Компьютерные сети это. Компьютерные сети: история, классификация и основные компоненты

Что такое компьютерная сеть. Когда появилась первая компьютерная сеть. Какие бывают виды компьютерных сетей. Для чего нужны компьютерные сети. Из каких основных компонентов состоит компьютерная сеть.

Что такое компьютерная сеть и когда она появилась

Компьютерная сеть — это система связи компьютеров или компьютерного оборудования для обмена данными. Первая в мире компьютерная сеть ARPANET была создана в 1969 году в США. Она объединила компьютеры четырех научных учреждений и стала прототипом современного интернета.

Как работала первая компьютерная сеть? ARPANET состояла из двух терминалов, расположенных на расстоянии 600 км друг от друга — в Калифорнийском и Стэнфордском университетах. Это позволило протестировать систему в максимальных режимах. К концу 1969 года сеть объединила уже 4 научных центра, а к 1971 году — 15 терминалов.

Появление компьютерных сетей в СССР и России

Первой компьютерной сетью на постсоветском пространстве стала сеть РЕЛКОМ, запущенная летом 1990 года. Она соединила с помощью модемов компьютеры в научных учреждениях Москвы, Ленинграда и Новосибирска. Днем рождения российского сегмента интернета (Рунета) считается 19 сентября 1990 года.

Назначение и преимущества компьютерных сетей

Основное назначение компьютерных сетей — обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. К таким ресурсам относятся:

• Данные и файлы
• Принтеры и другое периферийное оборудование
• Программы и приложения
• Вычислительные мощности

Какие преимущества дают компьютерные сети? Они позволяют эффективно использовать ресурсы, упрощают обмен информацией, обеспечивают централизованное управление и повышают надежность хранения данных.

Классификация компьютерных сетей

Компьютерные сети можно классифицировать по нескольким критериям:

По территориальной распространенности:

• Локальные (LAN) — в пределах здания или небольшой территории
• Региональные (MAN) — в пределах города или региона
• Глобальные (WAN) — охватывают большие территории, вплоть до всего мира

По типу функционального взаимодействия:

• Клиент-сервер — выделенный сервер обслуживает запросы клиентов
• Одноранговые — все компьютеры равноправны
• Смешанные — сочетают оба подхода

По среде передачи данных:

• Проводные — используют кабели (витая пара, оптоволокно и др.)
• Беспроводные — используют радиоволны (Wi-Fi, Bluetooth и др.)

Основные компоненты компьютерной сети

Любая компьютерная сеть включает следующие основные компоненты:

1. Компьютеры (рабочие станции и серверы)
2. Сетевые адаптеры для подключения компьютеров к сети
3. Коммуникационное оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы)
4. Каналы связи (кабели, беспроводные линии)
5. Сетевое программное обеспечение

Как взаимодействуют компоненты сети? Сетевые адаптеры преобразуют данные в сигналы для передачи по каналам связи. Коммутаторы и маршрутизаторы направляют эти сигналы нужным получателям. Сетевое ПО обеспечивает логику работы всей системы.

Протоколы компьютерных сетей

Для обмена данными в сетях используются специальные правила — протоколы. Наиболее распространенными являются:

• TCP/IP — основной протокол интернета
• HTTP — протокол передачи гипертекста для веб-страниц
• FTP — протокол передачи файлов
• SMTP — протокол отправки электронной почты

Зачем нужны сетевые протоколы? Они обеспечивают совместимость различных устройств и программ в сети, определяют форматы данных, методы адресации и маршрутизации.

Топологии компьютерных сетей

Топология сети определяет физическое расположение компьютеров и кабелей. Основные виды топологий:

• Шина — все компьютеры подключены к общему кабелю
• Звезда — компьютеры подключены к центральному узлу
• Кольцо — компьютеры соединены в замкнутую цепочку
• Древовидная — иерархическая структура с ветвлением

Какую топологию выбрать? Это зависит от размера сети, требований к надежности и стоимости. Например, топология «звезда» обеспечивает высокую надежность, но дороже в реализации.

Безопасность в компьютерных сетях

Обеспечение безопасности — одна из важнейших задач при работе с компьютерными сетями. Основные аспекты сетевой безопасности включают:

• Аутентификация пользователей
• Шифрование передаваемых данных
• Защита от вирусов и вредоносных программ
• Межсетевые экраны (файрволы)
• Виртуальные частные сети (VPN)

Почему так важна сетевая безопасность? Она защищает конфиденциальные данные, предотвращает несанкционированный доступ и обеспечивает стабильную работу сетевых сервисов.

Перспективы развития компьютерных сетей

Компьютерные сети продолжают активно развиваться. Основные тенденции включают:

• Увеличение скорости передачи данных
• Развитие беспроводных технологий (5G, 6G)
• Внедрение искусственного интеллекта для управления сетями
• Развитие технологий интернета вещей (IoT)
• Повышение энергоэффективности сетевого оборудования

Как это повлияет на нашу жизнь? Развитие сетей приведет к появлению новых сервисов, увеличению скорости обмена информацией и более тесной интеграции цифровых технологий в повседневную жизнь.

Компьютерные сети for dummies / Хабр

Всем привет!

После прочтения такого материала как «PHP 7 Д. Котерова», или «byte Of Python», может возникнуть один очень интересный вопрос, и нет, он не будет связан с языком, о котором была книга, он будет взят как правило из первых глав книги, которые обычно посвящаются «устройству интернета», как правило такие книги сильно глубоко пользователя не погружают, и оставляют его на уровне прикладных данных, то есть не дальше чем протокол HTTP, и работа TCP/IP. Но как всем нам известно, есть очень «прожорливые» умы, которым одного только

Каждый из протоколов в идеале «ничего не знает» о том, какой протокол «стоит над ним»

совершено не хватит. Вариантов занять свою «прожорливость» уйма, и сегодня я расскажу об всех основных моментах компьютерных сетей, кратко.

Основные термины и понятия компьютерных сетей, грубо говоря, компьютерные сети, это обычные «сети», состоящие из конечных машины. Конечными машинами называться любые компьютеры в сети, которые хотят обмениваться данными.

Такие сети, как правило передают данные по физическим передатчикам, а именно (будут рассмотрены самые популярные/простые в понимании типы):

1. Оптоволокно: наивысшая скорость передачи данных, за счет передачи данных с помощью светосигналов.
2. Витая пара: более низкая скорость (зависит от типа), переда данных осуществляется с помощью электро сигналов, по восьми медным кабелям.

