Где можно использовать компьютерные сети

Информатика

Сеть – это группа компьютеров, соединенных друг с другом каналом связи. Канал обеспечивает обмен данными внутри сети (то есть обмен данными между компьютерами данной группы). Сеть может состоять из двух-трех компьютеров, а может объединять несколько тысяч ПК. Физически обмен данными между компьютерами может осуществляться по специальному кабелю, телефонной линии, волоконно-оптическому кабелю или по радиоканалу.

По размерности различают локальные, региональные и глобальные сети.

Локальная сеть (Local Area Network – LAN) — объединение нескольких компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга (обычно в пределах одного здания) для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач. В небольшой локальной сети может быть 10-20 компьютеров, в очень большой — порядка 1000.

Назначение локальных сетей.
1.совместное использование общих аппаратных средств (накопителей принтеров, модемов);
2.оперативный обмен данными;
3.информационная система предприятия (учреждения);

Важнейшей характеристикой локальных сетей является скорость передачи данных, поэтому компьютеры соединяются с помощью высокоскоростных адаптеров со скоростью передачи данных не менее 10 Мбит/с. В локальных сетях применяются высокоскоростные цифровые линии связи. Кроме того, локальные сети должны легко адаптироваться, обладать гибкостью: пользователи должны иметь возможность располагать компьютеры, подключенные к сети там, где понадобится, добавлять или перемещать компьютеры или другие устройства, а также по необходимости отключать их без прерываний в работе сети.

Региональные сети ( Metropolitan Area Network – MAN ) – сети, действующие в пределах от 10 до 100 км. Они объединяют различные города и области, при этом каждая региональная сеть является частью некоторой глобальной сети.

Глобальная сеть (World Network – WAN ) – это объединение компьютеров, расположенных на большом расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.

В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны единые правила – технология Интернет. Эти правила устанавливают:
1.единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной;
2.единые правила передачи данных;
3.единую систему идентификации компьютера в сети (сетевой адрес).

Несмотря на то, что существует много различных способов объединить компьютеры, по существу есть два типа компьютерных сетей: одноранговая сеть и сеть клиент-сервер .

Одноранговая сеть — это объединение равноправных компьютеров. Обычно одноранговая сеть объединяет не больше 10 компьютеров и организуется в домах или небольших офисах.

Рабочая станция – это индифидуальное рабочее место пользователя. Требования к рабочим станциям определяются кругом задач станции. Обычно главными требованиями являются требования к быстродействию и к объему оперативной памяти.

Сеть клиент-сервер имеет один компьютер, называемый сервером, который является сердцем сети. Он хранит информацию и ресурсы и делает их доступными другим компьютерам данной сети. Остальные компьютеры, использующие сеть для получения этой информации называются клиентами.

Серверы могут работать в автоматическом режиме – они стоят без клавиатуры и иногда даже без монитора, но в любом случае серверы осуществляют функции управления сетью и концентрации данных. Администратор сети – лицо, в обязанности которого входят все вопросы, связанные с установкой и эксплуатацией сети, а также решение всех проблем, связанных с правами и возможностями пользователей сети.

Сети клиент-сервер являются наилучшим вариантом для объединения в сеть более десяти компьютеров. Они более дорогие, но в случаях, когда необходимо хранить большой объем информации, это самый лучший выбор.

Топология — это конфигурация сети, способ соединения элементов сети (то есть компьютеров) друг с другом. Чаще всего встречаются три способа объединения компьютеров в локальную сеть: «звезда», «общая шина» и «кольцо».

При соединении типа «звезда» каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству (hub). При соединении типа «звезда» легко искать неисправность в сети. И если выйдет из строя один компьютер или кабель, соединяющий его с центральным узлом, это не нарушит работу всей сети. Но выйдет из строя центральный узел, это может привести к остановке сети. При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией «звезда», при этом конфигурация сети получается разветвленной.

При соединении «общая шина» все компьютеры сети подключаются к одному кабелю; этот кабель используется совместно всеми рабочими станциями по очереди. При таком типе соединения все сообщения, посылаемые каждым отдельным компьютером, принимаются всеми остальными компьютерами в сети. Производительность этой топологии зависит от количества компьютеров, подключенных к шине: чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленее сеть. В данной топологии выход из строя отдельных компьютеров не приводит всю сеть к остановке. Но несколько труднее найти неисправность в кабеле и при его обрыве (единного для всей сети) нарушается работа всей сети.

