Компьютерная вычислительная сеть это: Понятие вычислительных сетей | Товароведение

Понятие вычислительных сетей | Товароведение

 

Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации системы обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникла потребность перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.

Распределенная обработка данных — это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Компьютерная (вычислительная) сеть — это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Абонентами сети (т. е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т. д.

В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:

• глобальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам;
• региональные — вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;
• локальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т. д.

Объединение глобальных, региональных и локальных компьютерных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии, обеспечивающие мощные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам.

В общем случае компьютерная сеть представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем: сети рабочих станций, сети серверов и базовой сети передачи данных.

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

Сервер — это компьютер, выполняющий общие задачи компьютерной сети и предоставляющий услуги рабочим станциям. Сеть серверов — это совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных.

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

 

Базовыми требованиями, определяющими архитектуру компьютерных сетей, являются следующие:

• открытость — возможность включения дополнительных компьютеров, терминалов, узлов и линий связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов;
• живучесть — сохранение работоспособности при изменении структуры;
• адаптивность — допустимость изменения типов компьютеров, терминалов, линий связи, операционных систем;
• эффективность — обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах;
• безопасность информации.
  Безопасность — это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

Указанные требования обеспечиваются модульной организацией управления процессами в сети, реализуемой по многоуровневой схеме. Чисдо уровней и распределение функций между ними существенно влияет на сложность программного обеспечения компьютеров, входящих в сеть, и на эффективность сети. Формальной процедуры выбора числа уровней не существует. Классической является семиуровневая схема. Эта архитектура пришита в качестве эталонной модели.

Уровень 1 — физический — реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи и формированию сигналов, представивших передаваемые данные.

Уровень 2 — канальный — обеспечивает надежную передачу данных через физический канал, организованный на уровне 1.

Уровень 3 — сетевой — обеспечивает выбор маршрута передачи сообщений по линиям, связывающим узлы сети.

Уровни 1-3 организуют базовую сеть передачи данных как систему, обеспечивающую надежную передачу данных между абонентами сети.

Уровень 4 — транспортный — обеспечивает сопряжение абонентов сети с базовой сетью передачи данных.

Уровень 5 — сеансовый — организует сеансы связи на период взаимодействия процессов. На этом уровне по рапросам процессов создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения — логические каналы.

Уровень 6 — представительный — осуществляет трансформацию различных языков, форматов данных и кодов для взаимодействия разнотипных компьютеров.

Уровень 7 — прикладной — обеспечивает поддержку прикладных процессов пользователей. Порядок реализации связей в сети регулируется протоколами. Протокол — это набор коммутационных правил и процедур по формированию и передаче данных в сети.

Базовые принципы организации компьютерной сети определяют ее основные характеристики:

• операционные возможности — перечень основных действий по обработке данных. Абоненты сети имеют возможность использовать память и процессоры многих компьютеров для хранения и обработки данных. Предоставляемая компьютерной сетью возможность параллельной обработки данных многими компьютерами и дублирования необходимых ресурсов позволяет сократить время решения задач, повысить надежность системы и достоверность результатов;
• производительность — представляет собой суммарную производительность компьютеров, участвующих в решении задачи пользователя;
• время доставки сообщений — определяется как статистическое среднее время от момента передачи сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом;
• стоимость предоставляемых услуг.

 

— 5.9.

 5.9. Компьютерные сети

Системы, состоящие из двух и более компьютеров, разне­сенных в пространстве и объединенных линиями связи, назы­вают распределенными вычислительными системами или се­тями ЭВМ. Именно в таких системах процесс обмена данны­ми реализуется в наиболее полном виде и составляет основу функционирования открытых систем.  Под открытыми системами в современном мире понимается концепция объедине­ния с помощью процессов обмена данными информационно­го ресурса мирового сообщества. В более узком смысле — это информационно-вычислительные сети, к которым может под­ключиться через компьютер любой человек Земли, любая орга­низация, корпорация, фирма и т.д. и воспользоваться инфор­мационными ресурсами этой системы или предложить ей свой информационный ресурс. Наиболее ярким представителем та­кой системы является мировая вычислительная сеть Интернет. Ее еще называют сеть сетей, так как она объединяет многие открытые системы (сети) на всех континентах нашей планеты.

