс занимает миллисекунды.

Типы сети

Существует множество различных типов сетей, но все они являются производными от 3 типов сетей, которые мы обсудим ниже. Эти типы могут использоваться для разных целей и разными людьми и компаниями. Вот некоторые типы сетей, которые могут встретиться:

Локальная сеть

Это просто означает локальную сеть, которая представляет собой группу сетевых устройств, таких как компьютеры, принтеры, серверы, коммутаторы, которые связаны друг с другом и используются для создания небольшой среды, такой как школа, больница, квартира и т. д. Это очень безопасная подключение, так как он может обмениваться данными только внутри сети, где он настроен, и никакое внешнее соединение не может быть подключено к нему.

Локальная сеть — это сеть небольшого размера, которая значительно быстрее. Их скорость может варьироваться от 100 до 100 Мбит/с из-за высокой пропускной способности.

В настоящее время локальные сети не только проводные, но и беспроводные, где мобильные устройства, планшеты и ноутбуки также играют важную роль. см. изображение ниже для получения дополнительной информации.

МУЖЧИНА

MAN означает городскую сеть, которая покрывает большую территорию по сравнению с локальными сетями. При этом различные мелкие сети связаны друг с другом. Размер городских сетей больше, чем локальных сетей

Машины MAN в основном использовались для покрытия самой большой территории города или поселка. Эта сетевая конфигурация обычно встречается в компаниях и различных зданиях. Посмотрите на изображение ниже, чтобы увидеть, как выглядят эти сети

Глобальная сеть

WAN (глобальная сеть) можно легко догадаться по названию, т. е. сеть, предназначенная для покрытия больших территорий. Он обеспечивает передачу данных на большие расстояния. Размер WAN больше и может охватывать страну, континент или даже весь мир. Очень распространенным примером глобальной сети является Интернет

Теперь таких типов сетей больше, но все они являются производными от трех вышеупомянутых типов, которые мы обсуждали.

Например, PAN (сеть Poratbale), HAN (домашняя сеть), CAN (сеть кампуса) — все это уменьшенные версии LAN. Теперь те же EAN (Enterprise Area Network), BBN (магистральная сеть) являются уменьшенными версиями MAN. GAN (Global Area Network) — это просто другое название WAN.‍

Основы работы в сети

Итак, давайте рассмотрим некоторые основные правила или стандарты, которые каждый должен знать и соблюдать перед созданием любой сети.

Стандарты – это набор правил передачи данных, необходимых для обмена информацией между устройствами. Важно следовать стандартам, созданным различными организациями по стандартизации, такими как IEEE (Институт инженеров по электронике и электротехнике), ISO (Международная организация по стандартизации), ANSI (Американский национальный институт стандартов) и т. д.

Диапазон IP-адресов начинается с 1 и доходит до 255, т. е. биты IP-адресов могут быть от 10.9.3.1 до 255.255.255.255
IP-адрес со всеми нулями (0.0.0.0) используется для отображения маршрута по умолчанию.
IP-адрес со всеми 255 (255.255.255.255) используется для широковещательной рассылки на все узлы в сети.
IP-адрес 127.0.0.0 зарезервирован для диагностики и тестирования и называется петлевым адресом.
Существует два типа кабелей, которые используются для подключения сетевого устройства для установления соединения: прямой кабель и перекрестный кабель.
Прямой кабель используется, когда вы хотите соединить два устройства разных типов вместе, например, переключиться на маршрутизатор, переключиться на ПК и т. д.
Кросс-кабель используется, когда вы хотите соединить два устройства одного типа вместе, например, коммутатор к коммутатору, ПК к ПК и т. д.
Размер пакета может достигать 65 535 байт, но в действительности большинство пакетов не превышает 1500 байт.
Разные сети не могут общаться напрямую, им требуется устройство, такое как маршрутизатор, которое помогает осуществлять связь.

Проектирование компьютерной сети

Поэтому в настоящее время не существует такого типа предопределенной топологии или схемы, которую каждый мог бы использовать для разработки собственной сетевой инфраструктуры, поскольку эти схемы разнообразны и зависят от сценариев. Этот проект сети указывает на планирование реализации инфраструктуры компьютерной сети.

Проектирование сети просто выполняется архитекторами компьютерных сетей, специалистами по поддержке сетей, разработчиками, техническими экспертами, сетевыми администраторами и другим персоналом, имеющим отношение к сети. Проектирование сети выполняется до реализации сетевой инфраструктуры.

