Сеть, объединяющая компьютеры, установленные в одной комнате, классе, офисе и т.д.

Обновлено: 04.07.2024

Локальная сеть – это набор устройств, соединенных вместе в одном физическом месте, например в здании, офисе или доме. Локальная сеть может быть маленькой или большой, от домашней сети с одним пользователем до корпоративной сети с тысячами пользователей и устройств в офисе или школе.

Независимо от размера, единственной определяющей характеристикой локальной сети является то, что она соединяет устройства, находящиеся в одной ограниченной области. Напротив, глобальная сеть (WAN) или городская сеть (MAN) покрывает более крупные географические области. Некоторые сети WAN и MAN соединяют несколько локальных сетей вместе.

Связаться с Cisco

Что есть в локальной сети?

Локальная сеть состоит из кабелей, точек доступа, коммутаторов, маршрутизаторов и других компонентов, которые позволяют устройствам подключаться к внутренним серверам, веб-серверам и другим локальным сетям через глобальные сети.

Рост виртуализации также способствовал развитию виртуальных локальных сетей, которые позволяют сетевым администраторам логически группировать сетевые узлы и разделять свои сети без необходимости серьезных изменений инфраструктуры.

Например, в офисе с несколькими отделами, такими как бухгалтерия, ИТ-поддержка и администрация, компьютеры каждого отдела могут быть логически подключены к одному и тому же коммутатору, но сегментированы, чтобы вести себя так, как если бы они были отдельными.

Каковы преимущества локальной сети?

Преимущества локальной сети такие же, как и у любой группы устройств, объединенных в сеть. Устройства могут использовать одно подключение к Интернету, обмениваться файлами друг с другом, печатать на общих принтерах, а также получать доступ друг к другу и даже управлять ими.

Локальные сети были разработаны в 1960-х годах для использования в колледжах, университетах и исследовательских центрах (таких как НАСА) в первую очередь для подключения компьютеров к другим компьютерам. Только после разработки технологии Ethernet (1973 г., Xerox PARC), ее коммерциализации (1980 г.) и стандартизации (1983 г.) локальные сети стали широко использоваться.

Несмотря на то, что преимущества подключения устройств к сети всегда хорошо понимались, только после широкого распространения технологии Wi-Fi локальные сети стали обычным явлением практически в любой среде. Сегодня локальные сети используют не только предприятия и школы, но и рестораны, кафе, магазины и дома.

Беспроводное подключение также значительно расширило количество типов устройств, которые можно подключить к локальной сети. Теперь почти все, что можно вообразить, можно «подключить» — от ПК, принтеров и телефонов до смарт-телевизоров, стереосистем, динамиков, освещения, термостатов, оконных штор, дверных замков, камер видеонаблюдения — и даже кофеварок, холодильников и игрушек. /p>

Компьютерная сеть — это группа из двух или более взаимосвязанных компьютерных систем, которые используют общие протоколы подключения для совместного использования различных ресурсов и файлов. Вы можете установить подключение к компьютерной сети с помощью кабеля или беспроводной сети. Каждая сеть включает аппаратное и программное обеспечение, соединяющее компьютеры и инструменты.

Из этого руководства по компьютерным сетям вы узнаете:

Различные типы компьютерных сетей

Существуют различные типы параметров компьютерной сети. Классифицировать сети в компьютерах можно по их размеру, а также по назначению.

Размер сети должен быть выражен географической областью и количеством компьютеров, которые являются частью их сетей. Он включает в себя устройства, размещенные в одной комнате, и миллионы устройств, разбросанных по всему миру. Ниже приведены популярные типы компьютерных сетей:

PAN (персональная сеть)
LAN (локальная сеть)
MAN (городская сеть)
WAN (глобальная сеть)

Давайте подробно изучим все эти типы сетей.

Что такое PAN (персональная сеть)?

PAN (Personal Area Network) – это компьютерная сеть, сформированная вокруг человека. Обычно он состоит из компьютера, мобильного телефона или персонального цифрового помощника. PAN можно использовать для установления связи между этими личными устройствами для подключения к цифровой сети и Интернету.

Характеристики PAN

Ниже приведены основные характеристики PAN:

В основном это сеть персональных устройств, оборудованная на ограниченной территории.
Позволяет управлять взаимосвязью ИТ-устройств в окружении одного пользователя.
PAN включает мобильные устройства, планшеты и ноутбуки.
Он может быть подключен к Интернету по беспроводной сети, который называется WPAN.
Устройства, используемые для PAN: беспроводные мыши, клавиатуры и системы Bluetooth.

Преимущества PAN

Вот важные плюсы/преимущества сети PAN:

Сети PAN относительно безопасны и безопасны
Он предлагает решение только для ближнего действия до десяти метров.
Строго ограничено небольшой территорией.