Понятие вычислительных сетей. Распределенные вычислительные сис-темы (вычислительные сети) создаются в целях объединения информационных ресур­сов нескольких компьютеров (под словом «несколько» пони­мается от двух до нескольких миллионов компьютеров). Ре­сурсы компьютера — это прежде всего память, в которой хра­нится информация, и производительность процессора (процес­соров), определяющая скорость обработки данных. Поэтому в распределенных системах общая память и производитель­ность системы как бы распределены между входящими в нее ЭВМ. Совместное использование общих ресурсов сети поро­дило такие понятия и методы, как распределенные базы и бан­ки данных, распределенная обработка данных. В концептуаль­ном плане вычислительные сети, как и отдельные компьюте­ры, являются средством реализации информационных техно­логий и их процессов.

Вычислительные сети принято подразделять на два класса: локальные вычислительные сети (ЛВС) и глобальные вычис­лительные сети (ГВС).

Под локальной вычислительной сетью понимают распреде­ленную вычис-лительную систему, в которой передача данных между компьютерами не тре-бует специальных устройств, а достаточно электрического соединения компью-теров с помо­щью кабелей и разъемов. Так как электрический сигнал осла­бевает (уменьшается его мощность) при передаче по кабелю, и тем сильнее, чем про-тяженнее кабель, то, естественно, длина проводов, соединяющих компьютеры, ограничена. Поэтому ЛВС объединяют компьютеры, локализованные на весьма ог­раниченном пространстве. Обычно длина кабеля, по которо­му передаются данные между компьютерами, не должна пре­вышать в лучшем случае 1 км. Указанные ограничения обус­ловили расположение компьютеров ЛВС в одном здании или в рядом стоящих зданиях. Обычно службы управления пред­приятий так и расположены, что и определило широкое ис­пользование в них для реализации процессов обмена локаль­ных вычислительных сетей.

Глобальные сети объединяют ресурсы компьютеров, распо­ложенных на значительном удалении, таком, что простым ка­бельным соединением не обойтись и приходится добавлять в межкомпьютерные соединения специальные устройства, позво­ляющие передавать данные без искажения и по назначению. Эти устройства коммутируют (соединяют, переключают) меж­ду собой компьютеры сети и в зависимости от ее конфигура­ции могут быть как пассивными коммутаторами, соединяю­щими кабели, так и достаточно мощными ЭВМ, выполняю­щими логические функции выбора наименьших маршрутов передачи данных.

В глобальных вычислительных сетях, поми­мо кабельных линий, применяют и другие среды передачи дан­ных. Большие расстояния, через которые передаются данные в глобальных сетях, требуют особого внимания к процедуре передачи цифровой информации с тем, чтобы посланные в сети данные дошли до компьютера-получателя в полном и неиска­женном виде. В глобальных сетях компьютеры отдалены друг от друга на расстояние не менее 1 км и объединяют ресурсные возможности компьютеров в рамках района (округа) города или сельской местности, региона, страны и т.д.

Отдельные локальные и глобальные вычислительные сети могут объеди-няться, и тогда возникает сложная сеть, которую называют распределенной сетью. 

Таким образом, в общем виде вычислительные сети пред­ставляют собой систему компьютеров, объединенных линия­ми связи и специальными устройствами, позволяющими пере­давать без искажения и переключать между компьютерами потоки данных. Линии связи вместе с устройствами передачи и приема данных называют каналами связи, а устройства, про­изводящие переключение потоков данных в сети, можно опре­делить одним общим названием -узлы коммутации.

Базовые топологии локальных компьютерных сетей. Термин тополо-гия сетей характеризует физическое располо­жение компьютеров, узлов комму-тации и каналов связи в сети.