Тут сразу встает вопрос ребром, неужели все компьютеры просто связаны через кабеля друг с другом, ответ: и да, и нет. Как вы понимаете, если бы вы купили новый ноутбук, вам пришлось бы подключать ко всем компьютерам мира, но вы этого не делаете, заместо этого вы или просто вставляете в свой ноутбук, кабель, или подключаетесь по WI-FI, вот тут то наше «и да, и нет» проявляется, как видите в ручную вы все не делаете, но подключаясь к своему интернету дома, вы покупаете его у провайдера, соответственно, вы как бы «по кабелю» связываетесь с провайдером, который вас уже связывает с всем интернетом. Но, это все равно не отменяет вопрос, провайдер что, тоже связан со всеми ПК мира? Нет, все обстоит иначе, начнем с того что провайдеров много, бывают провайдеры которые покупают интернет у регионального провайдера (это провайдер, который работает на область, допустим Краснодар), такие провайдеры, называются местными (допустим транслируют интернет на какое то село, или маленький город), региональные провайдеры, в свою очередь берут интернет у провайдеров страны, а те в свою очередь, у провайдеров континента, получается как-то так:

Но, как вы сами понимаете, это еще не все, не можем же мы напрямую через кабеля быть связаны с провайдерами, а те с провайдерами на уровень выше, и так далее. Нет, это не так, на самом деле, между конечными системами, провайдерами, и прочими узлами, есть специальные комутаторы и километры кабелей, про комутаторы — а именно маршрутизаторы, маршрутизаторы, это специальные блоки, вычислительные машины, которые имеют несколько входов/выходов (может быть и тем и тем, такие входы/выходы называют интерфейсами), и имеют у себя на борту таблицы, в которой описано 1 адрес в сети следующего маршрутизатора или самой конечной системы, для отправки данных на конечную систему на которую сделан запрос, 2 километраж (это не точное определения, там считается специальными единицами), 3 маска под сети (это не все, но в этой статье не будут подробно раскрываться маршрутизаторы).

Теперь сеть выглядит так.

Компьютеры выделенные цветом, хотят связаться друг с другом, на пути у них, есть несколько маршрутизаторов, и других компьютеров. Появляется вопрос, как же маршрутизатор узнает где именно конечная система, есть ли там по адресу маршрутизатор вообще, и какой путь длиннее, а еще на какой маршрутизатор, дальше отправить данные. На вопрос, о том где конечная система, и на какой маршрутизатор дальше отправит данные, отвечает адресация в сети, а именно IP адреса, прим: 192.168.0.1, маршрутизатор принимая данные которые ему пришли от компьютера, или от другого маршрутизатора, смотрит на все 4 блока адреса (блоки разделены точкой), допустим изначальный путь 176.123.82.129 данные приходят на маршрутизатор 176.123.82.130, к нему подключены два маршрутизатора, 176.123.82.120, 176.123.82.125, и один компьютер 176.123.82.129, это маршрутизатор посмотрит на свою таблицу адресов, и отправит данные туда где они «быстрее дойдут» до конечной системы, то есть, он сам туда отправить данные за счет IP в данных, и своей таблицы. Длина пути вычисляется с помощью, таблицы с «километражом» (не точно, ибо есть своя единица исчисления). С маршрутизаторами все, на самом деле они имеют еще очень много неточностей, и функций, но раскрывать их здесь подробно, я не буду, ибо это займет довольно много времени.

Что-же мы получаем в итоге? У нас есть сети, из конечных систем, провайдеров, они связаны между собой кабелями, но через переходники «маршрутизаторы», которые выполняют роль главный маршрутизаторов данных.

Не большое уточнения, «данные» это пакет данных, содержащий биты информации, порядок обработки такого «пакета» на маршрутизаторе, примерно так — приходит пакет, как правило пакет, это лишь часть всех данных которые передала конечная система, так вот, маршрутизатор делает обработку, достает заголовки сетевого уровня сети (об этом позже) обратно запаковывает пакет, от отправляет его по принципу который был описан выше. Уточню, маршрутизаторы, есть и те которые дожидаются когда прибудут все данные с конечной системой, и которые сразу отправляют данные, сразу, не дожидаясь остальных, но когда приходят остальные, он отправляет их туда же, куда отправил первые (все эти вычисления делает сам маршрутизатор, за счет заголовков в каждом отдельном пакете), а заниматься дальнейшей обработкой, и склеиванием пакетов должна конечная система на которую пришли пакеты, при этом если пакет был потерян, или произошла ошибка, маршрутизатор обязан прервать соединения, и повторить попытку.

Пятиуровневая модель сети TCP/IP

Как вы понимаете, чтобы все выше описанное работало верно, должен быть некий стандарт, этим де-факто стандартом является стек протоколов TCP/IP + уровень OSI.

Для начала немного терминов.

Что такое протокол? Протокол, это некое правила общения между двумя системами, самый травильный и популярный пример, это взаимодействие двух человек, допустим вы подходите в человеку, что вы обычно ему говорите? «Здравствуйте», человек обработает это, и ответит «Здравствуйте», после этого, как прошло соглашения об общении, вы спрашиваете «сколько времени», человек обработает это и ответит к примеру «14:00», после этого общения закончится на слова «благодарю» и «до свидания». Вот такой тип общения, и есть протокол, а именно из примера выше, у нас был почти что браузера, и хостинг, которые работают через HTTP TCP.

Что такое порт? Как вообще общаться компьютеры, через сети? Компьютеры общаются, через специальные приложения, так вот, эти приложения работают, через специальные интерфейсы «сокеты», для того чтобы, верно обработать веб-серверу HTTP запрос допустим, надо чтобы веб сервер вызвал процесс HTTP находящийся по порту 80, по такому порту заработает хостинг, чтобы веб сервер обработал TCP, надо обращаться с процессу с портом 443. То есть порт, это идентификатор процесса на конечной системе, чтобы к ней мог обратится сокет.

Что такое сокет? Один из самых частых вопросов новичков, сокет, это всего лишь интерфейс между протоколом прикладного уровня сети, и процессом компьютера, грубо говоря, есть два дома друг на против друга, в левом доме живет Иван, в правом Сергей, Иван захотел передать письмо Сергею, тогда Иван выходит из своего дома, через дверь (процесс на компьютере посылает пакет, через сокет, сокет в данном случае дверь), переходи через дорогу, тротуар (компьютерная сеть, маршрутизаторы), стучится в дверь, пожимает руку Сергею, и заходи через дверь к нему в дом (делает запрос «стучится», соглашается об работе «пожимает руку», и пакет приходит через сокет «дверь»).

Что такое процесс? Тут все просто, это «программа», которая работает на фоне, все время, допустим это HTTP обработчик.

Что такое соглашения упомянутое раньше? Это вовсе не обязательная процедура, соглашения двух процессов, об общении на таком порту, по такому IP, пример, браузер и веб сервер, начинают общение только после соглашения типа «трехсторонние рукопожатие», это когда вы вводите в адресной строке браузера адрес сайт, браузер сначала посылает запрос на сервер с вопросом «будем работать», сервер может ответить «да» или «нет», если да, то браузер посылает еще один запрос, и соединения начато, если нет, браузер пишет нам какую то ошибку, об запрете доступа. Замечу что не во всех компьютерных сетях, и протоколах обязательно какое либо «соглашения».

Вернемся к пятиуровневой модели сети, и так, пять уровней сети, это специальные уровни работы сети, которые позволяют легче вычислять на каком уровнен была обнаружена ошибка, это позволяет прикладному приложению, работать легче с данными из сети, и позволяет разработчикам, при надстройке своего протокола, не изучать высшую математику.