Он включает в себя оценку, понимание и объем развертываемой сети. Весь проект сети обычно представляется в виде схемы сети, которая служит в качестве схемы для развертывания физической сети. Как правило, схема сети включает следующее:

Будет построена логическая карта
Структура кабелей будет определена.
Расположение, тип, количество должны быть планом размещения сетевых устройств.
Диапазонами IP-адресов нужно управлять
Также необходимо составить бюджет.

До сих пор существуют некоторые топологии, на основе которых разработчики сетей создают свои собственные сети, такие как топология "звезда", "сетка", "шина", "кольцо", "точка-точка", "гибрид", "дерево" и "гирлянда". Чтобы узнать больше об этих топологиях, нажмите Типы сетевой топологии

Сетевые протоколы

Если вы хотите построить сеть и обеспечить успешную коммуникацию, вам необходимо следовать некоторым правилам и стандартам, которые должны быть согласованы в конце передачи и приема системы. Эти правила и стандарты называются протоколами. Для разных типов связи используются разные протоколы.

Итак, всякий раз, когда компьютеры подключены к сети, им необходимо использовать протоколы для связи друг с другом.

Если устройства хотят обмениваться данными через Интернет, они должны использовать сетевые протоколы Интернета. Есть много сетей, которые не подключены к Интернету, но используют интернет-протоколы, потому что они созданы только для этого.

Теперь мы увидим три категории протоколов, в которых мы увидим каждый наиболее удобный протокол, который вы должны знать.

Протоколы сетевого обмена

Протоколы связи необходимы для работы сети, без протокола сеть не существует. Это необходимо для обмена сообщениями между вашим компьютером и телекоммуникационными системами, как аппаратного, так и программного обеспечения.

Давайте рассмотрим некоторые наиболее часто используемые протоколы в разделе сетевых протоколов связи

Протоколы сетевого управления

Протоколы управления сетью, используемые для определения политик и процедур мониторинга, управления и обслуживания сети вашего компьютера, а также помогают передавать эти требования по сети для обеспечения стабильной связи и оптимальной производительности в сети.

Как правило, сетевые администраторы могут использовать протокол управления для устранения неполадок в соединениях между хостом и клиентскими устройствами.

SNMP. Простой протокол управления сетью (SNMP) используется для наблюдения за сетевыми устройствами и управления ими. Это протокол на основе TCP, который позволяет администраторам проверять и изменять информацию о конечных точках, чтобы изменить поведение устройств в сети.
ICMP. Протокол контрольных сообщений Интернета (ICMP) в основном используется для устранения неполадок. Устройства используют этот протокол для передачи сообщений об ошибках, предоставляя информацию о проблемах сетевого подключения между устройствами. Команда Ping является распространенным примером для ICMP.

Протоколы сетевой безопасности

Протоколы сетевой безопасности, гарантирующие, что пакеты, передаваемые по сети, должны быть безопасными и никем не перехваченными. Его основная цель — обеспечить безопасность сети.

Обычно это помогает предотвратить сниффинг-атаки со стороны хакера за счет сквозного шифрования ваших данных. Итак, давайте рассмотрим некоторые наиболее часто используемые протоколы безопасности.

Заключение

Привет, технари! Спасибо за чтение этого блога. Я попытался охватить все основные понятия компьютерной сети с помощью реальных практических примеров. Этот блог будет очень полезен для вас. важные концепции сети.

Есть много других вещей, связанных с нетворкингом, о которых мы расскажем в нашем следующем блоге. Если вы хотите, чтобы я сделал больше таких блогов с практическими демонстрациями, пожалуйста, проголосуйте ниже и прокомментируйте.

В нашем следующем блоге я расскажу вам больше о сетевой безопасности, будущем масштабе сети, карьерных возможностях, о том, как стать сетевым администратором, как использовать сеть с этическим хакерством и многом другом.

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

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

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

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

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

Создание домашней сети

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки беспроводных сетей.

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

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

Если вы хотите построить беспроводную сеть, вам понадобится беспроводной маршрутизатор. Сигналы от беспроводного маршрутизатора распространяются примерно на 100 футов (30,5 м) во всех направлениях, но стены могут прерывать сигнал. В зависимости от размера и формы вашего дома и радиуса действия маршрутизатора вам может потребоваться приобрести расширитель диапазона или ретранслятор, чтобы обеспечить достаточное покрытие.