Проблема синтеза структуры (топологии) сети является од­ной из важнейших, но до конца не решенной, в связи с чем при решении задач определения числа и взаимосвязи компонентов сети используются приближенные, эмпирические методы.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий: «звезда» (star), «кольцо» (ring), «шина» (bus).

Топология звезда характерна тем, что в ней все узлы соеди­нены с одним центральным узлом (рис.5.39). 

Достоинства подобной структуры состоят в экономич­ности и удобстве с точки зрения организации управления взаи­модействием компьютеров (абонентов). Звездообразную сеть лег­ко расширить, поскольку для добавления нового компьютера нужен только один новый канал связи. Существенным недо­статком звездообразной топологии является низкая надеж­ность: при отказе центрального узла выходит из строя вся сеть.

Рис. 5.39. Звездообразная топология сети.

В топологии кольцо компьютеры подключаются к повто­рителям (репитерам) сигналов, связанным в однонаправлен­ное кольцо (рис.5.40). 

Рис. 5.40. Кольцевая топология сети.

По методу доступа к каналу связи (среде передачи данных) различают два основных типа кольцевых сетей: маркерное и тактированное кольца.

В маркерных кольцевых сетях по кольцу передается специ­альный управляющий маркер (метка), разрешающий переда­чу сообщений из компьютера, который им «владеет».

Если компьютер получил маркер и у него есть сообщение для передачи, то он «захватывает» маркер и передает сообще­ние в кольцо. Данные проходят через все повторители, пока не окажутся на том повторителе, к которому подключен ком­пьютер с адресом, указанным в данных. Получив подтвержде­ние, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. При отсутствии у компьютера сообщения для передачи он пропускает движущийся по кольцу маркер.

В тактированном кольце по сети непрерывно вращается замкнутая последовательность тактов — специально закодирован­ных интервалов фиксированной длины. В каждом такте имеется бит-указатель занятости. Свободные такты могут заполняться передаваемыми сообщениями по мере необходимости либо за каждым узлом могут закрепляться определенные такты.

Достоинствами кольцевых сетей являются равенство компьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость. К недостаткам можно отнести выход из строя всей сети при выходе из строя одного повторителя и остановку работы сети при изменении ее конфигурации.

В топологии шина, широко применяемой в локальных се­тях, все компьютеры подключены к единому каналу связи с помощью трансиверов (приемопередатчиков) (рис.5.41).

Рис. 5.41. Шинная топология сети.

Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминато­рами, поглощающими передаваемые сигналы. Данные от пе­редающего компьютера передаются всем компьютерам сети, однако воспринимаются только тем компьютером, адрес ко­торого указан в передаваемом сообщении. Причем в каждый момент только один компьютер может вести передачу. «Шина» — пассивная топология. Это означает, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому если один компью­тер выйдет из строя, это не скажется на работе остальных, что является достоинством шинной топологии. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети (как повторители компьютеров в кольцевой тополо­гии). Другими достоинствами шины являются высокая расширяемость и экономичность в организации каналов связи. К недостаткам шинной организации сети относится умень­шение пропускной способности сети при значительных объе­мах трафика (трафик — объем данных).

В настоящее время часто используются топологии, комби­нирующие базовые: «звезда-шина», «звезда-кольцо».

Рис. 5.42. Топология звезда – шина.

Топология звезда — шина чаше всего выглядит как объеди­нение с помощью магистральной шины нескольких звездооб­разных сетей (рис. 5.42).

При топологии звезда — кольцо несколько звездообразных сетей соединяется своими центральными узлами коммутации в кольцо (рис.5.43).

Рис. 5.43. Топология звезда – кольцо.