При соединении типа «кольцо» данные передаются от одного компьютера к другому; при этом если один компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, то он передает их дальше (по кольцу). Достоинствами данной топологии являются балансировка нагрузки и удобство прокладки кабеля. Недостатками являются физические ограничения на общую протяженность сети и то, что при выходе из строя одного узла, прекращает функционирование вся сеть.

От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения. Топологию выбирают, исходя из потребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем может быть применена схема «снежинка», в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

Необходимым условием работы единой локальной сети является использование сетевой операционной системы. Такие операционные системы обеспечивают совместное использование не только аппаратных сети (принтеров, накопителей и т. д.), но и распределенных коллективных технологий при выполнении разнообразных работ. Наибольшее распространение получили сетевые операционные системы Novell NetWare, Linux и Windows.

Работой компьютеров в локальной сети управляют программы. Для того чтобы все компьютеры могли понимать друг друга, отправлять друг другу запросы и получать ответы, существуют сетевые протоколы – это правила взаимодействия компьютеров в сети. Протоколы необходимы для того, чтобы процесс связи проходил без ошибок. Протоколы помогают определить, как отправляется информация и как ее получить.

Наиболее известны и распространены три конкретные реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и Token Ring.

Ethernet – был разработан фирмой Xerox в 1975 году и до сих пор наиболее популярен.Этот меотод беспечивает высокую скорость и высокую надежность передачи данных.Для метода доступа Ethernet используется топология «общая шина», поэтому все сообщения, посылаемые каждым отдельным компьютером, принимаются всеми остальными компьютерами в сети, подключенными к «общей шине». Однако в целенаправленном, предназначенном для конкретной станции сообщении обязательно указан адрес станции назначения и адрес отправителя, поэтому принимает его только станция назначения, а остальные не обращают на него внимания.

Метод доступа Arcnet принадлежит фирме Datapoint Corp. и тоже широко распространен: оборудование Arcnet заметно дешевле, чем оборудование Ethernet или Token Ring.Arcnet применяется в локальных сетях с топологией «звезда». Один из компьютеров создает сообщение специального вида (так называемый маркер), которое передается от одного компьютера к другому последовательно. При передаче обычного информационного сообщения от одной станции к другой очередная станция дожидается маркера и дополняет его этим сообщением, а также адресами отправителя и назначения. Когда отправленный пакет достигает станции назначения, информационное сообщение отделяется от маркера и передается станции.

Метод Token Ring разработан фирмой IBM и предполагает топологию сети «кольцо». Он во многом напоминает предыдущий метод Arcnet: использует сообщение-маркер, передаваемое от одной станции к другой; однако здесь есть возможность разным рабочим станциям назначать различные приоритеты.

Аппаратные ресурсы сети — это дополнительное оборудование, которое можно подключать к сети и разделять между пользователями. Аппаратные ресурсы расширяют возможности сети.Аппаратура локальной сети в общем случае включает в себя: компьютеры (серверы и рабочие станции); сетевые платы (адаптеры); каналы связи; специальные устройства, поддерживающие функционирование сети (маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы).

Каждый компьютер подключается к сети с помощью сетевой платы — адаптера. К сетевой плате подключается сетевой кабель. Если используется радиосвязь или связь на инфракрасных лучах, то кабель не требуется. В современных локальных сетях чаще всего применяют два типа сетевых кабелей:

неэкранированная витая пара;

Обычно выбор кабеля для сети зависит от следующих показателей: стоимость монтажа и обслуживания, скорость передачи данных, ограничение на величину расстояния передачи информации без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров), безопасность передачи данных.

Витая пара представляет собой набор из восьми проводов, скрученных попарно таким образом, чтобы обеспечивать защиту от электромагнитных помех.

Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых им пульсов по стеклянным проводам. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены электромагнитным помехам.

Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Скорость передачи данных по оптическому кабелю составляет сотни тысяч мегабитов в секунду, что примерно в тысячу раз быстрее, чем по проводам витой пары.

Оптоволоконная линия – наиболее дорогой на сегодня вид соединения, но скорость распространения информации в ней достигает нескольких гигабит в секунду при допустимом удалении до 50 километров. При этом линии связи, построенные на применении оптоволокна, практически не чувствительны к электромагнитным помехам.

Кабель соединяется с промежуточным (интерфейсным) устройством, которое называется сетевой картой или сетевым адаптером ( NIC – Network Interface Controller).

Сетевой адаптер — это встроенное устройство, которое позволяет вам присоединить ваш компьютер в сеть. На каждом компьютере установлено программное обеспечение, которое позволяет ему связываться с другими компьютерами.