Недостатки PAN

Вот минусы/недостатки использования сети PAN:

Это может привести к плохому соединению с другими сетями в тех же радиодиапазонах.
Ограничения по расстоянию.

Что такое LAN (локальная сеть)?

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это группа компьютеров и периферийных устройств, соединенных в ограниченном пространстве, таком как школа, лаборатория, дом или офисное здание. Это широко используемая сеть для обмена ресурсами, такими как файлы, принтеры, игры и другие приложения. Самый простой тип сети LAN — это соединение компьютеров и принтера в чьем-то доме или офисе. В общем, LAN будет использоваться как один из типов среды передачи. Это сеть, состоящая из менее чем 5000 взаимосвязанных устройств в нескольких зданиях.

Характеристики локальной сети

Вот важные характеристики сети LAN:

Это частная сеть, поэтому внешний регулирующий орган никогда не контролирует ее.
Локальная сеть работает на относительно более высокой скорости по сравнению с другими системами глобальной сети.
Существуют различные методы управления доступом к среде, такие как Token Ring и Ethernet.

Преимущества локальной сети

Вот плюсы/преимущества локальной сети:

Компьютерные ресурсы, такие как жесткие диски, DVD-ROM и принтеры, могут совместно использоваться в локальных сетях. Это значительно снижает затраты на покупку оборудования.
Вы можете использовать одно и то же программное обеспечение в сети вместо приобретения лицензионного программного обеспечения для каждого клиента в сети.
Данные всех пользователей сети могут храниться на одном жестком диске серверного компьютера.
Вы можете легко передавать данные и сообщения через сетевые компьютеры.
Было бы легко управлять данными только в одном месте, что делает данные более безопасными.
Локальная сеть позволяет использовать одно интернет-соединение для всех пользователей локальной сети.

Недостатки локальной сети

Вот минусы/недостатки локальной сети:

Локальная сеть действительно сэкономит средства благодаря совместно используемым компьютерным ресурсам, но первоначальные затраты на установку локальных сетей довольно высоки.
Администратор локальной сети может проверять файлы личных данных каждого пользователя локальной сети, поэтому конфиденциальность не обеспечивается.
Неавторизованные пользователи могут получить доступ к критически важным данным организации, если администратор локальной сети не может защитить централизованное хранилище данных.
Локальная сеть требует постоянного администрирования локальной сети, поскольку возникают проблемы, связанные с настройкой программного обеспечения и сбоями оборудования.

Что такое WAN (глобальная сеть)?

WAN (Wide Area Network) – это еще одна важная компьютерная сеть, распределенная по большой географической территории. Сетевая система WAN может быть соединением локальной сети, которая соединяется с другими локальными сетями с использованием телефонных линий и радиоволн. В основном это относится к предприятию или организации.

Характеристики глобальной сети

Ниже приведены характеристики WAN:

Файлы программного обеспечения будут доступны всем пользователям; таким образом, все могут получить доступ к последним файлам.
Любая организация может сформировать свою глобальную интегрированную сеть с помощью WAN.

Преимущества глобальной сети

Вот преимущества и преимущества WAN:

Глобальная сеть позволяет охватить большую географическую территорию. Поэтому бизнес-офисы, расположенные на больших расстояниях, могут легко общаться.
Содержит такие устройства, как мобильные телефоны, ноутбуки, планшеты, компьютеры, игровые приставки и т. д.
Соединения WLAN работают с использованием радиопередатчиков и приемников, встроенных в клиентские устройства.

Недостатки глобальной сети

Вот недостатки/минусы сети WAN:

Первоначальные затраты на установку очень высоки.
Трудно поддерживать сеть WAN. Вам нужны квалифицированные технические специалисты и сетевые администраторы.
Есть больше ошибок и проблем из-за широкого охвата и использования разных технологий.
Для решения проблем требуется больше времени из-за использования нескольких проводных и беспроводных технологий.
Предлагает более низкий уровень безопасности по сравнению с другими типами компьютерных сетей.

Что такое MAN (городская сеть)?

Международная сеть, или MAN, состоит из компьютерной сети, охватывающей весь город, кампус колледжа или небольшой регион. Этот тип сети больше, чем локальная сеть, которая в основном ограничена одним зданием или участком.В зависимости от типа конфигурации этот тип сети позволяет охватить территорию от нескольких до десятков миль.

Характеристики MAN

Вот важные характеристики сети MAN:

В основном он охватывает города в радиусе до 50 км.
В основном используется оптическое волокно, кабели.
Скорость передачи данных достаточна для приложений распределенных вычислений.