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

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

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

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

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

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

Новая технология домашней сети

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

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

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

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

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

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

Компьютерная сеть или сеть передачи данных — это телекоммуникационная сеть, которая позволяет компьютерам обмениваться данными. В компьютерных сетях сетевые вычислительные устройства обмениваются данными друг с другом, используя канал передачи данных. Соединения между узлами устанавливаются с использованием либо кабельной, либо беспроводной среды. Самой известной компьютерной сетью является Интернет.

Сетевые компьютерные устройства, которые отправляют, направляют и завершают данные, называются сетевыми узлами. [1] Узлы могут включать хосты, такие как персональные компьютеры, телефоны, серверы, а также сетевое оборудование.Можно сказать, что два таких устройства объединены в сеть, когда одно устройство может обмениваться информацией с другим устройством, независимо от того, имеют ли они прямое соединение друг с другом.

Компьютерные сети различаются средой передачи, используемой для передачи их сигналов, протоколами связи для организации сетевого трафика, размером сети, топологией и организационным назначением.

Компьютерные сети поддерживают огромное количество приложений и служб, таких как доступ к всемирной паутине, цифровое видео, цифровое аудио, совместное использование приложений и серверов хранения, принтеров и факсимильных аппаратов, а также использование приложений электронной почты и обмена мгновенными сообщениями. а также многие другие. В большинстве случаев коммуникационные протоколы для конкретных приложений накладываются друг на друга (т. е. передаются как полезная нагрузка) поверх других более общих коммуникационных протоколов.

Свойства

Компьютерные сети можно рассматривать как отрасль электротехники, телекоммуникаций, компьютерных наук, информационных технологий или вычислительной техники, поскольку они опираются на теоретическое и практическое применение связанных дисциплин.

Компьютерная сеть облегчает межличностное общение, позволяя пользователям эффективно и легко общаться с помощью различных средств: электронной почты, обмена мгновенными сообщениями, чатов, телефона, видеотелефонных звонков и видеоконференций. Предоставление доступа к информации на общих устройствах хранения данных является важной функцией многих сетей. Сеть позволяет обмениваться файлами, данными и другими типами информации, предоставляя авторизованным пользователям возможность доступа к информации, хранящейся на других компьютерах в сети. Сеть позволяет совместно использовать сетевые и вычислительные ресурсы. Пользователи могут получать доступ к ресурсам, предоставляемым устройствами в сети, и использовать их, например, для печати документа на общем сетевом принтере. Распределенные вычисления используют вычислительные ресурсы в сети для выполнения задач. Компьютерная сеть может использоваться компьютерными взломщиками для распространения компьютерных вирусов или компьютерных червей на устройствах, подключенных к сети, или для предотвращения доступа этих устройств к сети посредством атаки типа "отказ в обслуживании".

Сетевой пакет

Компьютерные каналы связи, которые не поддерживают пакеты, такие как традиционные двухточечные телекоммуникационные каналы, просто передают данные в виде потока битов. Однако большая часть информации в компьютерных сетях передается в пакетах. Сетевой пакет – это форматированная единица данных (список битов или байтов, обычно от нескольких десятков байт до нескольких килобайт), передаваемая по сети с коммутацией пакетов.

В пакетных сетях данные форматируются в пакеты, которые отправляются по сети к месту назначения. Как только пакеты прибывают, они снова собираются в исходное сообщение. С пакетами полоса пропускания среды передачи может быть лучше распределена между пользователями, чем если бы сеть была коммутируемой. Когда один пользователь не отправляет пакеты, канал может быть заполнен пакетами от других пользователей, поэтому стоимость может быть разделена с относительно небольшим вмешательством, при условии, что канал не перегружен.

Пакеты состоят из двух типов данных: управляющей информации и пользовательских данных (полезной нагрузки). Управляющая информация предоставляет данные, необходимые сети для доставки пользовательских данных, например: исходные и конечные сетевые адреса, коды обнаружения ошибок и информацию о последовательности. Как правило, управляющая информация содержится в заголовках и трейлерах пакетов, а между ними находятся полезные данные.

Часто маршрут, по которому должен пройти пакет через сеть, недоступен сразу. В этом случае пакет ставится в очередь и ожидает освобождения канала.