Помимо кабелей и сетевых адаптеров, в локальных сетях на витой паре используются другие сетевые устройства — концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Концентратор (называемый также хаб) — устройство, объединяющее несколько (от 5 до 48) ветвей звездообразной локальной сети и передающее информационные пакеты во все ветви сети одинаково.

Коммутатор (свич) делает то же самое, но, в отличие от концентратора, обеспечивает передачу пакетов в заданные ветви. Это обеспечивает оптимизацию потоков данных в сети и повышение защищенности от несанкционированного проникновения.

Маршрутизатор (роутер)— устройство, выполняющее пересылку данных между двумя сетями, в том числе между локальными и глобальными сетями. Маршрутизатор, по сути, является специализированным микрокомпьютером, имеет собственный процессор, оперативную и постоянную память, операционную систему.

Шлюз – устройство сопряжения, которое соединяет два разных типа сетей. Оно получает информацию, переводит ее в необходимый формат, а затем пересылает перевод по месту назначения.

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть – это взаимосвязанные вычислительные устройства, которые могут обмениваться данными и совместно использовать ресурсы. Эти сетевые устройства используют систему правил, называемых коммуникационными протоколами, для передачи информации посредством физических или беспроводных технологий.

Ниже приведены ответы на часто задаваемые вопросы о компьютерных сетях.

Как работает компьютерная сеть?

Узлы и ссылки являются опорными точками компьютерных сетях. Сетевым узлом может быть оборудование передачи данных (data communication equipment, DCE), такое как модем, концентратор или коммутатор, или терминальное оборудование обработки данных (data terminal equipment, DTE), такое как два или более компьютеров и принтеров. Канал относится к среде передачи, соединяющей два узла. Связи могут быть физическими, такими как кабели или оптические волокна, или свободным пространством, используемым беспроводными сетями.

В работающей компьютерной сети узлы следуют набору правил или протоколов, которые определяют, как отправлять и получать электронные данные по ссылкам. Архитектура компьютерной сети определяет конструкцию этих физических и логических компонентов. Он предоставляет спецификации для физических компонентов сети, функциональной организации, протоколов и процедур.

Что делают компьютерные сети?

Компьютерные сети были впервые созданы в конце 1950-х годов для использования в вооруженных силах и обороне. Первоначально они использовались для передачи данных по телефонным линиям и имели ограниченное коммерческое и научное применение. С появлением интернет-технологий компьютерная сеть стала незаменимой для предприятий.

Современные сетевые решения обеспечивают больше, чем возможность подключения. Сегодня они имеют решающее значение для цифровой трансформации и успеха бизнеса. Базовые сетевые возможности стали более программируемыми, автоматизированными и безопасными.

Возможности современных компьютерных сетей см. ниже.

Виртуальные операции

Базовая физическая сетевая инфраструктура может быть логически разделена для создания нескольких оверлейных сетей. В оверлейной компьютерной сети узлы виртуально связаны, и данные могут передаваться между ними по нескольким физическим путям. Например, многие корпоративные сети накладываются на Интернет.

Крупномасштабная интеграция

Современные сетевые сервисы соединяют физически распределенные компьютерные сети. Эти сервисы могут оптимизировать сетевые функции за счет автоматизации и мониторинга для создания одной крупномасштабной высокопроизводительной сети. Сетевые услуги можно увеличивать или уменьшать в зависимости от спроса.

Быстрая реакция на изменяющиеся условия

Многие компьютерные сети программно-определяемы. Трафик можно направлять и контролировать централизованно с помощью цифрового интерфейса. Эти компьютерные сети поддерживают управление виртуальным трафиком.

Защита безопасности данных

Все сетевые решения поставляются со встроенными функциями безопасности, такими как шифрование и контроль доступа. Сторонние решения, такие как антивирусное ПО, брандмауэры и антивредоносные программы, могут быть интегрированы, чтобы сделать сеть более безопасной.

Какие существуют типы архитектуры компьютерных сетей?

Структура компьютерной сети делится на две большие категории.

1. Клиент-серверная архитектура

В этом типе компьютерной сети узлы могут быть серверами или клиентами. Серверные узлы предоставляют клиентским узлам такие ресурсы, как память, вычислительная мощность или данные. Серверные узлы также могут управлять поведением клиентских узлов. Клиенты могут общаться друг с другом, но используют ресурсы отдельно. Например, некоторые компьютерные устройства в корпоративных сетях хранят данные и параметры конфигурации. Эти устройства являются серверами в сети. Клиенты могут получить доступ к этим данным, отправив запрос на серверную машину.