Топология глобальной вычислительной сети. Расширение локальных сетей как базовых, так и комбиниро­ванных топологий из-за удлинения линий связи приводит к необходимости их расчленения и создания распределенных сетей, в которых компонентами служат не отдельные компь­ютеры, а отдельные локальные сети, иногда называемые сег­ментами. Узлами коммутации таких сетей являются ак­тивные концентраторы (К) и мосты (Мет) — устройства, ком­мутирующие линии связи (в том числе разного типа) и одно­временно усиливающие проходящие через них сигналы. Мо­сты, кроме того, еще и управляют потоками данных между сегментами сети. При соединении компьютеров или сетей (локальных или распределенных), удаленных на большие расстояния, используются каналы связи и устройства комму­тации, называемые маршрутизаторами (М) и шлюзами (Ш). Маршрутизаторы взаимодействуют друг с другом и соеди­няются между собой каналами связи, образуя распределен­ный магистральный канал связи. Для согласования парамет­ров данных (форматов, уровней сигналов, протоколов и т.п.), передаваемых по магистральному каналу связи, между мар­шрутизаторами и терминальными компонентами включаются устройства сопряжения (УС). При подключении к магист­ральному каналу вычислительных сетей (например, мэйнф­реймов), которые невозможно согласовать с помощью стан­дартных устройств сопряжения, используются стандартные средства, называемые шлюзами. Терминальными абонента­ми называют отдельные компьютеры, локальные или распре­деленные сети, через маршрутизаторы подключенные к ма­гистральному каналу. Таким образом, возникает глобальная вычислительная сеть, типовая типология которой приведена на рис.5.44. Глобальные сети могут объединяться между со­бой путем соединения через маршрутизаторы магистральных каналов, что в конечном итоге приводит к созданию миро­вой (действительно глобальной) информационно-вычисли­тельной сети.

Спецификация Ethernet – самая популярная в настоящее время сетевая архи­тектура. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/с, топологию шина, а для регулирования трафика в основном сегменте кабеля — CSMA/CD (МДПН/ОС).

Среда (кабель) Ethernet является пассивной, т.е. получает питание от компьютера. Следовательно, она прекратит рабо­ту из-за физического повреждения или неправильного подклю­чения терминатора.

Сеть Ethernet имеет следующие характеристики:

• традиционная топология — линейная шина;

• другие топологии — звезда — шина;

• тип передачи — узкополосная;

• метод доступа — CSMA/CD;

• скорость передачи данных — 10 и 100 Мбит/с;

• кабельная система — тонкий и толстый коаксиальный, UTP (Unshielded Twisted-Pair — неэкранированная витая пара).

Ethernet разбивает данные на пакеты (кадры), формат кото­рых отличается от формата пакетов, используемого в других сетях. Кадры представляют собой блоки информации, переда­ваемые как единое целое. Кадр Ethernet может иметь длину от 64 до 1518 байт, но сама структура кадра Ethernet использует по крайней мере 18 байт, поэтому размер блока данных в Ethernet — от 46 до 1500 байт. Каждый кадр содержит управляющую ин­формацию и имеет общую с другими кадрами организацию. 

Рис. 5.44. Типовая топология глобальной 

информационно-вычислительной сети.

Глобальная сеть Интернет. В настоящее время суще­ствует два созвуч-ных термина — internet и Internet (INTERNET — system of INTERconnected compu-ter NETworks). 

Под internet понимают технологию обмена данными, основанную на исполь­зовании протоколов TCP/IP, а под Internet — глобальное сооб­щество мировых сетей, которые используют интернет для об­мена данными. Internet (далее — Интернет) начинался анало­гично большинству современных технологий как военная про­грамма, направленная на повышение устойчивости системы обороны США.

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 количество времени, 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 сбоев, время, необходимое каналу для восстановления после сбоя, и устойчивость сети к катастрофам.
3. Безопасность: Проблемы сетевой безопасности включают защиту данных от несанкционированного доступа, защиту данных от повреждения и изменения, 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: ” 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 используют 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

-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:

9044 частота ошибок

Серийный номер	Сеть	Интернет
.	.	.	1.	.	1.	.	1.	.	1.	.	1.	.	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.	Географически ограниченный (небольшой – по площади)	Географически обширный (большой – по площади)
4.	Так как покрывает большую площадь, низкий уровень ошибок
5.	Низкая стоимость связи	Высокая стоимость связи

Что такое компьютерная сеть? Основы, использование и компоненты

Лоуренс Уильямс

Часы

Обновлено 31 декабря 2022 г.

Компьютерная сеть представляет собой группу из двух или более взаимосвязанных компьютерных систем. Вы можете установить сетевое соединение с помощью кабеля или беспроводной сети.

Каждая сеть включает аппаратное и программное обеспечение, соединяющее компьютеры и инструменты.

В этом учебном пособии по концепциям компьютерных сетей вы узнаете:

• Что такое компьютерная сеть?
• Компоненты компьютерной сети
• Уникальные идентификаторы сети
• Другие важные сетевые компоненты
• Использование компьютерных сетей
• Преимущества компьютерных сетей
• Недостатки компьютерных сетей

Компоненты компьютерной сети

Вот основные компоненты компьютерной сети:

Коммутаторы

Коммутаторы работают как контроллер, который соединяет компьютеры, принтеры и другие аппаратные устройства с сетью в кампусе или здании.

Позволяет устройствам в вашей сети взаимодействовать друг с другом, а также с другими сетями. Это поможет вам разделить ресурсы и сократить расходы любой организации.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы помогают вам подключаться к нескольким сетям. Это позволяет вам использовать одно подключение к Интернету для нескольких устройств и экономить деньги. Этот сетевой компонент действует как диспетчер, который позволяет анализировать данные, отправляемые по сети. Он автоматически выбирает лучший маршрут для передачи данных и отправляет их по пути.

Серверы:

Серверы — это компьютеры, на которых хранятся общие программы, файлы и сетевая операционная система. Серверы разрешают доступ к сетевым ресурсам всем пользователям сети.

Клиенты:

Клиенты — это компьютерные устройства, которые имеют доступ к сети и используют ее, а также совместно используют сетевые ресурсы. Они также являются пользователями сети, так как могут отправлять и получать запросы от сервера.

Среда передачи:

Среда передачи — это носитель, используемый для соединения компьютеров в сети, такой как коаксиальный кабель, витая пара и оптоволоконный кабель. Он также известен как ссылки, каналы или линии.

Точки доступа

Точки доступа позволяют устройствам подключаться к беспроводной сети без кабелей. Беспроводная сеть позволяет подключать новые устройства и обеспечивает гибкую поддержку мобильных пользователей.

Общие данные:

Общие данные — это данные, которыми обмениваются клиенты, такие как файлы данных, программы доступа к принтерам и электронная почта.

Сетевая интерфейсная карта:

Сетевая интерфейсная карта отправляет, получает данные и управляет потоком данных между компьютером и сетью.

Локальная операционная система:

Локальная ОС, которая помогает персональным компьютерам получать доступ к файлам, печатать на локальном принтере и использовать один или несколько дисков и дисководов компакт-дисков, расположенных на компьютере.

Сетевая операционная система:

Сетевая операционная система — это программа, работающая на компьютерах и серверах. Это позволяет компьютерам общаться через сеть.

Протокол:

Протокол — это набор определенных правил, который позволяет двум объектам обмениваться данными по сети. Для этой цели используются следующие стандартные протоколы: IP, TCP, UDP, FTP и т. д.

Hub:

Hub — это устройство, которое разделяет сетевое подключение на несколько компьютеров. Он действует как распределительный центр, поэтому всякий раз, когда компьютер запрашивает какую-либо информацию с компьютера или из сети, он отправляет запрос на концентратор через кабель. Концентратор получит запрос и передаст его во всю сеть.

Кабель LAN:

Кабель локальной сети (LAN) также называется кабелем Ethernet или кабелем передачи данных. Он используется для подключения устройства к Интернету.

OSI:

OSI расшифровывается как Open Systems Interconnection. Это эталонная модель, которая позволяет задавать стандарты связи.

Уникальные идентификаторы сети

Ниже приведены некоторые уникальные идентификаторы сети:

Имя хоста:

Каждое устройство в сети связано с уникальным устройством, которое называется именем хоста.

IP-адрес:

IP-адрес (интернет-протокол) является уникальным идентификатором для каждого устройства в Интернете. Длина IP-адреса составляет 32 бита. IPv6-адрес составляет 128 бит.

DNS-сервер:

DNS означает систему доменных имен. Это сервер, который переводит URL-адреса или веб-адреса в соответствующие им IP-адреса.

MAC-адрес:

MAC (адрес управления доступом к среде) известен как физический адрес, является уникальным идентификатором каждого хоста и связан с сетевой картой (сетевой интерфейсной картой). Общая длина MAC-адреса: 12 цифр/ 6 байт/ 48 бит

Порт:

Порт — это логический канал, который позволяет пользователям сети отправлять или получать данные в приложение. На каждом хосте может быть запущено несколько приложений. Каждое из этих приложений идентифицируется по номеру порта, на котором они работают.

Другие важные сетевые компоненты

ARP:

ARP означает протокол разрешения адресов, который помогает пользователям сети преобразовывать IP-адрес в соответствующий физический адрес.

RARP:

Протокол обратного разрешения адресов дает IP-адрес устройства с заданным физическим адресом в качестве входных данных.

Использование компьютерных сетей

Вот некоторые распространенные применения компьютерных сетей

• Помогает вам совместно использовать ресурсы, такие как принтеры
• Позволяет обмениваться дорогостоящим программным обеспечением и базой данных между участниками сети
• Обеспечивает быструю и эффективную связь с одного компьютера на другой
• Помогает вам обмениваться данными и информацией между пользователями через сеть.

Преимущества компьютерной сети

Вот основные преимущества/плюсы использования компьютерной сети:

• Помогает вам соединяться с несколькими компьютерами вместе для отправки и получения информации при доступе к сети.
• Помогает совместно использовать принтеры, сканеры и электронную почту.
• Помогает обмениваться информацией на очень высокой скорости
• Электронная связь эффективнее и дешевле, чем без сети.

Недостатки компьютерных сетей

Вот недостатки/минусы использования компьютерных сетей:

• Инвестиции в аппаратное и программное обеспечение могут быть дорогостоящими при первоначальной настройке
• Если вы не примете надлежащие меры безопасности, такие как шифрование файлов, брандмауэры, ваши данные будут в опасности.
• Некоторые компоненты конструкции сети могут не прослужить много лет, и они придут в негодность или будут работать со сбоями, и их потребуется заменить.
• Требуется время для постоянного введения
• Частые сбои сервера и проблемы с регулярными отказами кабеля

Резюме:

• Компьютерная сеть представляет собой группу из двух или более взаимосвязанных компьютерных систем
• Компьютерные сети помогают вам соединяться с несколькими компьютерами вместе для отправки и получения информации
• Коммутаторы работают как контроллер, соединяющий компьютеры, принтеры и другие аппаратные устройства
Маршрутизаторы
• помогут вам подключиться к нескольким сетям. Это позволяет вам использовать одно подключение к Интернету и экономить деньги
• Серверы — это компьютеры, на которых хранятся общие программы, файлы и сетевая операционная система
.
• Клиенты — это компьютерное устройство, которое получает доступ к сети и использует ее, а также совместно использует сетевые ресурсы
• Hub — это устройство, разделяющее сетевое подключение на несколько компьютеров.
• Точки доступа позволяют устройствам подключаться к беспроводной сети без кабелей
• Плата сетевого интерфейса отправляет, получает данные и управляет потоком данных между компьютером и сетью
• Протокол — это набор определенных правил, который позволяет двум объектам обмениваться данными по сети
• Имя хоста, IP-адрес, DNS-сервер и хост являются важными уникальными идентификаторами компьютерных сетей.
• ARP расшифровывается как протокол разрешения адресов
.
• RAR Протокол обратного разрешения адресов дает IP-адрес устройства с заданным физическим адресом в качестве входных данных.