Сетевые узлы

Помимо любой физической среды передачи, сети содержат дополнительные базовые структурные элементы системы, такие как контроллер сетевого интерфейса (NIC), повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, модемы и брандмауэры.

Типы сетей

Наносеть. Наноразмерная коммуникационная сеть имеет ключевые компоненты, реализованные на наноуровне, включая носители сообщений, и использует физические принципы, которые отличаются от механизмов связи на макроуровне. Наноразмерная связь расширяет связь до очень маленьких датчиков и приводов, таких как те, что находятся в биологических системах, а также имеет тенденцию работать в средах, которые были бы слишком суровыми для классической связи. [16]

Персональная сеть — Персональная сеть (PAN) — это компьютерная сеть, используемая для связи между компьютерами и различными информационными технологическими устройствами, находящимися рядом с одним человеком. Некоторыми примерами устройств, которые используются в PAN, являются персональные компьютеры, принтеры, факсимильные аппараты, телефоны, КПК, сканеры и даже игровые приставки. PAN может включать в себя проводные и беспроводные устройства. Дальность действия PAN обычно достигает 10 метров. [17] Проводная персональная сеть обычно состоит из соединений USB и FireWire, а такие технологии, как Bluetooth и инфракрасная связь, обычно формируют беспроводную персональную сеть.

Локальная сеть. Локальная сеть (LAN) – это сеть, которая соединяет компьютеры и устройства в ограниченной географической зоне, например в доме, школе, офисном здании или группе близко расположенных зданий. Каждый компьютер или устройство в сети является узлом. Проводные локальные сети, скорее всего, основаны на технологии Ethernet. Более новые стандарты, такие как ITU-T G.hn, также позволяют создавать проводные локальные сети с использованием существующей проводки, такой как коаксиальные кабели, телефонные линии и линии электропередач. [18]

Определяющими характеристиками локальной сети, в отличие от глобальной сети (WAN), являются более высокая скорость передачи данных, ограниченный географический диапазон и отсутствие зависимости от выделенных линий для обеспечения подключения. Текущие технологии Ethernet или другие технологии локальных сетей IEEE 802.3 работают со скоростью передачи данных до 100 Гбит/с, стандартизованной IEEE в 2010 году. [19] В настоящее время разрабатывается Ethernet со скоростью 400 Гбит/с.

Локальную сеть можно подключить к глобальной сети с помощью маршрутизатора.

Домашняя сеть. Домашняя сеть (HAN) — это жилая локальная сеть, используемая для связи между цифровыми устройствами, обычно развернутыми дома, обычно небольшим количеством персональных компьютеров и аксессуаров, таких как принтеры и мобильные вычислительные устройства. Важной функцией является совместное использование доступа в Интернет, часто широкополосного доступа через поставщика кабельного телевидения или цифровой абонентской линии (DSL).

Сеть хранения данных. Сеть хранения данных (SAN) – это выделенная сеть, обеспечивающая доступ к консолидированному хранилищу данных на уровне блоков. Сети SAN в основном используются для того, чтобы сделать устройства хранения, такие как дисковые массивы, ленточные библиотеки и оптические музыкальные автоматы, доступными для серверов, чтобы они выглядели как локально подключенные устройства для операционной системы. SAN обычно имеет свою собственную сеть устройств хранения, которые, как правило, недоступны через локальную сеть для других устройств. Стоимость и сложность сетей хранения данных снизились в начале 2000-х годов до уровней, позволяющих более широкое внедрение как в корпоративных средах, так и в средах малого и среднего бизнеса.

Сеть кампуса. Сеть кампуса (CAN) состоит из соединения локальных сетей в пределах ограниченной географической области. Сетевое оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы) и средства передачи (оптоволокно, медные заводы, кабели категории 5 и т. д.) почти полностью принадлежат арендатору/владельцу кампуса (предприятию, университету, правительству и т. д.).

Например, сеть университетского городка, скорее всего, будет соединять различные здания кампуса, соединяя академические колледжи или факультеты, библиотеку и студенческие общежития.

Магистральная сеть. Магистральная сеть является частью инфраструктуры компьютерной сети, которая обеспечивает путь для обмена информацией между различными локальными сетями или подсетями. Магистраль может связать воедино различные сети в одном и том же здании, в разных зданиях или на большой территории.