2. Пиринговая архитектура

В пиринговой архитектуре подключенные компьютеры имеют равные полномочия и привилегии. Нет центрального сервера для координации. Каждое устройство в компьютерной сети может действовать как клиент или сервер. Каждый пиринговый узел может совместно использовать некоторые из своих ресурсов, таких как память и вычислительная мощность, со всей компьютерной сетью. Например, некоторые компании используют пиринговую архитектуру для размещения ресурсоемких приложений, таких как рендеринг трехмерной графики, на нескольких цифровых устройствах.

Что такое сетевая топология?

Расположение узлов и связей называется топологией сети. Их можно настроить по-разному, чтобы получить разные результаты. Типы сетевых топологий см. ниже.

Шина

Каждый узел связан только с одним другим узлом. Передача данных по сетевым соединениям происходит в одном направлении.

Кольцо

Каждый узел связан с двумя другими узлами, образуя кольцо. Данные могут передаваться в двух направлениях. Однако отказ одного узла может вывести из строя всю сеть.

Звезда

Узел центрального сервера связан с несколькими клиентскими сетевыми устройствами. Эта топология работает лучше, поскольку данные не должны проходить через каждый узел. Это также более надежно.

Ячейки

Каждый узел связан со многими другими узлами. В полностью ячеистой топологии каждый узел соединен с каждым другим узлом в сети.

Какие существуют типы корпоративных компьютерных сетей?

В зависимости от размера и требований организации существует три распространенных типа корпоративных частных сетей:

Локальная вычислительная сеть (ЛВС)

ЛВС – это взаимосвязанная система, ограниченная по размеру и географическому положению. Обычно ЛВС соединяет компьютеры и устройства в пределах одного офиса или здания. Такая сеть используется небольшими компаниями или в качестве тестовой сети для мелкомасштабного прототипирования.

Глобальная вычислительная сеть (ГВС)

Сеть предприятия, охватывающая здания, города и даже страны, называется ГВС. В то время как локальные сети используются для передачи данных на более высоких скоростях в непосредственной близости, глобальные сети настроены на дальнюю связь, которая является безопасной и надежной.

Программно-определяемая глобальная сеть – это архитектура виртуальной глобальной сети, управляемая программными технологиями. Программно-определяемая глобальная сеть предлагает более гибкие и надежные услуги подключения, которыми можно управлять на уровне приложений без ущерба для безопасности и качества обслуживания.

Сети поставщиков услуг

Сети поставщиков услуг позволяют клиентам арендовать сетевые мощности и функциональные возможности у поставщика. Поставщики сетевых услуг могут состоять из телекоммуникационных компаний, операторов данных, провайдеров беспроводной связи, интернет-провайдеров и операторов кабельного телевидения, предлагающих высокоскоростной доступ в Интернет.

Облачные сети

Концептуально облачную сеть можно рассматривать как глобальную сеть, инфраструктура которой предоставляется облачной службой. Некоторые или все сетевые возможности и ресурсы организации размещаются на общедоступной или частной облачной платформе и предоставляются по запросу. Эти сетевые ресурсы могут включать в себя виртуальные маршрутизаторы, брандмауэры, полосу пропускания и ПО для управления сетью, а также другие инструменты и функции, доступные по мере необходимости.

Сегодня предприятия используют облачные сети для ускорения выхода на рынок, увеличения масштаба и эффективного управления затратами. Модель облачной сети стала стандартным подходом к созданию и развертыванию приложений для современных предприятий.

Виды компьютерных сетей: классификация, параметры

Компьютерная сеть — это информационная система, объединяющая компьютеры, серверы и другое оборудование, соединенное каналами связи. Она обеспечивает для подключенных пользователей доступ к информационным ресурсам и ПО, открывает возможность совместного использования вычислительных мощностей, обмен данными. Рассмотрим существующие виды компьютерных сетей, их описание и принципы построения.

Типы компьютерных сетей

Классификация компьютерных сетей проводится в зависимости от их назначения, особенностей объединения устройств, других параметров. По этим критериям существуют такие основные виды компьютерных сетей, используемых для разных задач:

• персональная;
• локальная, в том числе кампусная;
• региональная;
• глобальная;
• глобальная зональная (интернет);
• виртуальная частная;
• нательная.

Оборудование, входящее в состав этих сетей, связывают как физическим (проводное или беспроводное подключение) соединением, так и логическим (специальные сетевые протоколы). Между существующими видами сетей существуют значительные различия.

PAN — персональная сеть

Персональная сеть PAN (Personal Area Network) — простой тип классификации, объединяющий личное пользовательское компьютерное и вспомогательное оборудование. В том числе в ее состав могут входить ноутбуки или ПК, смартфоны, музыкальное оборудование, NAS-серверы, игровые консоли, наушники, камеры, другие устройства. К PAN относится, в том числе, и система «умный дом», которая может быть построена по протоколам Z-Wave, Insteon или ZigBee.

Персональные компьютерные сети классифицируют на проводные (PAN) и беспроводные (WPAN). Исходя из их описания, они могут связывать до 8 абонентов и действуют в радиусе до 30 метров. Поэтому они строятся в пределах одного здания. При этом PAN используют для выхода в сетевые узлы более крупного масштаба, например в мировую сеть.

LAN — локальная сеть

LAN (Local Area Network) — один из основных и наиболее известных видов в классификации существующих сегодня компьютерных сетей. Она может объединять множество абонентов, поддерживать скорость обмена на уровне до 10000 Мбит/с, может действовать в радиусе — до 2 км.

К категории локальных относятся корпоративные и частные сети, которые объединяют компьютерное, серверное оборудование, периферийные устройства. Они реализуют совместный доступ и обмен информацией, использование ПО, печать документов, другие корпоративные задачи. Способы построения подразделяются на кабельное (Ethernet) или беспроводное подключение по Wi-Fi. При беспроводном подключении сеть этого типа называют Wireless Local Area Network (WLAN). Оборудование в составе LAN или WLAN может подключаться к internet.

Если ЛВС объединяет более двух компьютеров, то в ее состав обязательно включают различные дополнительные компоненты и узлы, поддерживающие стабильность связи. Это коммутаторы, ретрансляторы, концентраторы, мосты, другое оборудование.

Как правило, ЛВС строятся в пределах здания. Они отличаются высокой скоростью и стабильностью передачи данных, могут подключаться к объединениям высошего уровня, например, к интернету.

CAN — кампусная сеть

Этот вид объединяет несколько LAN в единую систему. Его применяют для построения информационной инфраструктуры комплекса зданий, в том числе учебных или медицинских учреждений, общежитий, производственных, офисных объектов и т.д. Связь поддерживается по оптоволоконному кабелю или беспроводным способом при помощи антенн E-Band или WiMAX.

MAN — региональная сеть

Региональная компьютерная сеть объединяет ЛВС на уровне города или ближайших населенных пунктов в единую систему. Это достаточно сложный тип в классификации. Расстояние между сетевыми устройствами в MAN может составлять несколько десятков километров. При этом между ними качество связи между ними должно поддерживаться на высоком уровне. Для этого применяют высокопроизводительные маршрутизаторы и оптоволоконный кабель. Беспроводная сеть WMAN строится на основе технологии WiMAX. Она используется для работы радиостанций и телеканалов. Также в среде WMAN организуют точки доступа Wi-Fi Hotspot, которые раздают интернет для желающих на улицах, в кафе, общественных местах, коворкингах. Она создает общегородскую информационную инфраструктуру.

WAN — глобальная сеть

Глобальная сеть Wide Area Network (WAN) объединяет неограниченное число узлов и устройств в разных регионах, странах и на материках. Исходя из этого описания, понятно, что для такой инфраструктуры невозможно использовать соединение Ethernet. Поэтому здесь применяют такие технологические решения, как ATM, PDH, SDH, IP/ MPLS, SONET. В этом типе систем применяются более сложное сетевое оборудование и протоколы по сравнению с ЛВС. Это необходимо для стабильной работы глобальной инфраструктуры.

WAN являются собственностью определенных компаний. Провайдеры пользуются ими на правах аренды для подключения конечных абонентов к интернету.

GAN — глобальная зональная сеть

Наиболее известный пример глобальной зональной сети (Globe Area Network) — интернет. Однако к этому типу классификации также относятся и закрытые GAN, которыми владеют отдельные крупные мировые компании. Они позволяют объединить во всемирную информационную инфраструктуру ЛВС и компьютеры в разных регионах и странах. Для построения существуют различные виды каналов, в том числе магистральные кабели, проложенные по океанскому дну, оптоволоконные магистрали, спутники.

VPN — виртуальная частная сеть

VPN (Virtual Private Network) относится к основным технологиям для защиты данных, сохранении анонимности в интернете, получения доступа к заблокированным ресурсам. Технология предусматривает создание виртуального канала связи, проложенный между сервером и клиентом через посредничество промежуточного серверного узла. Работа VPN строится на базе любой из физических компьютерных сетей, описания которых были приведены выше. Подключение через VPN позволяет установить зашифрованное соединение, скрыть конечный IP-адрес пользователя.

BAN — нательная сеть

Это наиболее специфичный тип классификации компьютерных сетей. В BAN объединяются в комплексную систему имплантированные и внешние умные нательные приборы. В том числе в ее составе могут работать пульсометры, кардиостимуляторы, мониторы артериального давления, другие приборы. Главная задача этой разновидности сетей состоит в обеспечении стабильной и согласованной работы всех подключенных устройств, поддерживающих жизнедеятельность или контроль состояния человека.

Принципы построения компьютерных сетей

Построение современных компьютерных сетей осуществляется на основе разной топологии. От нее зависят технические характеристики, особенности работы системы. Топология классифицируется на такие основные типы:

• линия;
• шина;
• кольцо;
• многосвязная;
• звезда.

Приведем краткие описания каждого из этих видов, рассмотрим их отличия и особенности.

Линия

В системе этого типа классификации предусматривается последовательное размещение абонентов на единой линии. Это простая схема, которая позволяет быстро выполнить внедрение. Однако основной минус этого вида топологии состоит в том, что отказе одного элемента перестает работать вся инфраструктура. В связи с этой особенностью тип топологии «линия» можно назвать морально устаревшим и технически несовершенным. Поэтому она уже практически не используется для построения ЛВС, и тем более, глобальных информационных сетей.

Шина

Этот вид топологии предусматривает подключение компьютеров к общей шине через T-коннекторы. На концах шины ставят специальные заглушки (терминаторы). Они поддерживают чистоту и помехоустойчивость сигнала, предотвращают его отражение. Основное отличие принципа работы информационной инфраструктуры состоит в том, что по шине сигнал поступает сразу на все подключенные машины. При этом каждый ПК анализирует информацию, и, если данные адресованы ему, приступает к их обработке.

Из описания принципа работы, понятны основные плюсы этого типа топологии:

• Простота монтажа и настройки системы.
• Уменьшение расхода кабеля при монтаже, благодаря малой протяженности линий.
• Предотвращение коллизий, поскольку каждый ПК перед передачей данных на шину проверяет, есть ли на ней сигнал.
• Высокая стабильность. При отказе одного элемента остальные продолжает работать в обычном режиме.

Главным минусом топологии этого вида можно назвать то, что система отличается малой скоростью работы в случае подключения значительного числа устройств. Кроме этого, повреждение шины приводит к одновременной потере связи на каждом терминале.

Кольцо

Общий принцип построения похож на топологию «линия». Основное различие состоит в том, что терминалы соединены друг с другом последовательно в замкнутое кольцо, по которому прохождение сигнала осуществляется только в одну сторону. Если нужно обеспечить передачу данных в двух направлениях. Выстраивается двойное кольцо. Принцип работы предусматривает, что каждый терминал получает данные от предыдущего ПК и анализирует их. Если пакет предназначен ему, компьютер выполняет его обработку. В противном случае он передает информацию дальше по кольцу.

Монтаж такой системы отличается простотой, она поддерживает высокоскоростную передачу данных и высокую стабильность по сравнению с «линией». Топология этого типа классификации позволяет объединять в сеть до 1000 устройств. Однако при отказе одного элемента нарушается работа всей системы.

Многосвязная

Этот вид топологии предусматривает подключение каждого узла по выделенным линиям со всеми остальными узлами. Этот принцип обеспечивает исключительную стабильность. Выход из строя любого компонента никак не отражается на работе остальных частей. Однако построение такой системы требует значительных затрат из-за большой протяженности кабельных линий. Поэтому многосвязная топология используется редко. Обычно ее применяют в ЛВС стратегических объектов, где важна безотказность и высокая скорость обмена данными.

Звезда

Данный тип в классификации стал развитием многосвязной топологии. Он использует более простую, но эффективную схему. Ее главной частью является центральный хаб или коммутатор. К нему по отдельной линии подключается каждый компьютер, включенный в сеть.

Основные плюсы топологии «звезда»:

• малый расход кабеля за счет уменьшения протяженности линии;
• сравнительно простой монтаж;
• высокая надежность, стабильная работа при значительных нагрузках;
• бесперебойность — выход из строя любого канала связи или ПК не отражается на работе остальных элементов системы.