Преимущества MAN

Вот плюсы и преимущества сети MAN:

Он обеспечивает быструю связь с использованием высокоскоростных носителей, таких как оптоволоконные кабели.
Он обеспечивает превосходную поддержку сети большого размера и более широкий доступ к глобальным сетям.
Двойная шина в сети MAN обеспечивает одновременную передачу данных в обоих направлениях.
Сеть MAN обычно включает некоторые районы города или целый город.

Недостатки MAN

Вот недостатки/минусы использования сети MAN:

Вам нужно больше кабеля, чтобы установить соединение MAN из одного места в другое.
В сети MAN сложно защитить систему от хакеров

Другие типы компьютерных сетей

Помимо вышеупомянутых компьютерных сетей, есть еще несколько важных типов сетей:

WLAN (беспроводная локальная сеть)
Сеть хранения данных
Системная сеть
Домашняя сеть
POLAN — Пассивная оптическая локальная сеть.
Частная сеть предприятия
Сеть кампуса
Виртуальная сеть

Давайте подробно рассмотрим все эти различные типы сетей:

1) Беспроводная сеть

WLAN (беспроводная локальная сеть) позволяет связать одно или несколько устройств с помощью беспроводной связи в пределах ограниченной области, такой как дом, школа или офисное здание. Это дает пользователям возможность перемещаться в пределах локальной зоны покрытия, которая может быть подключена к сети. Сегодня большинство современных систем WLAN основаны на стандартах IEEE 802.11.

2) Сеть хранения данных (SAN)

Сеть хранения данных — это тип сети, который позволяет хранить консолидированные данные на уровне блоков. Он в основном используется для создания устройств хранения, таких как дисковые массивы, оптические музыкальные автоматы и ленточные библиотеки.

3) Системная сеть

Системная сеть используется для локальной сети. Он предлагает высокоскоростное соединение в приложениях сервер-сервер и процессор-процессор. Компьютеры, подключенные к сети SAN, работают как единая система на достаточно высокой скорости.

4) Пассивная оптическая локальная сеть

POLAN — это сетевая технология, которая помогает интегрироваться в структурированные кабельные системы. Он позволяет решить вопросы поддержки протоколов Ethernet и сетевых приложений.

POLAN позволяет использовать оптический разветвитель, который помогает отделить оптический сигнал от одномодового оптического волокна. Он преобразует этот один сигнал в несколько сигналов.

5) Домашняя сеть (HAN):

Домашняя сеть всегда строится с использованием двух или более соединенных между собой компьютеров для формирования локальной сети (ЛВС) внутри дома. Например, в США около 15 миллионов домов имеют более одного компьютера.

Эти типы сетевых подключений помогают владельцам компьютеров подключаться к нескольким компьютерам. Эта сеть позволяет обмениваться файлами, программами, принтерами и другими периферийными устройствами.

6) Частная корпоративная сеть:

Сети корпоративных частных сетей (EPN) создаются и принадлежат предприятиям, которые хотят безопасно соединить множество мест, чтобы совместно использовать различные компьютерные ресурсы.

7) Сеть кампуса (CAN):

Сеть кампуса представляет собой соединение локальных сетей в определенной географической области. Например, кампус университета можно соединить с различными зданиями кампуса, чтобы соединить все академические отделы.

8) Виртуальная частная сеть:

VPN – это частная сеть, которая использует общедоступную сеть для соединения удаленных сайтов или пользователей. Сеть VPN использует «виртуальные» подключения, маршрутизируемые через Интернет из частной сети предприятия или сторонней службы VPN на удаленный сайт.

Это бесплатная или платная услуга, которая обеспечивает безопасность и конфиденциальность просмотра веб-страниц через общедоступные точки доступа Wi-Fi.

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

Два очень распространенных типа сетей включают:

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

Локальная сеть

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

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

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

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

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

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

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

Глобальная сеть

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

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

Преимущества установки школьной сети

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

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

4202 E. Fowler Ave., EDU162

Тампа, Флорида 33620

Доктор. Рой Винкельман, директор

Эта публикация была подготовлена в рамках гранта Министерства образования Флориды.

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

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

Что такое компьютерная сеть?

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

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

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

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

Типы компьютерных сетей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Важные термины и понятия

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Примеры компьютерных сетей

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

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

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

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

Компьютерные сети и Интернет

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

Как они работают?

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

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

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

Архитектура

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

Основные типы сетевой архитектуры

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

Топология сети

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

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

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

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

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

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

Безопасность

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

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

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

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

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

Ячеистые сети

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

Тип ячеистых сетей

Существует два типа ячеистых сетей — полная и частичная:

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

Балансировщики нагрузки и сети

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

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

Сети доставки контента

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

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

Компьютерные сетевые решения и IBM

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

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

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

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

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