Например, крупная компания может внедрить магистральную сеть, чтобы соединить отделы, расположенные по всему миру. Оборудование, связывающее сети подразделений, составляет основу сети. При проектировании магистрали сети критически важными факторами, которые необходимо учитывать, являются производительность сети и ее перегрузка. Обычно пропускная способность магистральной сети больше, чем у отдельных сетей, подключенных к ней.

Другим примером магистральной сети является магистраль Интернета, представляющая собой набор глобальных сетей (WAN) и основных маршрутизаторов, которые связывают воедино все сети, подключенные к Интернету.

Городская сеть. Городская сеть (MAN) — это крупная компьютерная сеть, обычно охватывающая город или большой кампус

Глобальная вычислительная сеть. Глобальная вычислительная сеть (WAN) – это компьютерная сеть, охватывающая большую географическую территорию, например город, страну, или даже межконтинентальные расстояния. WAN использует канал связи, который сочетает в себе множество типов носителей, таких как телефонные линии, кабели и радиоволны. WAN часто использует средства передачи, предоставляемые обычными операторами связи, такими как телефонные компании. Технологии WAN обычно функционируют на трех нижних уровнях эталонной модели OSI: физическом уровне, уровне канала передачи данных и сетевом уровне.

Частная сеть предприятия. Частная сеть предприятия – это сеть, которую строит одна организация для соединения своих офисов (например, производственных площадок, головных офисов, удаленных офисов, магазинов), чтобы они могли совместно использовать компьютерные ресурсы.

Виртуальная частная сеть. Виртуальная частная сеть (VPN) представляет собой оверлейную сеть, в которой некоторые связи между узлами передаются через открытые соединения или виртуальные каналы в какой-либо более крупной сети (например, в Интернете), а не по физическим проводам. В этом случае говорят, что протоколы канального уровня виртуальной сети туннелируются через более крупную сеть.Одним из распространенных приложений является безопасная связь через общедоступный Интернет, но VPN не обязательно должна иметь явные функции безопасности, такие как аутентификация или шифрование контента. Например, виртуальные частные сети можно использовать для разделения трафика разных сообществ пользователей в базовой сети с надежными функциями безопасности.

VPN может иметь максимальную производительность или иметь определенное соглашение об уровне обслуживания (SLA) между клиентом VPN и поставщиком услуг VPN. Как правило, VPN имеет более сложную топологию, чем точка-точка.

Глобальная вычислительная сеть. Глобальная вычислительная сеть (GAN) – это сеть, используемая для поддержки мобильных устройств в произвольном количестве беспроводных локальных сетей, зон покрытия спутников и т. д. Ключевой проблемой мобильной связи является передача пользовательских сообщений из одного локального покрытия. область к следующей. В проекте IEEE 802 это включает последовательность наземных беспроводных локальных сетей. [20]

Интранет

Интранет – это набор сетей, находящихся под контролем одного административного объекта. Интранет использует протокол IP и инструменты на основе IP, такие как веб-браузеры и приложения для передачи файлов. Административный объект ограничивает использование интрасети авторизованными пользователями. Чаще всего интранет — это внутренняя локальная сеть организации. Большая интрасеть обычно имеет по крайней мере один веб-сервер для предоставления пользователям организационной информации. Интранет — это также все, что находится за маршрутизатором в локальной сети.

Экстранет

Экстранет — это сеть, которая также находится под административным контролем одной организации, но поддерживает ограниченное подключение к определенной внешней сети. Например, организация может предоставить доступ к некоторым аспектам своей интрасети для обмена данными со своими деловыми партнерами или клиентами. Этим другим объектам не обязательно доверять с точки зрения безопасности. Сетевое подключение к экстрасети часто, но не всегда, реализуется через технологию WAN.

Даркнет

Даркнет – это оверлейная сеть, обычно работающая в Интернете и доступная только через специализированное программное обеспечение. Даркнет — это анонимная сеть, в которой соединения устанавливаются только между доверенными узлами, иногда называемыми «друзьями» (F2F) [21], с использованием нестандартных протоколов и портов.

Даркнеты отличаются от других распределенных одноранговых сетей тем, что совместное использование является анонимным (то есть IP-адреса не публикуются публично), поэтому пользователи могут общаться, не опасаясь вмешательства правительства или корпорации. [22]

Лицензия

Информация, люди и технологии, созданные Википедией при содействии Барта Пурсела, находятся под лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License, если не указано иное.

Читайте также: