Определение компьютерной сети: Что такое компьютерная сеть? – Описание компьютерных сетей – AWS

1. Понятие компьютерной сети

4

Тема.
Введение в компьютерные сети

1.
Понятие компьютерной сети

2.
Классификация компьютерных сетей

3.
Локальная сеть и ее основные компоненты

4.
Топология сетей

Компьютерной
сетью (КС),
или сетью ЭВМ, называется комплекс
территориально рассредоточенных ЭВМ,
связанных между собой каналами передачи
данных и сетевым программным обеспечением.

В
общем случае КС представляется
совокупностью трех вложенных друг в
друга подсистем:

Компьютер
приобретает новое название: рабочая
станция,
сервер,
коммутационный компьютер.

В
частном случае КС может вырождаться в
одноуровневую сеть рабочих
станций (в этом случае КС называется
одноранговой) либо двухуровневую — сеть
рабочих станций с одним или с несколькими
серверами.

Заметим,
что успехи развития КС и микроэлектроники
привели к тому, что любой компьютер, в
том числе и персональный, также можно
рассматривать
как КС, но в микроминиатюрном исполнении.

Сеть
рабочих станций —
внешняя оболочка КС. Она представлена
совокупностью
рабочих станций и средств связи,
обеспечивающих взаимодействие
рабочих станций с сервером и, возможно,
между собой. Рабочая
станция (клиентская
машина, рабочее место, абонентский
пункт, терминал)
— это компьютер, за которым непосредственно
работает абонент КС.

Сеть
серверов —
совокупность серверов и средств связи,
обеспечивающих
подключение серверов к базовой сети
передачи данных. Компьютер,
выполняющий общие задачи КС и
предоставляющий услуги рабочим
станциям, называют сервером.

Базовая
сеть передачи данных —
совокупность средств передачи данных
между серверами. Она состоит из каналов
связи и узлов связи.

Узел
связи — совокупность
средств коммутации и передачи данных
в одном
пункте. Узел связи принимает данные,
поступающие по каналам связи, и передает
данные в каналы, ведущие к абонентам.
Характерным примером
узла связи является автоматическая
телефонная станция. Заметим,
что первая в мире электрическая сеть —
телефонная. Именно она легла
в основу базовой сети передачи данных
и во многом определила принципы построения
КС. Узел связи реализуется на основе
коммутационного компьютера и аппаратуры
передачи данных.

Коммутационный
компьютер управляет
приемом и передачей данных. Базовая
сеть передачи
данных является ядром КС, обеспечивающим
физическое объединение
компьютеров и других устройств.

Наиболее
значительные особенности реализации
КС можно проследить
по предложенным базовым классификационным
признакам.

Классификационный признак	Вид компьютерной сети
Занимаемая территория	• Локальная • Глобальная
Логика соединений (установления канала связи)	• С жесткой логикой соединений. • С программируемой (коммутируемой) логикой соединений
Число уровней иерархии сети	• Одноуровневая (одноранговая) • Многоуровневая
Аппаратно-программная платформа	• Однородная (гомогенная) • Неоднородная (гетерогенная)
Назначение	• Общего назначения • Специального назначения

По
территориальному признаку сети делятся
на локальные (Local
Area
Network,
LAN)
и глобальные (Wide
Area
Network,
WAN).
К локальным
относят
сети, организованные в пределах
существенно ограниченной территории
(комната, этаж, здание, соседние здания).
Глобальные
сети
простираются
на расстояния от десятков до десятков
тысяч километров, переплетаются
между собой и могут объединять сотни
локальных сетей. Понятия
«локальная сеть» и «глобальная сеть»
очерчивают собой область
различных решений КС.

В
частности, можно выделять региональную
сеть, т.е.
КС, расположенную на обширном участке
местности (город, район и т.д.). Из раскрытых
понятий видно, что четкую грань между
сетями различного типа провести
достаточно трудно, и это деление
представляется достаточно условным.

Чтобы
обеспечить быструю передачу больших
объемов информации в рамках региональных
и глобальных компьютерных сетей
используются
так называемые опорные
сети. Они
создаются на базе высокоскоростных
каналов связи (оптоволоконные линии,
спутниковая связь и т. д.).

Традиционно
в локальных сетях использовалась жесткая
логика соединений:
специальный
канал связи стандартной топологии
(шина, кольцо,
звезда), тогда как в глобальных сетях —
программируемая
(коммутируемая) логика соединений.
Именно
поэтому в качестве существенного
отличия локальных сетей от глобальных
до недавнего времени назывался
только один путь доставки информации
(наличие альтернативных путей
в глобальных сетях не отрицалось с
момента их зарождения). Бурное
развитие глобальных сетей в связи с
«открытием» Интернета изменило
представление о возможностях и принципах
построения локальных сетей.
Сейчас локальная сеть может быть
миниатюрной копией глобальной
сети (технология Интранет).

Глобальные
сети реализуют многоуровневый
принцип организации сети. В
таких сетях каждый следующий (от
пользователя) уровень реализует заявки
предыдущего. В этом смысле каждый
компьютер предыдущего уровня,
посылающий заявки на услуги, рассматривается
как клиент,
а каждый
компьютер последующего уровня,
предоставляющий услуги клиентам —
сервер.
В
одноуровневых
сетях
один и тот же компьютер (по отношению
к другим) может быть и клиентом, и
сервером.

С
момента создания первой КС сменилось
два поколения компьютеров, резко возросло
число их производителей и конструктивных
решений.
Это явилось объективной причиной
появления неоднородных
КС.

«Перерождение»
однородных
сетей
в неоднородные следует рассматривать
как естественный результат эволюционного
развития любой КС.

В
зависимости от назначения КС делят на
КС общего и специального
назначения.
Специализация современных КС обычно
производится на
прикладном уровне (за счет прикладных
программ пользователей). Тем не
менее, в военной области и банковской
сфере имеется множество примеров
специализации сетей за счет конструктивных
решений. Обычно специализированные
КС являются «персональными» сетями
организации, или корпоративными
сетями. Однако
это понятие (корпоративная сеть) в
литературе
не корректно связывают только с одним
классом «персональных» сетей — сетей
Интранет, программное обеспечение
которых основано
на стандартах Интернет.

— 2.4.1.

2.4.1. Общая характеристика компьютерных сетей

Компьютерной сетью (КС) или сетью ЭВМ называется комп­лекс территориально рассредоточенных ЭВМ, связанных меж­ду собой каналами передачи данных и сетевым программным обеспечением в целях эффективного использования запоминаю­щей среды и вычислительных мощностей при выполнении ин­формационно-вычислительных работ.  Поэтому КС можно рас­сматривать как систему с распределенными по территории аппаратными, программными и информационными ресурсами, причем технические средства определяют потенциальные, а программное обеспечение — реальные возмож-ности КС.

На особенности организации компьютерных сетей влияют базовые целевые установки создания КС. Их три:

1.  Мобилизация ресурсов на решение сложных задач.

2.  Минимизация ресурсов путем коллективного использования наиболее значимых (дорогих) из них.

3.  Интеллектуализация коммуникаций.

В общем случае КС представляется совокупностью трех вло­женных друг в друга подсистем (рис.2.3):

•   сети рабочих станций;

•   сети серверов;

•   базовой сети передачи данных.

В этой иерархии ЭВМ (далее — компьютер) приобретает но­вое название: рабочая станция, сервер, коммутационный ком­пьютер.

В частном случае КС может вырождаться в одноуровневую сеть рабочих станций (в этом случае КС называется одноранго­вой) либо двухуровневую — сеть рабочих станций с одним или более серверами. Заметим, что успехи развития КС и микро­электроники привели к тому, что любой компьютер, в том чис­ле и персональный, можно рассматривать как КС, но в мини­атюрном исполнении. 

Сеть рабочих станций — внешняя оболочка КС. Она пред­ставлена совокупностью рабочих станций и средств связи, обес­печивающих взаимодействие рабочих станций с сервером и, воз­можно, между собой. Рабочая станция (клиентская машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) — это компьютер, за которым непосредственно работает абонент КС.

Рис. 2.3. Обобщенная схема компьютерной сети

Сеть серверов — совокупность серверов и средств связи, обес­печивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных. Компьютер, выполняющий общие задачи КС и предос­тавляющий услуги рабочим станциям, называют сервером.

Базовая сеть передачи данных — совокупность средств пере­дачи данных между серверами. Она состоит из каналов связи и узлов связи.  Узел связи — совокупность средств коммутации и передачи данных в одном пункте. Узел связи принимает дан­ные, поступающие по каналам связи, и передает данные в кана­лы, ведущие к абонентам. Характерным примером узла связи является автоматическая телефонная станция. Заметим, что первая в мире электрическая сеть — телефонная. Именно она легла в основу базовой сети передачи данных и во многом опре­делила принципы построения КС. Базовая сеть передачи дан­ных является ядром КС, обеспечивающим объединение компь­ютеров и других устройств.

Геометрическая схема соединения (конфигурация физичес­кого подключения) узлов сети называется топологией сети. Су­ществует большое количество вариантов сетевых топологий, базовыми из которых являются шина, кольцо, звезда (рис.2.4).

1.  Шина. Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию — шину. Любой узел может (если у него есть на то разрешение) принимать информацию в любое время, а передавать — только тогда, когда шина свободна.

2.  Кольцо. Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Переда­ча данных осуществляется только в одном направлении. Каждый узел, помимо всего прочего, реализует функции ретран­слятора. Он принимает и передает все сообщения, восприни­мает только адресованные ему.

3. Звезда. Узлы сети объединены с «центром» лучами. Вся ин­формация передается через центр, что позволяет относитель­но просто выполнять поиск неисправностей и добавлять но­вые узлы без прерывания работы сети. Однако расходы на организацию каналов связи здесь обычно выше, чем у шины и кольца.

Рис. 2.4. Основные варианты топологии сети:

шина (а), кольцо (б) и звезда (в)

Комбинация базовых топологий — гибридная топология — обеспечивает получение широкого спектра решений, аккуму­лирующих достоинства и недостатки базовых. Например, двой­ное кольцо (при увеличении затрат на каналы связи) позволя­ет повысить надежность работы и производительность сети: Реализация звезды относительно каждого узла как центра обес­печивает связь «каждого с каждым», при этом появляется воз­можность организации альтернативных (обходных) путей между узлами.

Выбор топологии сети весьма ответственная задача, которая должна быть решена до начала проектирования и разработки KC. Изменение топологии на более поздних этапах — трудное и дорогостоящее мероприятие.

Очевидно, что в каждой подсистеме КС могут быть использо­ваны каналы связи, реализующие разные топологии и разные организационные принципы. В сети рабочих станций наиболее часто реализуются моноканалы (единственный канал), а в базо­вой сети передачи данных — поликанал (композиция монока­налов).

В настоящее время в моноканалах применяют следующие физические среды: эфир, коаксиальный кабель, волоконно-оп­тический кабель, витую (скрученную) пару и различные моди­фикации плоских кабелей.

В эфире моноканал может быть образован на различных час­тотах без применения каких-либо проводников. В зависимости от применяемой частоты сигналов различают радиоканал, инф­ракрасный, ультракоротковолновый и микроволновый каналы связи.

Каждый радиоканал образуется на определенной часто­те — несущей частоте радиосигналов — с помощью приемопере­датчиков. Радиоканал характеризуется небольшой скоростью передачи сигналов, средней стоимостью, расстояниями переда­чи в пределах радиовидимости, подверженностью всем видам радиопомех.

Инфракрасный канал удобен для передачи инфор­мации по разветвленным каналам связи в пределах прямой видимости. Он образуется с помощью инфракрасных сигна­лов, передаваемых малогабаритными передатчиками и воспри­нимаемых очень чувствительными приемниками. Благодаря инфракрасным частотам канал нечувствителен к электромаг­нитным наводкам, которые могут излучаться силовыми элек­трическими блоками, электросварочными аппаратами и дру­гими агрегатами в условиях работы в производственных по­мещениях.

Ультракоротковолновый канал использует в ос­новном ультракоротковолновую приемопередающую радио- и те­левизионную аппаратуру. Достоинством ультракоротковолново­го канала является возможность использования маломощной приёмопередающей аппаратуры, повышенная помехоустойчивость по отношению к амплитудно-модулированным электромагнитным помехам, воз-можность размещения в рамках ультракоротковол­нового канала большого числа каналов связи, то есть образования поликанала. Освоение диапазона ультракоротких волн по­зволило создать радиорелейные линии.

Рождение спутниковых систем связи полностью решило за­дачу передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Спутниковая система связи включает множество наземных станций и ретранслятор, находящийся на спутнике. Наземные станции отслеживают движение спутника относитель­но Земли до тех пор, пока он не скроется за горизонтом. Ретран­слятор спутника реализован так, что он обеспечивает многостанционный доступ (непосредственный доступ имеют сразу же несколько наземных станций). Линия связи через спутниковый ретранслятор обладает большой пропускной способностью, пе­рекрывает огромные расстояния и вследствие низкого уровня помех может передавать информацию с высокой надежностью. Дополнительные преимущества имеет связь через геостационар­ный спутник. Во-первых, высота геостационарной орбиты тако­ва, что спутник «видит» почти третью часть поверхности земно­го шара, а во-вторых, этот спутник обеспечивает передачу и прием при неподвижных антеннах наземных станций. Основной недо­статок спутниковой связи — высокая стоимость. Однако много­станционный доступ делает удельные затраты на спутниковую связь приемлемыми для практического применения.

Микроволновый канал основан на использовании света для передачи информации, причем в качестве источника информа­ции здесь применяют специальные лазеры. Передавать инфор­мацию с помощью световой несущей можно в двух средах: в ат­мосфере и по искусственному проводнику света — световоду. В атмосфере этот канал работает устойчиво в зоне прямой ви­димости. Величина «прямой видимости» существенно возрас­тает, при использовании световода. Световод — сверхпрозрач­ное стекловолокно. Его малый диаметр (тоньше человеческого волоса) позволяет упаковывать множество световодов в один кабель небольшого диаметра. Такие волоконно-оптические ка­бели прочно удерживают первенство среди высокоскоростных моноканалов. С их помощью можно передавать все виды ин­формации: речь, данные и телевизионные изображения. Они расширяют возможности и устойчивость работы микроволно­вого канала, поскольку заменяют эфир более надежной физи­ческой средой.

Современные коаксиальные кабели имеют разную конструк­цию, предусматривающую внутренний проводник и внешнюю экранирующую поверхность, благодаря которой кабель практи­чески не излучает помехи на любом расстоянии. По технико-эксплуатационным показателям различают широкополосные и узкополосные коаксиальные кабели. Они представляют собой часто используемую физическую среду передачи информации в сети рабочих станций.

Витая пара проводников — самое доступное для массового пользователя средство соединения рабочих станций. Здесь не нужно использовать дефицитные кабели и осуществлять их про­кладку в соответствии с требованиями отраслевых стандартов. Витая пара может быть просто проложена на полу либо по стене временно или постоянно. Поэтому фактическая стоимость раз­работки и эксплуатации каналов передачи данных на основе витой пары самая низкая среди остальных видов моноканалов. В витой паре улучшаются условия защиты от внешних помех по сравнению с одиночным проводником. Однако эти условия значительно хуже, чем в коаксиальных и волоконно-оптичес­ких кабелях.

Плоский кабель представляет собой совокупность проводни­ков, объединенных общей экранирующей сеткой и изолирован­ных друг от друга. Их конструкция ориентирована на передачу информации в параллельном коде по 8, 16 и 32 бита, обычно на небольшие расстояния (до 15 м).

Подключение компьютера к сети несколько напоминает под­ключение электрического прибора (телевизора, холодильника, утюга и пр.) к электрической сети. Компьютер тоже является электрическим прибором, поэтому в сеть питания он включает­ся с помощью розетки и вилки, но «розетка и вилка» нужны компьютеру и для включения в КС. Однако эти «розетка и вил­ка» не столь просты, как электрические. Для эксплуатации эфира необходимы приемники и передатчики, а для работы с коакси­альными, волоконно-оптическими кабелями и витой парой (ко­торые наиболее часто используются для организации сети рабо­чих станций) помимо специальных приемников и передатчиков нужны еще и тройники-ответвители.

Базовые принципы организации КС определяют ее основные характе-ристики: 

•   операционные возможности;

•    производительность;

•    время доставки сообщений;

•    стоимость предоставляемых услуг.

Операционные возможности — перечень основных действий по обработке данных. Компьютеры, входящие в состав КС, обес­печивают пользователей всеми традиционными видами обслу­живания: средствами автоматизации программирования, досту­пом к пакетам прикладных программ, базами данных и однако основной эффект от объединения компьютеров в КС проявляет­ся в полной доступности ресурсов сети для пользователей (або­нентов). Абоненты сети имеют возможность использовать па­мять и процессоры многих компьютеров для хранения и обработки данных. Предоставляемая КС возможность параллель­ной обработки данных многими компьютерами и дублирования необходимых ресурсов позволяет сократить время решения за­дач, повысить надежность системы и достоверность результа­тов. Абонентам КС доступны сосредоточенные в каждом компь­ютере программное обеспечение и базы данных. Пользователи сети имеют возможность построения распределенных баз дан­ных, размещенных в памяти многих компьютеров, создания сложных информационных структур. Информационные связи между абонентами позволяют коллективам пользователей ре­шать задачи моделирования сложных систем, выполнять проек­тные и другие работы, опираясь на распределенное между мно­гими компьютерами программное обеспечение и базы данных. Эти же связи, очевидно, снижают защищенность программного обеспечения и баз данных от несанкционированного воздействия.

Таким образом, сетевая обработка данных — качественно новая организация обработки, при которой, с одной стороны, в значительной степени увеличивается предел сложности и ско­рость решения задач, требующих участия больших коллективов работников, и, с другой стороны, снижается ворог конфиденци­альности хранящейся в КС информации.

Производительность КС (по отношению к задаче) представ­ляет собой суммарную производительность компьютеров, уча­ствующих в решении задачи пользователя. При этом обычно производительность компьютеров означает номинальную произ­водительность их процессоров.

Время доставки сообщений определяется как статистическое среднее время от момента передачи сообщения в сеть до момен­та получения сообщения адресатом.

Понятие «стоимость предоставляемых услуг» вводится здесь без комментариев.

Что такое компьютерная сеть? — GeeksforGeeks

Компьютерная сеть представляет собой систему, которая соединяет множество независимых компьютеров для обмена информацией (данными) и ресурсами. Интеграция компьютеров и других различных устройств позволяет пользователям легче общаться.
Компьютерная сеть представляет собой совокупность двух или более компьютерных систем, связанных друг с другом. Сетевое соединение можно установить с помощью кабеля или беспроводной среды. Аппаратное и программное обеспечение используется для соединения компьютеров и инструментов в любой сети.
Компьютерная сеть состоит из различных узлов. Серверы, сетевое оборудование, персональные компьютеры и другие специализированные или универсальные хосты могут быть узлами в компьютерной сети. Имена хостов и сетевые адреса используются для их идентификации.

Критерии хорошей сети:

1. Производительность: Ее можно измерить разными способами, включая время передачи и время отклика. Транзитное время — это время, необходимое сообщению для перемещения от одного устройства к другому. Время ответа — это время, прошедшее между запросом и ответом. Производительность сети зависит от ряда факторов, в том числе от количества пользователей, типа носителя и оборудования 9.0014
2. Надежность: В дополнение к точности измеряется частота отказов, время, необходимое каналу для восстановления после отказа, и устойчивость сети в случае катастрофы.
3. Безопасность: Проблемы сетевой безопасности включают защиту данных от несанкционированного доступа, защиту данных от повреждения и изменений, а также реализацию политик и процедур восстановления после нарушений и потери данных.

Цель сети:

• Программы не должны выполняться в одной системе из-за разделения ресурсов и нагрузки.
• Снижение затрат — принтеры, ленточные накопители и другие периферийные устройства могут использоваться несколькими машинами.
• Надежность. Если одна машина выходит из строя, ее место может заменить другая.
• Масштабируемость (просто добавить больше процессоров или компьютеров)
• Связь и почта (люди, живущие порознь, могут работать вместе)
• Доступ к информации (удаленный доступ к информации, доступ в Интернет, электронная почта, видеоконференции и онлайн-покупки )
• Интерактивные развлечения (онлайн-игры, видео и т. д.)
• Социальные сети

Типы сетей

Разделение по средствам связи

• Проводная сеть: Как мы все знаем, «проводной ” относится к любой физической среде, состоящей из кабелей. Медный провод, витая пара или оптоволоконные кабели — все это варианты. Проводная сеть использует провода для подключения устройств к Интернету или другой сети, например ноутбуков или настольных ПК.
• Беспроводная сеть: «Беспроводная» означает беспроводную среду, состоящую из электромагнитных волн (ЭМ-волн) или инфракрасных волн. Антенны или датчики будут присутствовать на всех беспроводных устройствах. Сотовые телефоны, беспроводные датчики, телевизионные пульты, приемники спутниковых дисков и ноутбуки с картами WLAN — все это примеры беспроводных устройств. Для передачи данных или голоса в беспроводной сети используются радиочастотные волны, а не провода.

Подразделение в зависимости от зоны обслуживания

• Локальная вычислительная сеть (ЛВС): ЛВС — это сеть, покрывающая площадь около 10 километров. Например, сеть колледжа или офисная сеть. В зависимости от потребностей организации локальная сеть может быть отдельным офисом, зданием или кампусом. У нас может быть два ПК и один принтер в домашнем офисе, или он может распространяться на всю компанию и включать аудио- и видеоустройства. Каждый хост в локальной сети имеет идентификатор, адрес, который определяет хосты в локальной сети. Пакет, отправленный узлом другому узлу, содержит как адрес исходного узла, так и адрес узла назначения.
• Городская сеть (MAN): MAN относится к сети, охватывающей весь город. Например: рассмотрим сеть кабельного телевидения.
• Глобальная сеть (WAN): WAN относится к сети, которая соединяет страны или континенты. Например, Интернет позволяет пользователям получать доступ к распределенной системе под названием www из любой точки земного шара. WAN соединяет соединяющие устройства, такие как коммутаторы, маршрутизаторы или модемы. ЛВС обычно находится в частной собственности организации, которая ее использует. Сегодня мы видим два различных примера глобальных сетей: глобальные сети типа «точка-точка» и глобальные сети с коммутацией 9.0014

           Точка-точка : соединяет два подключаемых устройства через среду передачи.

           Коммутируемая: Коммутируемая глобальная сеть — это сеть с более чем двумя концами.

В зависимости от типа связи 

• Сети «точка-точка»: Сеть «точка-точка» — это тип сети передачи данных, которая устанавливает прямую связь между двумя сетевыми узлами.
  Прямая связь между двумя устройствами, такими как компьютер и принтер, называется соединением «точка-точка».
• Многоточечный : это тот, в котором более двух конкретных устройств имеют общие ссылки. В многоточечной среде пропускная способность канала распределяется либо в пространстве, либо во времени. Если несколько устройств могут использовать ссылку одновременно, это соединение с пространственным разделением.
• Сети вещания: В сетях вещания — способ подачи сигнала, при котором несколько сторон могут слышать одного отправителя. Радиостанции являются отличной иллюстрацией «вещательной сети» в повседневной жизни. В этом сценарии радиостанция является отправителем данных/сигнала, а данные предназначены только для передачи в одном направлении. Если быть точным, подальше от радиовышки.

В зависимости от типа архитектуры

• Сети P2P: Компьютеры с аналогичными возможностями и конфигурациями называются одноранговыми.
  «Peer to Peer» — это сокращение от «peer to peer». «Пэры» в одноранговой сети — это компьютерные системы, которые подключены друг к другу через Интернет. Без использования центрального сервера файлы могут напрямую передаваться между системами в сети.
• Сети клиент-сервер: Каждый компьютер или процесс в сети является либо клиентом, либо сервером в архитектуре клиент-сервер (клиент/сервер). Клиент запрашивает услуги у сервера, которые сервер предоставляет. Серверы — это высокопроизводительные компьютеры или процессы, управляющие дисководами (файловые серверы), принтерами (серверы печати) или сетевым трафиком (сетевые серверы).
• Гибридные сети: Гибридная модель -серверная и одноранговая архитектура. Например: Торрент.

Топология сети

1. Топология шины: Каждый компьютер и сетевое устройство подключены к одному кабелю в сети с топологией шины. Топология линейной шины определяется как имеющая ровно два терминала.

Преимущества

• Установка проста.
• По сравнению с ячеистой, звездообразной и древовидной топологиями шина использует меньше кабелей.

Недостатки

• Сложность реконфигурации и локализации неисправностей.
• Неисправность или обрыв кабеля шины прерывает всю связь.

2. Топология «кольцо»: Топология называется топологией «кольцо», потому что один компьютер подключен к другому, причем последний компьютер подключен к первому. Ровно два соседа для каждого устройства. Сигнал передается по кольцу в одном направлении. Каждое кольцо включает повторитель.

Преимущества

• Передача данных относительно проста, поскольку пакеты перемещаются только в одном направлении.
• Нет необходимости в центральном контроллере для управления связью между узлами.
• Простая установка и реконфигурация
• Упрощенные ошибочные соединения

Недостатки

• В однонаправленном кольце пакет данных должен проходить через все узлы.
• Все компьютеры должны быть включены, чтобы они могли соединяться друг с другом.

3. Топология «звезда»: Каждое устройство в топологии «звезда» имеет выделенный двухточечный канал связи с центральным контроллером, который обычно называют концентратором. Прямой связи между устройствами нет. Трафик между устройствами в этой топологии запрещен. В качестве обмена используется контроллер.

Преимущества

• При подключении или отключении устройств нет прерываний сети.
• Просто установить и настроить.
• Идентифицировать и локализовать неисправности очень просто.
• Дешевле, чем ячеистая сеть
• Простота установки и настройки

Недостатки

• Узлы, подключенные к концентратору, коммутатору или концентратору, выходят из строя, если они выходят из строя.
• Из-за стоимости концентраторов это дороже, чем топологии с линейной шиной.
• Требуется больше кабеля по сравнению с шиной или кольцом
• Слишком большая зависимость от концентратора

Пример: используется в высокоскоростных локальных сетях

-к -точка подключения к любому другому устройству. Термин «выделенный» относится к тому факту, что ссылка передает данные исключительно между двумя устройствами, которые она связывает. Для подключения n устройств полносвязная ячеистая сеть содержит n *(n-1)/2 физических каналов.

Преимущества

• Данные могут отправляться с нескольких устройств одновременно. Эта топология может обрабатывать большой трафик.
• Даже в случае сбоя одного из подключений всегда доступна резервная копия. В результате передача данных не затрагивается.
• Физические границы не позволяют другим пользователям получить доступ к сообщениям
• Связи «точка-точка» упрощают передачу и локализацию неисправностей

Недостатки

• Необходимое количество кабелей и портов ввода/вывода.
• Объем проводки может быть больше, чем может вместить имеющееся пространство.
• Сложно установить и перенастроить.

     Пример:  подключение телефона регионального офиса, в котором каждый региональный офис должен быть подключен к каждому другому региональному офису.

5. Топология дерева: Топология дерева аналогична топологии звезды. Узлы в дереве, как и в звезде, подключены к центральному концентратору, который управляет сетевым трафиком. У него есть корневой узел, который связан со всеми другими узлами, создавая иерархию. Иерархическая топология — это другое ее название. Количество сетей Star подключается через шину в древовидной топологии.

Преимущества

• Расширение сети возможно и просто.
• Мы разделяем всю сеть на части (звездообразные сети), которыми легче управлять и обслуживать.
• Другие сегменты не затрагиваются, если один сегмент поврежден.

Недостатки

• Древовидная топология в значительной степени зависит от кабеля главной шины из-за его базовой структуры, и в случае его отказа вся сеть становится неработоспособной.
• Обслуживание становится более сложным, когда добавляется больше узлов и сегментов.

Сетевые устройства 

Основное аппаратное обеспечение, соединяющее сетевые узлы, такое как карты сетевого интерфейса (NIC), мосты, концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы, используется во всех сетях. Кроме того, необходим механизм для соединения этих частей здания, который обычно представляет собой гальванический кабель, а оптический кабель менее популярен («оптоволокно»). Ниже приведены сетевые устройства:

• NIC (сетевая интерфейсная карта): A сетевая карта, часто известная как сетевой адаптер или NIC (сетевая интерфейсная карта), представляет собой компьютерное оборудование, которое позволяет компьютерам обмениваться данными через сеть. Он предлагает физический доступ к сетевым средам, и во многих случаях MAC-адреса служат низкоуровневой схемой адресации. Каждая сетевая карта имеет свой идентификатор. Он хранится на чипе, прикрепленном к карте.
• Повторитель: Повторитель — это электрическое устройство, которое принимает сигнал, очищает его от нежелательных помех, восстанавливает его и ретранслирует с более высоким уровнем мощности или на противоположную сторону препятствия, позволяя сигналу проходить на большие расстояния. без деградации. В большинстве сетей Ethernet с витой парой повторители необходимы для кабелей длиной более 100 метров в некоторых системах. Повторители основаны на физике.
• Концентратор: Концентратор — это устройство, которое объединяет множество витых пар или оптоволоконных устройств Ethernet, создавая иллюзию формирования единого сегмента сети. Устройство можно представить как многопортовый повторитель. Сетевой концентратор — относительно простое широковещательное устройство. Любой пакет, входящий в любой порт, регенерируется и передается на все остальные порты, а концентраторы не контролируют трафик, проходящий через них. Коллизии пакетов происходят в результате отправки каждого пакета через все другие порты, что существенно затрудняет бесперебойную связь.
• Мосты: Мосты транслируют данные на все порты, но не на тот, который получил передачу. Мосты, с другой стороны, узнают, какие MAC-адреса доступны через определенные порты, а не копируют сообщения на все порты, как это делают концентраторы. Как только порт и адрес связаны, мост будет передавать трафик только для этого адреса на этот порт.
• Коммутаторы: Коммутатор отличается от концентратора тем, что он пересылает кадры только на порты, участвующие в обмене данными, а не на все подключенные порты. Домен коллизий нарушен коммутатором, но сам коммутатор показывает себя как широковещательный домен. Решения о пересылке кадров принимаются коммутаторами на основе MAC-адресов.
• Маршрутизаторы: Маршрутизаторы — это сетевые устройства, которые используют заголовки и таблицы пересылки для поиска оптимального способа пересылки пакетов данных между сетями. Маршрутизатор — это компьютерное сетевое устройство, которое связывает две или более компьютерных сетей и выборочно обменивается пакетами данных между ними. Маршрутизатор может использовать информацию об адресе в каждом пакете данных, чтобы определить, находятся ли источник и пункт назначения в одной сети или пакет данных должен передаваться между сетями. Когда в большом наборе взаимосвязанных сетей развернуто множество маршрутизаторов, маршрутизаторы совместно используют адреса целевых систем, чтобы каждый маршрутизатор мог разработать таблицу, отображающую предпочтительные пути между любыми двумя системами в связанных сетях.
• Шлюзы: Для обеспечения совместимости системы шлюз может содержать такие устройства, как трансляторы протоколов, устройства согласования импеданса, преобразователи скорости, изоляторы неисправностей или трансляторы сигналов. Это также требует разработки административных процедур, приемлемых для обеих сетей. Выполняя необходимые преобразования протоколов, шлюз преобразования/отображения протоколов присоединяется к сетям, в которых используются различные технологии сетевых протоколов.

Интернет

Интернет — это более крупная сеть, которая позволяет компьютерным сетям, контролируемым предприятиями, правительствами, колледжами и другими организациями по всему миру, взаимодействовать друг с другом. В результате возникает клубок кабелей, компьютеров, центров обработки данных, маршрутизаторов, серверов, повторителей, спутников и вышек Wi-Fi, которые позволяют цифровым данным распространяться по всему миру.

Интернет представляет собой обширную сеть сетей, функционирующих как сетевая инфраструктура. Он связывает миллионы компьютеров по всему миру, создавая сеть, в которой любой компьютер может общаться с любым другим компьютером, если они оба подключены к Интернету.

Интернет — это глобальная сеть взаимосвязанных компьютеров, которые общаются и обмениваются информацией с помощью стандартизированного комплекта протоколов Интернета.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Перечислите преимущества и недостатки Интернета.

Решение:

Преимущества Интернета:

• Источник развлечений. Онлайн-игры, разговоры, просмотр веб-страниц, музыка, фильмы, драмы и сериалы быстро становятся самыми популярными способами скоротать время.
• Источник информации. Нет лучшего места для проведения исследований, чем Интернет. Мы можем узнавать о последних тенденциях, общаться с экспертами, не посещая их физически, и обращаться за профессиональным советом через Интернет.
• Электронная коммерция. С развитием интернет-технологий появились крупные предприятия электронной коммерции, такие как Amazon, Ali Baba, myntra и т. д.
• Работа на дому, сотрудничество с другими и доступ к международной рабочей силе — все это преимущества.
• Постоянно обновляется. Поскольку существуют сотни тысяч групп новостей и служб, которые держат вас в курсе с каждым тиком часов, Интернет является источником самых последних новостей.

Недостатки Интернета:

• Потеря времени. Большинство людей считают, что слишком много времени проводить в Интернете вредно для здоровья молодых людей и приводит к ожирению.
• Отмывание денег. Помимо сайтов с хорошей репутацией, существуют некоторые рекламные сайты в социальных сетях, которые пытаются украсть вашу личную информацию, информацию о кредитной карте и даже ваш пин-код. Вы можете легко стать жертвой мошенничества с деньгами, если они получат эту информацию.
• Доступ к личным данным. Благодаря хакерскому сообществу теперь довольно легко расшифровать чей-то чат или электронную почту. Как мы все знаем, данные передаются пакетами, которые хакеры могут легко обнаружить и восстановить.
• Преследование и угрозы. Хулиганы существуют в Интернете так же, как и в реальной жизни, и они могут снизить вашу самооценку, преследуя вас и угрожая вам. Некоторые из этих лиц могут быть людьми, которые знают некоторые ваши личные данные и не любят вас, и могут использовать эту информацию, чтобы беспокоить вас.

Вопрос 2: Перечислите способы подключения к Интернету.

Решение:

Мы можем подключиться к Интернету следующими способами:

• Dial-Up — для доступа в Интернет при таком типе подключения пользователи должны подключить свою телефонную линию к компьютеру. . Эта ссылка запрещает пользователю использовать многоуровневую службу домашнего телефона для совершения или приема вызовов.
• Широкополосный доступ. Широкополосный доступ — это высокоскоростное подключение к Интернету, которое часто используется в настоящее время и предоставляется кабельными или телефонными компаниями.
• Беспроводное соединение – Доступ в Интернет осуществляется с помощью радиоволн, поэтому к Интернету можно подключиться из любого места. Wi-Fi и операторы мобильной связи являются примерами беспроводных подключений.

Вопрос 3: Сравните Интернет и Всемирную паутину

Решение:

Сэру Тиму Бернерсу-Ли приписывают создание Всемирной паутины. Он придумал основную идею WWW, работая в Европейской организации ядерных исследований в 1919 году.89. Он хотел объединить развивающиеся технологии компьютеров, сетей передачи данных и гипертекста в мощную и простую в использовании всемирную информационную систему.

Интернет представляет собой обширную сеть сетей, функционирующих как сетевая инфраструктура. Он связывает миллионы компьютеров по всему миру, создавая сеть, в которой любой компьютер может общаться с любым другим компьютером, если они оба подключены к Интернету. World Wide Web, или просто Web, — это способ получения доступа к информации через Интернет.

Всемирная паутина, также известная как «www», представляет собой набор веб-страниц, которые могут быть быстро опубликованы в Интернете и прочитаны миллионами людей.

Вопрос 4: Что такое полная форма www?

Решение:

Полная форма www — это World Wide Web. Это самое доминирующее программное обеспечение в мире, широко известное как Интернет.

Вопрос 5: В чем основное различие между Интернетом и сетью?

Решение:

Серийный номер	Сеть	90 007 Интернет
1.	Сеть представляет собой совокупность двух или более компьютерных систем.	Интернет, с другой стороны, представляет собой соединение нескольких сетей.
2.	Требуются небольшие аппаратные устройства по сравнению с Интернетом.	Требуется больше аппаратных устройств по сравнению с сетью.
3.	Ограниченный географический (небольшой по площади)	Территориально обширный (большой по площади)
4.	Покрывает небольшую площадь, низкий частота ошибок	Так как охватывает большую площадь, выше частота ошибок
5.	Низкая стоимость связи	Высокая стоимость связи

Что такое компьютерные сети? | Университет ДеВри

Что такое компьютерная сеть?

Сегодняшняя традиционная компьютерная сеть состоит из таких устройств, как сетевые коммутаторы, маршрутизаторы и контроллеры. Сетевой коммутатор подключает устройства к сети. Маршрутизатор отправляет и получает данные в сеть и из сети и подключает локальную сеть к Интернету. Сетевой контроллер оптимизирует производительность в соответствии с входными бизнес-целями.

Современные компьютерные сети, с другой стороны, также включают подключения к повседневным устройствам, таким как камеры, дверные звонки, аудио/видеосистемы, термостаты и т. д. Эти интеллектуальные устройства имеют возможность подключения к Интернету и составляют то, что обычно называют как Интернет вещей (IoT).

Компьютерные сети являются основой ИТ-коммуникаций, самыми ранними примерами которых являются компьютерные сети размером с комнату, появившиеся в 1960-х годах. По мере развития технологий и роста списка устройств IoT компьютерные сети и потребность в специалистах, которые могут настраивать и обслуживать эти сети, будут по-прежнему иметь решающее значение. Только бесперебойно работающие и безопасные компьютерные сети могут обеспечить бесперебойную передачу информации, которую мы привыкли ожидать от наших подключенных устройств.

Как работает компьютерная сеть?

Компьютерные сети позволяют набору устройств обмениваться данными и ресурсами друг с другом через проводные или беспроводные соединения. Сетевые конфигурации являются гибкими и уникальными для каждой ситуации, в которой они используются. При этом для каждой сети требуются две основные вещи: 1) сетевой адаптер, который позволяет компьютеру взаимодействовать с сетью, и 2) централизованный концентратор, к которому устройства могут подключаться для доступа к сети.

Например, интернет-модем, предоставляемый вашим интернет-провайдером, используется для подключения вашего персонального компьютера к Интернету (действуя в качестве сетевого адаптера). Беспроводной маршрутизатор, к которому вы подключаете свой ноутбук, смартфон и принтер с помощью WiFi, — это то, как дополнительные устройства могут получить доступ к вашему интернет-соединению (выступая в качестве вашего централизованного концентратора).

Что делают компьютерные сети?

Компьютерные сети обычно используются для того, чтобы позволить устройствам внутри сети передавать, обмениваться или иным образом обмениваться информацией и ресурсами друг с другом. Сети могут быть настроены для подключения устройств в домашней или бизнес-среде, вплоть до подключения общенационального или глобального предприятия.

Независимо от масштаба, компьютерные сети можно использовать для многих целей, например:

• Цифровая связь по электронной почте, обмен мгновенными сообщениями и т. д.
• Подключение устройств, таких как принтеры, сканеры и копировальные аппараты
• Обмен файлами через беспроводную связь
• Совместное использование и управление программным обеспечением на удаленных рабочих станциях

Какие типы компьютерных сетей существуют?

Различные типы компьютерных сетей зависят от цели и географической области, для которой они предназначены.

Вот наиболее распространенные типы компьютерных сетей, упорядоченные от наименьшего диапазона к наибольшему:

• Персональная сеть (PAN) — Сеть (беспроводная или не беспроводная), в которой устройство человека является центром сеть с другими подключенными к ней устройствами
• Локальная вычислительная сеть (LAN) – Сеть, охватывающая ограниченную территорию, например дом, офис или школу
• Сеть кампуса (CAN) – Сеть, охватывающая ряд зданий, расположенных ближе друг к другу, как правило, правительственное учреждение, университет, корпорация или организация
• Корпоративные частные сети (EPN) — Сеть, используемая компанией для подключения различных сайтов в разных местах с целью совместного использования ресурсов
• Городская сеть (MAN) — ряд локальных сетей в пределах города, обычно города, которые иногда подключаются к глобальной сети (WAN)
• Глобальная вычислительная сеть (WAN) – Сеть, охватывающая большую географическую территорию, обычно с радиусом более километра
• Глобальная вычислительная сеть (GAN) – Сеть, охватывающая весь мир и соединяющая сети по всему миру (например, Интернет)

Каково будущее компьютерных сетей?

Компании и организации претерпевают значительный сдвиг парадигмы после пандемии, стремясь полностью оцифровать свой бизнес. В результате современные сети становятся все более важными компонентами для обеспечения непрерывности бизнеса и стабильного взаимодействия с пользователем. С увеличением количества доступных IoT-устройств и увеличением трафика, поскольку все больше компаний используют Интернет, управление данными и объемом трафика становится все более серьезной проблемой.

Компьютерные сети развиваются по-разному, чтобы удовлетворить эти потребности. Некоторые тенденции включают автоматизацию маршрутизации трафика и операций для большей гибкости бизнеса, автоматизацию производительности сети для улучшения результатов, выполнение автоматического анализа безопасности для защиты от угроз и масштабирование сетей за счет виртуализации аспектов сетевой инфраструктуры.

Компьютерные сети стремятся к будущему, которое будет в значительной степени автоматизировано, полагаясь на ботов и другие технологии автоматизации для эффективного и действенного развертывания сети и управления ею. Способность выявлять неэффективные операции и устранять их с помощью автоматизированных технологий может оказаться бесценным набором навыков для тех, кто сегодня думает о карьере в области компьютерных сетей.