Главная уязвимость топологии этого вида состоит в том, что при отказе хаба теряется связь на всех терминалах.

Заключение

Компьютерные сети и принципы их построения классифицируются на разные типы, между которыми существуют значительные отличия. Это позволяет выстраивать локальные и глобальные информационные системы для разных условий, обеспечивая сочетание надежности, высокой скорости передачи данных при минимизации затрат.

Все о сетях в компьютерах и передаче данных

С развитием информационных технологий началось совершенствование данных, а также методов работы с ними. В IT-сфере есть понятие компьютерных сетей, о котором пойдет речь далее. Постараемся изучить соответствующее определение, а также виды передачи информации в современном мире. Предложенные сведения пригодятся и разработчику, и системному администратору.

Определение

В качестве сети подразумевают некую связь объектов, которые обладают общими признаками. Они определенным образом связаны друг с другом. Соответствующие «контакты» бывают опосредованными и непосредственными. Объединение объектов, согласно Google, необходимо в целях экономии ресурсов вычислительной техники.

Компьютерная сеть – совокупность компьютеров и ноутбуков, которые связаны между собой каналами связи. Оные обеспечены коммуникационными устройствами, а также специализированным ПО, которое помогает использовать данные и оборудование совместно.

Немного теории

Перед тем, как изучить сети, стоит обратить внимание на несколько ключевых определений. Они помогут при углубленном рассмотрении вопроса. Согласно Google, необходимо запомнить следующие понятия:

1. Оконченный узел – устройство, которое способно передавать и/или принимать информацию. Сюда относят: телефоны, планшеты, компьютеры, терминалы, тонкие клиенты, ТВ.
2. Промежуточное устройство – оборудование, необходимое для соединения оконченных узлов друг с другом. Примеры: модем, концентратор, маршрутизатор, точка доступа Wi-Fi.
3. Сетевая среда. Google уверяет, что это такие среды, в которых осуществляется непосредственная передача информации. К данной категории относятся сетевые карты, коннекторы, кабели, оптоволокно.
4. FTP – стандартный протокол передачи информации с установлением соединения. Функционирует по протоколу TCP. Стандартным номером порта выступает 21.
5. TFTP – упрощенный вид протокола FTP. Работает без предварительного соединения. Для функционирования используется UDP. Встречается при загрузке образа бездисковыми рабочими станциями.

Эти сведения всегда можно отыскать в Google, но лучше запомнить их. Это упростит изучение сетей.

Кратко о классификации

Компьютерные сети бывают разными. Для передачи электронных материалов, согласно Google, могут использоваться следующие их виды:

• беспроводные;
• компьютерные;
• конвергентные;
• телефонные.

Также сети компьютерных устройств бывают:

• локальными;
• глобальными;
• беспроводными локальными;
• персональные;
• нательные.

Рассматриваемые типы сетей включают в себя разнообразное количество устройств. Занимают оные различные по размеру территории – от одного кабинета до нескольких сотен ПК и ноутбуков.

Локальные сети

Локальная сеть согласно Google – это LAN. Включает в себя ПК, которые расположены на небольшой территории. Обычно оные принадлежат одной компании. Благодаря небольшому расстоянию между устройствами, для передачи данных создаются широкие перспективы применения телекоммуникационных девайсов.

Локальная вычислительная сеть основана на базе среды передачи информации, представляющей собой структурированную кабельную систему здания. Для подключения, согласно Google, юзеру потребуется активное сетевое оборудование.

Локальная сеть может быть:

• с маршрутизацией информации;
• селекционной.

Локальную сеть удается рассмотреть в качестве совокупности серверов и рабочих станций. При обработке информации клиентом (пользователем или рабочей станцией) может быть сформирован запрос на сервер. За счет этого удается выполнять разные сложные процедуры. Пример – поиск по БД.

Ранги и иерархия

Клиент-серверная архитектура встречается в одноранговых локальных сетях, а также в иерархических «структурах»:

1. Одноранговая сеть – здесь каждый ПК (рабочая станция) обладает одинаковыми правами. Все задействованные устройства равноправны. Google указывает на то, что в одноранговых сетках допускается создание подсетей – рабочих групп с теми или иными именами.
2. Иерархическая сеть – одно из устройств будет выполнять функции хранения данных (это – выделенный сервер), которые используются остальными рабочими станциями в пределах сетки. Для создания и управления такой сетью требуются определенные навыки системного администрирования.

Сетки с выделенным сервером позволяет обрабатывать большой объем данных. Это помогает понизить требования к ресурсам других компьютеров сети. Сложное специализированное оборудование в данном случае не потребуется.

Глобальные

Компьютерные сети могут быть глобальными. Их изучение требует навыков системного администрирования. Сюда относят сети, которые соединяют между собой другие компьютерные сетки и устройства, находящиеся в различных городах и местах. Для работы применяются уже существующие линии связи.

Пример глобальной сети – это Интернет. Здесь все компьютерные «объединения» соединены друг с другом.

Беспроводные локальные

В Google можно отыскать массу разновидностей сеток устройств. Есть беспроводные локальные типы. Они:

• базируются на основе беспроводной Wi-Fi связи;
• помогают связывать два и более устройств при помощи беспроводных технологий для формирования LAN в строго ограниченной области;
• позволяют пользователю передвигаться по соответствующей территории, сохраняя подключение.

В Google удастся отыскать немало примеров использования соответствующего варианта. Встречается такая «модель» даже в обычных домах. Все это – за счет простоты инициализации и использования.

Региональные

По Google это нечто промежуточное между локальной и глобальной сеткой. Обеспечивают довольно качественное соединение, несмотря на десятки километров расстояния между узлами. При построении нового «варианта» ранее имеющиеся линии связи не используются. Их необходимо проложить заново.

Персональные

Объединяют персональные электронные устройства через беспроводную связь. Для этого используются Bluetooth и Wi-Fi технологии. К такому «объединению» разрешено подключать ограниченное количество абонентов (до 8 штук). Радиус действия относительно маленький – до 30 метров.

Нательные

Изучая виды сетей передачи имеющихся данных, в Google удастся отыскать информацию о нательных сетках. Они объединяют надеваемые и имплантированные компьютерные устройства (смарт-часы, фитнес-браслеты, мониторы пульса и давления и так далее).

Принцип передачи данных

Изучение сеток компьютерного типа невозможно без понимания принципов передачи электронных материалов. В Google соответствующий процесс описывается так:

1. Создается сеть, которая обеспечена девайсами и программным софтом.
2. Каждый клиент оснащается клиент-программой.
3. На серверы устанавливается программа-сервер. Она отвечает за предоставление услуг клиентам.
4. При помощи выбранного способа подключения (проводного, беспроводного) происходит объединение компьютеров, если это не было сделано ранее.
5. Клиент отправляет запрос на сервер.
6. Последний принимает команду и обрабатывает ее.
7. На выходе осуществляется выполнение заданного запроса.

Согласно Google, работа обеспечивается за счет протоколов (правил передачи данных) и узлов связи.

Интернет и протоколы

Для работы интернета в компьютерных сетях используются различные протоколы:

• HTTP – передача гипертекста;
• FTP – передача файла через файловый сервер;
• POP – стандартный протокол почтовых служб;
• SMTP – служит для создания наборов правил и принципов передачи электронных писем;
• TELNET – удаленный доступ;
• DNS – преобразование доменных имен в IP-адреса;
• TCP – манипуляции передачей и целостностью пакетов электронных материалов;
• PPP – согласно Google, помогает устанавливает прямую защищенную связь между двумя узлами, включая аутентификацию, шифрование, сжатие файлов;
• DNT – обладает нечувствительностью к большим задержкам сигнала, что помогает при сверхдальней космической связи.

Это – основные протоколы согласно Google, с которыми будет иметь дело каждый, кто работает в интернете.

Об адресации

Компьютерные сети, объединяющие более 2-х девайсов, будут обладать важным аспектом – адресацией. Для того, чтобы адресовать узлы и схемы их назначения, по Google, используются следующие требования:

1. Адрес является уникальным. Этот принцип актуален для сеток совершенно любого масштаба.
2. Схема назначения адресов – понятная и простая. Она не предусматривает дублирования.
3. Адрес в больших «объединениях» должны выступать иерархически. Это помогает ускорить скорость передачи данных.
4. Адресация понятна и простая не только для администрирования, но и для рядового пользователя.
5. Используемый адрес – компактный. Он не должен включать в себя перегрузку коммуникативного оборудования.

В Google указано, что компьютерные сети включают в себя одновременно несколько типов адресаций. Это приводит к тому, что девайсы поучают несколько адресов-имен.

P. S. Интересуют компьютерные сети, сетевые технологии, протоколы передачи данных? Обратите внимание на следующие курсы в Otus:

• «Network engineer «;
• «Network engineer. Basic «.