Приведу пример, используемый в книге «Компьютерные сети. Наглядно», с некоторой модификацией. Представим аэропорт, аэропорт по сути и есть сетевая модель, только в других реалиях, как работает аэропорт? Человек (будет выступать в роли пакета), заходит в здания, и подходит к кассе, на покупку билета, он покупает билет, и идет на регистрацию багажа, дойдя до регистрации багажа, регистрирует багаж, далее он идет на посадку на самолет, после чего самолет берет разгон на взлетной полосе, и уже потом летит (пакет «летит» по сети), после чего самолет приземляется, и происходит все описанное ранние, только в обратном порядке, а именно, самолет садиться на взлетной полосе, человек выходит из самолета, человек забирает багаж, и по желанию может подать жалобу на билет. А теперь представьте, если бы заместо каждой отдельной службы, была всего одна, которая занималась бы и посадкой на самолет, и продаже билетов, и так далее. Тут просто на ум в первую очередь приходят очереди, были бы огромные очереди. Все тоже самое происходит и с моделью сети.

Пример, у нас есть чат, одно приложения на нашем ПК, и другое на ПК нашего друга, мы отправляем сообщения, и происходит следующие, а именно, пакет собирается процессом клиентской (нашей) конечной машины, и через сокет отправляется на уровень модели под названием «транспортный», тот в свою очередь через протокол TCP составляет пакет (длина данных, данные…), и отправляет пакет еще ниже на уровень, к сетевому уровню, который через протокол IP добавляет к пакету данные, об получателе пакета (все данные, кроме изначально передаваемых, называются заголовками, далее мы и будем их так называть) (эти данные генерирует, сам процесс), далее процесс отправляет пакет на канальный уровень, этот уровень отвечает за поиск и исправления ошибок, в сети, а так же маршрутизацию в локальной сети, к примеру WI-FI, канальный уровень в свою очередь отправляет на физический уровень, физический уровень, шифрует все данные, и отправляет их через интерфейс (порт в ПК, или через WI-Fi) туда, куда предусмотрел сетевой уровень, после этого на конечной машине получателя, идет обработка данных, а именно, физический уровень на получателе, расшифровывает данные, и передает их на канальный, тот тоже расшифровывает их (убирает свои заголовки, взяв все нужные данные), и отправляет данные на сетевой уровень, тот обрабатывает, верно ли взят адрес, все ли работает, забирает свои заголовки, и отдает данные на транспортный уровень, тот в свою очередь, окончательно все расшифровывает, и отдает данные нашему «чату».

Уточню, если наш процесс вдруг захочет взят только данные из сетевого уровня, то он не как не сможет проскочить первые два уровня, то есть ему надо будет расшифровать сначала физический уровень, отправить данные на канальный, и только после этого дойти до сетевого, перепрыгнуть уровни не возможно. Это важно! Оно понадобится для дальнейшего домашнего задания (ответ будет описан в конце).

Вот как выглядят уровни сети

Уточню, у новичков может возникнуть вопрос, что значат стрелки между уровнями сети? На самом деле, этих стрелок нет, на самом деле, правый столб уровней, работает с пакетом просто на том протоколе, на котором он был отправлен в левом столбе, он не как не общается с уровнем который отправил этот пакет, он работает лишь с пакетом, на том протоколе, на котором работал уровень левого столба.

А теперь подумайте о плюсах, к примеру главный плюс, это если допустим на канальном уровне произошла ошибка, нам будет не трудно это узнать, просто пропустив по сети специальный возвращаемый запрос. Еще плюс, если мы захотим надстроить свой протокол, нам не придется менять все уровни сети, мы просто сделаем протокол, который верно будет работать с текущем уровнем сети. Далее будет более подробно рассмотрен каждый уровень.

Но для начала вопрос — маршрутизаторы, работают ли они с уровнями сети? С какими именно? До каких доходят? Какие читают? (Ответ в конце).

Прикладной уровень, это вовсе не обязательный в использовании сети уровень, он в основном отвечает за форматирования данных которые приходят на транспортный уровень, на конечной системе приемнике, допустим пример это веб сервер и веб браузер, они на прямую работают с HTML разметкой, при разработке веба, решили что передавать на прямую верстку через транспортный уровень, не очень хорошо, и был создан протокол прикладного уровня HTTP, этот протокол специально создан для передачи HTML документов. Но как я упомянул ранее, прикладной уровень вовсе не обязателен, практически все чат программы, еще до популярности онлайн чатов, обменивались данными через транспортный уровень, без использования прикладного.

Транспортный уровень, этот уровень сети, отвечает за транспортировку данных по сети, то есть он принимает сами данные, их длину, и еще некоторые заголовки, и посылает все это на сетевой уровень, данный уровень, эталонно должен повторять отправку при сбое системы, и одним из самых популярных протоколов данного уровня, является TCP, за ним UPD.

Сетевой уровень, данный уровень отвечает за, адресацию пакета, на данном уровне сохраняется, IP адрес, маска под сети, есть еще некоторые заголовки, но мы их рассматривать не будем. Он отвечает за маршрутизацию пакета по сети.

Канальный уровень, данный уровень отвечает за маршрутизацию пакета в локальной сети, к примеру для определения на какой компьютер послать пакет, в сети WI-FI, а так же, этот уровень отвечает за обнаружения, исправления ошибок при передаче пакета.

Физический уровень, этот уровень на прямую работает с интерфейсами ПК, и занимается шифровкой данных, в разного типа частоты, подробно мы его рассматривать не будем.

Какие типы сетей бывают?

Типов сетей бывает много, начиная от прикладных, заканчивая низкоуровневыми. Я рассмотрю тут два самых популярных типа сетей, это «P2P», и «client server». Но для начала термины.

Что такое клиент? Клиент этот как правила конечная машина (или процесс конечной машины), который запрашивает данные у сервера.

Что такое сервер? Сервер, этот как правило конечная машина (или процесс конечной машины), который по запросу отдает запрашиваемые данные, или любой другой ответ, в общем сервером называется то, что обрабатывает запросы которые на него поступают, и отвечает на них.

P2P (расшифровка — «peer-to-peer»), это тип сетей когда в, в компьютерной сети, все конечные машины, могут быть и серверами, и клиентами, пример группа скайп, когда вы звоните кому-то, вы становитесь клиентом (ваш скайп), который запрашивает у сервера видео обмен (у скайпа того кому вы звоните), теперь вы отключились от звонка, и резко вам позвонил тот с кем вы только что говорили, теперь вы не клиент, а сервер (ваш скайп теперь не делает запросы, а отвечает на них), а скайп того кто позвонил, не сервер а клиент (не отвечает на запросы, а посылает их). Так то и работает P2P, когда все машины потенциально и клиенты, и сервера. Опять же, пример такой сети это — Скайп.

Клиент сервер, это тип сети, когда у нас строго на строго есть клиенты, и сервер/сервера. То есть вы всегда можете лишь посылать запросы, а сервер отвечать на них, так может работать чат, ваш клиент (процесс) посылает запросы, на проверку нету ли, новых сообщений в базе, если есть, сервер вернет их, если нет, вернет другой ответ, когда вы отправляете сообщения, то оно летит на сервер с запросом типа «сохрани в базу новое сообщения». То есть у нас есть группа клиентов, и сервер, если два клиента захотят связаться, все будет проходить через сервер, а клиенты только будут делать запросы на сервер, с просьбой «верни все новые сообщения», а сервер лишь будет отвечать. Пример такой сети, это самая прикладная на данный момент сеть, это веб. Все ваши действия в браузере, вроде ввода адреса в адресную строку, делают запрос на сервер, а сервер лишь отвечает. Ваш браузер не может стать сервером, а сервер не может стать браузером. (Браузер процесс клиента, сервер процесс сервера).

И лишь совсем чуть чуть, о безопасности в сетях.

Безопасность в компьютерных сетях, это сейчас одна из самых популярных тем, информационной безопасности, и коротенькой статьи не хватит чтобы объяснить даже самые основные аспекты. Тут я лишь расскажу о паре самых популярных уязвимостей, и атак на компьютерные сети.

Перехват пакетов, как говорилось раньше, конечные машины обмениваются данными, через пакеты, проходящие по сети. Как вы понимаете в реалиях нашего мира, есть очень много виртуальных структур, которые связаны с финансами к примеру, это могут быть и банки, и просто оплата книги в интернет магазине, не важно. Все ваши данные, в любом случае будут переданы другой конечной машине (серверу), и обработаны, так вот, суть данной уязвимости в том, что данные которые передаются к серверу, а именно пакеты, могут быть перехвачены.

Соответственно могут быть украдены пароли, или номера кредитных карт. Это могут быть что пакеты веб браузера, что пакеты какой либо P2P сети. Решить данную уязвимость, можно сделав между клиентами, и серверами обязательное соглашения о котором шла речь раньше

Что такое соглашения упомянутое раньше? Это вовсе не обязательная процедура, соглашения двух процессов, об общении на таком порту, по такому IP, пример, браузер и веб сервер, начинают общение только после соглашения типа «трехсторонние рукопожатие», это когда вы вводите в адресной строке браузера адрес сайт, браузер начала посылает запрос на сервер с вопросом «будем работать», сервер может ответить «да» или «нет», если да, то браузер посылает еще один запрос, и соединения начато, если нет, браузер пишет нам какую то ошибку, об запрете доступа. Замечу что не во всех компьютерных сетях, и протоколах обязательно какое либо «соглашения».

И в этом обязательном соглашении договариваться о работе по протоколу, который шифрует данные к примеру это HTTPS, а процесс его обработчика находиться по порту 443 (это порт и для TCP). То есть договориться общаться по порту 443, это TCP с наработкой, которая работает с HTTPS. Что такое HTTPS? Это протокол, а именно HTTP который шифруется специальной утилитой «SSL, TSL», а главное что шифруется такой пакет и на клиенте, и на сервере, соответственно перехватив такой пакет, злоумышленик не сможет ничего расшифровать, и обнаружить пароли и прочие…

DDoS атака, это атака, которая в данный момент является одной из самых популярных в компьютерных сетях. Работает она так, на больше количество конечных систем, путем рекламы, спама, и прочих методов рекламы, устанавливается вредоносное программное обеспечение(процесс), которое не видно, и работает он как правило без каких либо действий пользователя, в фоновом режиме, в определенный час «Ч», все компьютеры зараженные данным процессом, начинают посылать огромное количество запросов на определенный сервер, с целью выведения данного сервера, или маршрутизатора на пути к серверу, из строя. В запросе, как правило летит не много весовая (для обширности атаки), при этом максимально сложная информация для обработки сервером.

Атаки такого типа выводят сервера из строя, тем самым, что у сервера пропадает возможность отвечать на все более и более новые запросы, таким образом сервер падает, и стает не работа способным, так же, очень часты случаи что из строя выходи маршрутизатор на пути к серверу, ибо у них забивается буфер, и пропадает возможность дальше отправлять пакеты. Такие атаки как правило очень быстро исправляются, но, когда такие атаки происходят на какие то интернет биржи, или банки, что пользователи, что сами структуры, терпят убытки.

Защититься от такой атаки, можно анализируя количество запросов в секунду, от одного и того же IP. Минимальный при этом опасный размер атаки на данный момент это 100 тысяч запросов в секунду. Так же существует родитель DDoS атаки, а именно DoS, но на данный момент эта атака не так страшна, ибо мощность даже самых ушлых серверов, позволяет обработать столь не значительную нагрузку.

Заключения

В заключение я хочу сказать некоторые детали об этой статье.

1. Ни в коем случае не используйте эту статью как учебник по компьютерным сетям, ибо это всего лишь «перекус» для сознания новичка в веб программировании, перед специальным изучением компьютерных сетей, не более того.
2. В этой статье показаны лишь основы основами, все граничащие с основами моменты, были упущены, так же были показаны не все протоколы уровней сети.
3. В этой статье, не рассказано о некоторых вещах, которые вы можете принять за основы, такие как буферизация маршрутизатора, или задержки передачи данных, или единицы измерения данных на разных уровнях, или подробная работа маршрутизатор, так далее и тому подобное… Они были упущены, ибо сложные, и могут запутать новичка.

Спасибо всем большое за прочтение!

UPD: статья рассчитана на тех, кто о сетях и знать ничего не знал, но хочет начать хотя бы не со сложных книг, а с общего обзора.

Вычислительные сети. Первая в мире компьютерная сеть ARPANET. Назначение и классификация сетей 8 класс онлайн-подготовка

Тема: История и классификация компьютерных сетей

Урок: Вычислительные системы и вычислительные сети. Первая в мире компьютерная сеть — ARPANET. Протоколы. Первые отечественные информационные сети. 

Назначение и классификация компьютерных сетей, их основные компоненты

1. Введение

Что же такое компьютерная сеть? Рассмотрим определение этого понятия:

Компьютерная сеть – это система связи компьютеров или компьютерного оборудования. Для передачи информации по компьютерной сети могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

Первой компьютерной сетью была сеть ARPANET, созданная в 1969 году в США Агентством Министерства обороны США по перспективным исследованиям (ARPA). Она явилась первым прототипом сети Интернет. Сеть состояла из двух терминалов, которые должны были быть максимально удалены друг от друга, чтобы проверить систему в максимальных режимах. Первый терминал находился в Калифорнийском университете, а второй на расстоянии 600 км от него — в Стэнфордском университете. Компьютерная сеть была названа ARPANET, в рамках проекта сеть объединила к концу 1969 года четыре указанных научных учреждения, все работы финансировались за счёт Министерства обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, её начали использовать учёные из разных областей науки. К 1971 году было подключено еще 15 терминалов.

В постсоветском пространстве первой компьютерной сетью была сеть РЕЛКОМ.    Начала свою работу летом 1990 года на базе Института атомной энергии им. И. В. Курчатова в Москве, соединив с помощью аналоговых телефонных модемов компьютеры в научных учреждениях Москвы, Ленинграда и Новосибирска. Действовала в связке с программистским кооперативом«Демос» (вскоре ставшим первым российским интернет-провайдером). Днем рождением российской части сети Интернета (Рунета) можно считать 19 сентября 1990 года.

Основным назначением компьютерных сетей является обеспечение совместного доступа к общим ресурсам сети (например, принтеры, базы данных, удалённые рабочие станции и. т.д). Данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, образуют общий информационный ресурс.  Например, если вы хотите узнать в Интернете расписание кинофильмов на сегодня, то посредством своего домашего компьютера вы используете сторонний программный ресурс, к которому вы получили доступ, зайдя на сайт кинотеатра.

В зависимости от области применения компьютерные сети можно классифицировать по следующим критериям:

— По территориальной распространённости (глобальные, региональные локальные).

— По типу функционального взаимодействия (клиент сервер, смешанная сеть, одноранговая сеть).

— По типу среды передачи (проводные, беспроводные)

— По скорости передач.

Если необходимо объединить в сеть несколько компьютеров на уровне предприятия или дома, то чаще всего в таком случае используются локальные сети. Локальная сеть – это компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Для соединения компьютеров в локальную сеть, они должны обязательно иметь специальную сетевую плату (сетевой адаптер или сетевую карту) а также порт локальной сети LAN (от англ. Local Area Network – локальная сеть), в который вставляется сетевой кабель. На рис.1 и рис.2 вы можете видеть типичную сетевую плату и разъём LAN.

Рис. 1. Сетевая плата компьютера         

 

Рис. 2. Разъём для кабеля локальной сети LAN

Одной из самых важных характеристик сетевых плат и кабелей является их пропускная способность – количество информации, которые они могут передать за единицу времени. Так, например, это влияет на время, за которое сервер успевает обработать исходящую электронное письмо (e-mail) и передать её адресату. Современные локальные компьютерные сети работают с разной пропускной способностью – обычно от 10 до 100 Мбит в секунду.

Скорость передачи данных также зависит от типа используемого кабеля. Кабели в свою очередь различаются материалом проводников и технологией передачи электронной информации. Рассмотрим 3 основных типа кабелей, используемых в компьютерных сетях – коаксиальный кабель, витая пара и оптоволокно.

Коаксиальный кабель  (Рис. 3) — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана. Обычно служит для передачи высокочастотных сигналов. Изобретён и запатентован в 1880 году британским физиком Оливером Хевисайдом.

Рис. 3. Коаксиальный кабель

Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы, изоляции, ее окружающей, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки.  Основным преимуществоми таких типов кабелей является их дешевизна, однако скорость передачи данных в таком кабеле одна из самых низких (до 10 Мбит в секунду).

Витая пара  (Рис. 4) – вид кабеля связи, представляющий собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей. Скорость передачи информации по витой паре – от 10 до 100 Мбит в секунду. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

Рис. 4. Витая пара

Оптическое волокно(Рис. 5)  — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был впервые продемонстрирован в XIX веке, но развитие современной волоконной технологии началось в 1950-х годах. Изобретение лазеров сделало возможным построение волоконно-оптических линий передач, превосходящих по своим характеристикам традиционные проводные средства связи. На сегодняшний день такой тип кабелей является наиболее эффективным, благодаря возможности передачи данных на колоссальные расстояния (например, по океанскому дну), низкому проценту ошибок по сравнению с другими типами кабелей, и самой высокой скорости передачи данных (около 40 Гбит в секунду).

 

Рис. 5. Оптическое волокно

Итак, мы с вами познакомились с понятием «локальная сеть» и её составляющими. Как мы уже знаем, такие сети используются в случае если компьютеры находятся на относительно недалёком друг от друга  расстоянии.  Но как же объединить несколько компьютерных сетей, находящихся на расстоянии сотен и даже тысяч километров друг от друга? Для этого используются глобальные сети. Глобальная сеть – это компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров и локальных сетей. Для передачи информации на большие расстояние в глобальной сети используются модемы и телефонные линии связи.

Телефонная сеть передает звук человеческого голоса в виде аналогового сигнала, а модем преобразует его в цифровой сигнал.  Модем (Рис 6.) – это устройство, которое соединяет компьютер с телефонной линией. При этом управление модемом с компьютера происходит благодаря специальной программе – драйвера модема.

Рис. 6. ADSL Модем

На другом конце телефонной линии также должен быть присоединён модем, подключённый к другому компьютеру – в этом случае компьютер-приёмник сможет получать данные из сети. В данном случае модем в этом компьютере используется вместо сетевой платы. Модемы могут быть внешними (Рис. 7), то есть подключенными к компьютеру извне по внешним разъёмам (например, USB) и внутренние (Рис. 8) – то есть интегрированными в корпус компьютера.

Рис. 7. Внешний модем

Рис. 8 . Внутренний модем

Для того, чтобы информация в глобальной сети была корректно воспринята и обработана всеми компьютерами сети корректно и безошибочно, были разработаны специальные протоколы передачи данных по глобальной сети.

Протокол – набор правил и соглашений, которые позволяют нескольким компьютерам общаться друг с другом в сети. Основным протоколом сети интернет является протокол TCP/IP. За адресацию информации отвечает протокол IP, а за целостность передаваемой информации отвечает протокол TCP.   Принцип работы протокола TCP/IP основан на том, что каждый компьютер в сети имеет свой уникальный идентификатор – ip-адрес. Он представляет собой группу из четырёх натуральных чисел, отделенных друг от друга точками. Например: 192.168.0.1. Левая часть адреса показывает к какой части сети принадлежит данный компьютер, а правая часть показывает точный номер компьютера в данной подсети. Информация по сети передается разделенной на части, которые называются пакетами. Любое движение информации в интернете между компьютерами подчинено работе протокола. Рассмотрим подробнее типичный случай передачи информации по протоколу TCP/IP.

В начале работы, компьютер посылает запрос на сервер в виде пакета и ждёт ответа. После того как подтверждение от сервера получено, компьютер посылает пакетный запрос на выдачу какой-либо информации, размещённой на сервере. В ответ на этот пакет сервер даёт компьютеру разрешение на пересылку запрашиваемой информации (файла).

 

Список рекомендованной литературы

1. Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 8 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012

2. Босова Л.Л. Информатика: Рабочая тетрадь для 8 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

3. Астафьева Н.Е., Ракитина Е.А., Информатика в схемах. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

4. Одом У. Компьютерные сети. Первый шаг = Computer Networking: First-step / Пер. В. Гусев. — СПб.: «Вильямс», 2006.

 

Рекомендованные ссылки на ресурсы интернет

1. Что такое Internet? (Источник).

2. Протоколы Интернет (Источник).

3. Обзор базовых сетевых технологий (Источник).

 

Рекомендованное домашнее задание

1. Глава 2, § 1.6.  Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 8 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 г.

2. Зачем нужны компьютерные сети? Что является их основным назначением?

3. Чем отличается локальная сеть от глобальной?

4. Назовите основные преимущества оптоволоконного кабеля над конкурентами.

5. Назовите основную функцию протокола TCP/IP.

Что такое компьютерная сеть?

Сеть

К

• Кинза Ясар, Технический писатель
• Александр С. Гиллис, Технический писатель и редактор

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть представляет собой группу взаимосвязанных узлов или вычислительных устройств, которые обмениваются данными и ресурсами друг с другом. Сетевое соединение между этими устройствами можно установить с помощью кабеля или беспроводной среды. После установления соединения протоколы связи, такие как TCP/IP, простой протокол передачи почты и протокол передачи гипертекста, используются для обмена данными между сетевыми устройствами.

Первым примером компьютерной сети была Сеть Агентства перспективных исследовательских проектов. Эта сеть с коммутацией пакетов была создана в конце 1960-х годов ARPA, агентством Министерства обороны США.

Компьютерная сеть может состоять из двух ноутбуков, соединенных кабелем Ethernet, или быть такой сложной, как Интернет, представляющий собой глобальную систему компьютерных сетей.

Как работает компьютерная сеть?

Устройства, подключенные к компьютерной сети, используют IP-адреса, которые преобразуются в имена хостов через сервер системы доменных имен, для связи друг с другом через Интернет и другие компьютерные сети. Различные протоколы и алгоритмы также используются для определения передачи данных между конечными точками.

Сетевые системы должны работать в соответствии с определенными стандартами или рекомендациями. Стандарты представляют собой набор правил передачи данных, необходимых для обмена информацией между устройствами, и разрабатываются различными организациями по стандартизации, включая IEEE, Международную организацию по стандартизации и Американский национальный институт стандартов. Например, стандарт Ethernet устанавливает общий язык связи для проводных или физических сетей, а стандарт 802.11 определяет возможности подключения для беспроводных локальных сетей (WLAN).

Компьютерная сеть должна быть физически и логически спроектирована таким образом, чтобы базовые элементы сети могли взаимодействовать друг с другом. Эта компоновка компьютерной сети известна как архитектура компьютерной сети .

Ниже приведены две наиболее распространенные архитектуры компьютерных сетей:

1. Клиент-сервер. Эта модель состоит из множества клиентов или узлов, где по крайней мере один сетевой узел действует как центральный сервер. Клиенты в этой модели не делят ресурсы, а запрашивают центральный сервер, так как все ресурсы установлены на нем.
2. Одноранговая связь (P2P). Каждое подключенное устройство в этой сети ведет себя как клиент, а также как сервер и имеет аналогичные привилегии. Ресурсы каждого узла совместно используются всей сетью, включая память, вычислительную мощность и печать. Многие компании используют архитектуру P2P для размещения приложений, интенсивно использующих память, таких как трехмерная визуализация, на нескольких сетевых устройствах.

Четко определенная компьютерная сеть также учитывает пропускную способность сети. Пропускная способность сети — это объем трафика, который сеть может поддерживать в любой момент времени при соблюдении соглашений об уровне обслуживания. Он измеряется с точки зрения пропускной способности, которая определяется теоретическим максимальным числом битов в секунду, которое может пройти через сетевое устройство.

Изображение, сравнивающее архитектуры клиент-сервер и сеть P2P.

Основные компоненты компьютерной сети

Следующие строительные блоки — сетевые устройства, ссылки и протоколы связи — делают возможными операции компьютерной сети:

• Сетевые устройства. Эти физические устройства или узлы представляют собой оборудование для передачи данных, подключенное к компьютерной сети. Примеры сетевых устройств включают модемы, маршрутизаторы, ПК, серверы, брандмауэры, коммутаторы и шлюзы. Каждое устройство в компьютерной сети идентифицируется сетевым адресом и часто имеет легко идентифицируемые имена хостов.
• Ссылки. Канал — это среда передачи, используемая для соединения узлов и позволяющая им передавать данные друг другу. Связи могут быть проводными, беспроводными или оптическими, такими как кабель Ethernet или сигнал Wi-Fi. Каналы могут быть сконфигурированы по-разному, как физически, так и логически, а топология сети диктует способ, которым каналы и узлы связаны друг с другом.
• Протоколы связи. Это правила или протоколы, которым должны следовать все узлы в сети для передачи информации. Общие протоколы включают пакет TCP/IP, IEEE 802, Ethernet, WLAN и стандарты сотовой связи.

TCP/IP — это концептуальная модель, которая предлагает следующие четыре функциональных уровня для этих каналов связи:

1. Уровень доступа к сети. Этот уровень определяет, как данные физически передаются по сети, а также как аппаратные устройства отправляют биты через сетевой носитель, такой как коаксиальный, оптический, оптоволоконный кабель или кабель с витой парой.
2. Интернет-уровень. Это уровень, на котором выполняется маршрутизация. Он упаковывает данные в пакеты и позволяет отправлять и получать их по сети. Интернет-уровень включает в себя IP, протокол разрешения адресов и протокол управляющих сообщений Интернета.
3. Транспортный уровень. Этот уровень обеспечивает стабильную, упорядоченную и безошибочную доставку пакетов данных. Это достигается путем замены подтверждения приема данных и повторной передачи потерянных или отброшенных пакетов. Типичные протоколы, используемые на транспортном уровне, включают TCP и протокол пользовательских дейтаграмм.
4. Прикладной уровень. Протоколы безопасности , такие как безопасность транспортного уровня, работают на этом уровне и играют неотъемлемую роль в обеспечении сетевой безопасности. Это уровень абстракции, который напрямую взаимодействует с приложениями и определяет, как высокоуровневые приложения должны получить доступ к сети, чтобы начать передачу данных. Например, прикладной уровень используется для определения того, куда, когда и сколько данных следует отправлять с определенной скоростью.

Современная архитектура Интернета в основном построена на модели TCP/IP, которая представляет собой упрощенную версию более концептуальной модели взаимодействия открытых систем.

Преимущества использования компьютерной сети

Компьютерные сети идеально подходят для быстрого обмена информацией и эффективного использования ресурсов.

Ниже приведены преимущества использования компьютерной сети:

• Совместное использование ресурсов. Предприятия любого размера могут использовать компьютерную сеть для совместного использования ресурсов и критически важных активов. Ресурсы для совместного использования могут включать принтеры, файлы, сканеры и фотокопии. Компьютерные сети особенно полезны для крупных и разбросанных по всему миру организаций, поскольку они могут использовать единую общую сеть для связи со своими сотрудниками.
• Гибкость. Современные компьютерные сети позволяют людям использовать гибкие методы связи и совместного использования ресурсов в зависимости от их потребностей и предпочтений. Например, некоторые люди могут использовать для общения электронную почту или мгновенные сообщения, в то время как другие могут предпочесть использовать приложение, такое как WhatsApp.
• Более высокая степень подключения. Благодаря компьютерным сетям люди могут оставаться на связи независимо от своего местонахождения. Например, приложения для видеозвонков и обмена документами, такие как Zoom и Google Docs, позволяют сотрудникам подключаться и сотрудничать удаленно.
• Безопасность и управление данными. В компьютерной сети данные централизованы на общих серверах. Это помогает сетевым администраторам лучше управлять критически важными данными своей компании и защищать их. Они могут выполнять регулярное резервное копирование данных и совместно применять меры безопасности, такие как многофакторная аутентификация, на всех устройствах.
• Вместимость. Большинство организаций со временем масштабируются и имеют большое количество данных, требующих хранения. Компьютерные сети, особенно те, которые используют облачные технологии, могут хранить огромные объемы данных и резервных копий на централизованном удаленном сервере, доступном для всех в любое время.
• Развлечения. Компьютерные сети, особенно Интернет, предлагают различные источники развлечений, начиная от компьютерных игр и заканчивая потоковой передачей музыки и видео. Многопользовательские игры, например, могут работать только через локальную или домашнюю локальную сеть или глобальную сеть (WAN), такую ​​как Интернет.

Типы компьютерных сетей

Существует несколько типов компьютерных сетей. То, какую сеть использует организация, зависит от таких факторов, как количество устройств, типы операционных систем, используемая среда передачи, топология сети, расстояние между каждым устройством и их географический масштаб.

Вот некоторые примеры компьютерных сетей:

• ЛВС. LAN соединяют конечные точки в одном домене. Примеры локальных сетей включают школы, больницы и офисные здания.
• глобальные сети. глобальные сети соединяют несколько локальных сетей и охватывают более крупные географические области, такие как крупные города, штаты и страны.
• Городские сети (MAN). ЧЕЛОВЕК соединяет компьютерные ресурсы в большой географической области, такой как город.
• Сети хранения данных (SAN). SAN — это специализированные и выделенные сети, которые соединяют несколько высокопроизводительных устройств хранения данных и ресурсов. Они обеспечивают встроенную безопасность и доступ на уровне блоков. SAN обеспечивает аварийное восстановление, поскольку включает в себя различные устройства хранения, такие как дисковые накопители, магнитные ленты и оптические накопители.
• Персональные сети (PAN). PAN используется одним человеком для подключения нескольких устройств, таких как принтеры и сканеры.
• WLAN. Это группа совместно расположенных устройств, использующих радиопередачу вместо проводных соединений.
• Сети кампуса (CAN). CAN — это набор взаимосвязанных локальных сетей, которые обычно используются более крупными организациями, такими как правительства и университеты.
• Виртуальные частные сети (VPN). VPN расширяет частную сеть поверх общедоступной сети, чтобы повысить конфиденциальность и безопасность сетевого подключения.
• Пассивные оптические сети (PON). PON — это оптоволоконная сеть, обеспечивающая конечным пользователям широкополосный доступ.
• Сети поставщиков услуг. Это сетевые провайдеры, которые сдают в аренду сетевые ресурсы и функциональные возможности клиентам. Провайдеры обычно состоят из телекоммуникационных компаний, носителей данных, интернет-провайдеров и провайдеров кабельного телевидения.
• Облачные сети. Это разновидность глобальной сети, но ее инфраструктура предоставляется облачной службой, такой как Amazon Web Services. Облачные сети — это стандартный подход для современных сетей.

Сети можно разделить на подсети, также называемые подсетями .

Какие существуют типы сетевых топологий?

Топология сети — это физическое и логическое устройство сети. Все топологии имеют разные плюсы и минусы. Прежде чем выбирать конкретную топологию, организациям следует учитывать масштабы сети, включая ее размер, потребности в масштабировании и бизнес-цели.

Точки представляют узлы в различных топологиях, а линии — каналы связи.

Топологии сети включают следующие типы:

• Звездная сеть. Топология сети «звезда» соединяет все узлы с общим центральным компьютером.
• Кольцевая сеть. Сетевые устройства подключены к двум другим устройствам с обеих сторон через коаксиальный кабель или кабель RJ-45.
• Полноячеистая сеть. Все узлы полноячеистой сети напрямую связаны с другими узлами.
• Частичная ячеистая сеть. Только некоторые узлы подключаются друг к другу напрямую, а другие подключаются только к одному или двум другим узлам в сети.
• Сеть точка-точка. Эта сеть обеспечивает выделенное соединение между двумя конечными точками.
• Шинная сеть. Шинная сеть следует топологии локальной сети, где устройства в одной локальной сети подключаются непосредственно к линии передачи, известной как шина . Все сигналы проходят через все устройства, и устройство-получатель распознает предназначенные для него сигналы.
• Древовидная сеть. Это топология гибридной сети, в которой соединены две или более звездообразных сетей.

Компьютерные сети бывают разных форм и размеров. Изучите семь распространенных типов сетей , а также их плюсы и минусы.

Последнее обновление: март 2023 г.

Продолжить чтение О компьютерной сети

• Знакомство с 8 типами сетевых устройств

• Что означает программно определяемая локальная сеть для виртуализации кампуса

• Беспроводная точка доступа и маршрутизатор: в чем разница?

• 4 категории мониторинга сети

• Ethernet и Carrier Ethernet: чем они отличаются?

Копать глубже в сетевой инфраструктуре

• физический уровень

  Автор: Александр Гиллис

• Оптоволоконный канал

  Автор: Стивен Бигелоу

• беспроводная ячеистая сеть (WMN)

  Автор: Уэсли Чай

• Корешковый лист (архитектура корешкового листа)

  Автор: Александр Гиллис

Унифицированные коммуникации

• Приложение для совместной работы Stormboard переносит искусственный интеллект на виртуальную доску

  Используя передовые технологии машинного обучения и обработки естественного языка, поставщик интерактивной совместной работы Stormboard запускает StormAI для . ..

• 4 ключевые угрозы безопасности унифицированных коммуникаций, на которые следует обратить внимание

  Для обеспечения безопасности вашей системы унифицированных коммуникаций требуются инструменты, специально предназначенные для голосовых и видеоприложений. Узнайте, как…

• CPaaS привносит функции облачного контакт-центра в локальную среду

  Организациям с локальными контакт-центрами не нужно выполнять полную миграцию в облако для модернизации своих систем. CPaaS может …

Мобильные вычисления

• Как исправить неработающую личную точку доступа iPhone

  Проблемы с подключением, неправильно настроенные параметры и человеческий фактор могут вызвать проблемы с мобильной точкой доступа. ИТ и пользователи должны знать, как …

• Как выйти из режима киоска на любой ОС

  Выход из режима киоска вручную по-прежнему необходим в эпоху управления мобильными устройствами для удобства и когда пришло время. ..

• Начало работы в режиме киоска для предприятия

  В качестве выделенной конечной точки киоск может служить нескольким целям. Понимание этих возможностей, их преимуществ и проблем …

Центр обработки данных

• Понимание использования блокчейна в центрах обработки данных

  Блокчейн наиболее известен своими приложениями для криптовалюты, но центры обработки данных могут использовать его для различных бизнес-приложений …

• Сделайте операции мэйнфреймов эффективными с помощью этих стратегий

  Мэйнфреймы влияют на итоговые показатели организации. Эксперт описывает некоторые ключевые стратегии для поддержания надежности при сохранении …

• Как использовать ChatGPT для управления приложениями мейнфреймов

  ChatGPT может помочь ИТ-администраторам управлять приложениями для мэйнфреймов путем преобразования, оптимизации и улучшения кода. Также он может создавать…

ИТКанал

• 4 ключевых способа, которыми партнеры оттачивают стратегию цифровой трансформации

  поставщика ИТ-услуг используют методологии, инструменты и платформы для реализации инициатив. Их усилия направлены на предотвращение …

• Партнерская экосистема оптимистична в отношении рыночных перспектив, генеративного ИИ

  Поставщики услуг выражают оптимизм, несмотря на сохраняющуюся экономическую неопределенность, в ожидании новых технологий и услуг …

• Изменения в партнерской экосистеме AWS связаны с независимыми поставщиками программного обеспечения и генеративным искусственным интеллектом

  Поставщик облачной платформы находит партнеров среди независимых поставщиков программного обеспечения и системных интеграторов, развивая отношения с ИИ и упрощая…

Основы компьютерных сетей — GeeksforGeeks

Компьютерные сети — это практика соединения компьютеров вместе для обеспечения связи и обмена данными между ними. В общем, компьютерная сеть представляет собой набор из двух или более компьютеров. Это помогает пользователям легче общаться. В этой статье мы собираемся обсудить основы, которые должен знать каждый, прежде чем углубляться в компьютерные сети.

Компьютерная сеть

Как работает компьютерная сеть?

Основными строительными блоками компьютерной сети являются узлы и связи. Сетевой узел можно представить как оборудование для передачи данных, такое как модем, маршрутизатор и т. д., или как оборудование терминала данных, например, соединение двух или более компьютеров. Связь в компьютерных сетях может быть определена как провода или кабели или свободное пространство беспроводных сетей.

Работу компьютерных сетей можно просто определить как правила или протоколы, которые помогают отправлять и получать данные по каналам связи, позволяющим компьютерным сетям взаимодействовать. Каждое устройство имеет IP-адрес, который помогает идентифицировать устройство.

Основные термины компьютерных сетей

• Сеть: Сеть — это совокупность компьютеров и устройств, соединенных друг с другом для обеспечения связи и обмена данными.
• Узлы: Узлы — это устройства, подключенные к сети. Это могут быть компьютеры, серверы, принтеры, маршрутизаторы, коммутаторы и другие устройства.
• Протокол: Протокол — это набор правил и стандартов, регулирующих передачу данных по сети. Примеры протоколов включают TCP/IP, HTTP и FTP.
• Топология: Топология сети относится к физическому и логическому расположению узлов в сети. Общие сетевые топологии включают шину, звезду, кольцо, ячеистую сеть и дерево.
• Сети поставщика услуг: Эти типы сетей позволяют брать в аренду пропускную способность и функциональные возможности сети у поставщика. Сети поставщиков услуг включают беспроводную связь, носители данных и т. д.
• IP-адрес : IP-адрес — это уникальный числовой идентификатор, который присваивается каждому устройству в сети. IP-адреса используются для идентификации устройств и обеспечения связи между ними.
• DNS: Система доменных имен (DNS) — это протокол, который используется для преобразования удобочитаемых доменных имен (например, www.google.com) в IP-адреса, понятные компьютерам.
• Брандмауэр: Брандмауэр — это устройство безопасности, которое используется для мониторинга и контроля входящего и исходящего сетевого трафика. Брандмауэры используются для защиты сетей от несанкционированного доступа и других угроз безопасности.

Типы корпоративных компьютерных сетей

• LAN: Локальная сеть (LAN) — это сеть, покрывающая небольшую территорию, например офис или дом. ЛВС обычно используются для подключения компьютеров и других устройств в пределах здания или кампуса.
• WAN: Глобальная сеть (WAN) — это сеть, охватывающая большую географическую область, например город, страну или даже весь мир. Глобальные сети используются для соединения локальных сетей и обычно используются для связи на большие расстояния.
• Облачные сети: Облачные сети можно визуализировать с помощью глобальной сети (WAN), поскольку они могут размещаться у общедоступных или частных поставщиков облачных услуг, а облачные сети доступны, если есть спрос. Облачные сети состоят из виртуальных маршрутизаторов, брандмауэров и т. д.

Это всего лишь несколько основных концепций компьютерных сетей. Сеть — это обширная и сложная область, и существует гораздо больше концепций и технологий, связанных с созданием и обслуживанием сетей. Теперь мы собираемся обсудить еще несколько концепций компьютерных сетей.

• Открытая система: Система, которая подключена к сети и готова к обмену данными.
• Закрытая система:  Система, которая не подключена к сети и с которой невозможно установить связь.

Типы архитектуры компьютерной сети

Компьютерная сеть подпадает под следующие широкие категории:

• Архитектура клиент-сервер: Архитектура клиент-сервер — это тип архитектуры компьютерной сети, в которой узлы могут быть серверами или клиентами. Здесь серверный узел может управлять поведением клиентского узла.
• Одноранговая архитектура: В архитектуре P2P (одноранговая) отсутствует концепция центрального сервера. Каждое устройство бесплатно для работы в качестве клиента или сервера.

Сетевые устройства

Взаимосвязь нескольких устройств, также известных как хосты, которые подключены с использованием нескольких путей для отправки/получения данных или мультимедиа. Компьютерные сети также могут включать несколько устройств/носителей, которые помогают в общении между двумя разными устройствами; они известны как сетевые устройства и включают в себя такие вещи, как маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы и мосты.

Сетевые устройства

Топология сети

Топология сети — это расположение различных устройств в сети. Общие примеры включают шину, звезду, сетку, кольцо и гирляндную цепь.

Топология сети

Модель OSI  

OSI означает взаимодействие открытых систем. Это эталонная модель, которая определяет стандарты для протоколов связи, а также функциональные возможности каждого уровня. OSI была разработана Международной организацией по стандартизации и представляет собой 7-уровневую архитектуру. Каждый уровень OSI имеет разные функции, и каждый уровень должен следовать разным протоколам. Эти 7 слоев следующие: 

• Физический уровень
• Канальный уровень
• Сетевой уровень
• Транспортный уровень
• Сеансовый уровень
• Уровень представления
• Уровень приложения

9002 1 Протокол

Протокол – это набор правил или алгоритмов, определяющих способ, которым два объекта могут обмениваться данными по сети, и существует другой протокол, определенный на каждом уровне модели OSI. Вот несколько таких протоколов: TCP, IP, UDP, ARP, DHCP, FTP и так далее.

Уникальные идентификаторы сети 

Имя хоста: Каждое устройство в сети связано с уникальным именем устройства, известным как Имя хоста. Введите «имя хоста» в командной строке (режим администратора) и нажмите «Ввод», это отобразит имя хоста вашего компьютера.
 

Имя хоста

IP-адрес (адрес интернет-протокола):   Также известный как логический адрес, IP-адрес — это сетевой адрес системы в сети. Для идентификации каждого устройства во всемирной паутине Управление по присвоению номеров в Интернете (IANA) назначает адрес IPV4 (версия 4) в качестве уникального идентификатора для каждого устройства в Интернете. Длина адреса IPv4 составляет 32 бита, следовательно, у нас есть 2 ³² Доступны IP-адреса. Длина адреса IPv6 составляет 128 бит.
Введите «ipconfig» в командной строке и нажмите «Enter», это даст нам IP-адрес устройства.

MAC-адрес (адрес управления доступом к среде):  Также известный как физический адрес, MAC-адрес является уникальным идентификатором каждого хоста и связан с его NIC (сетевой интерфейсной картой). MAC-адрес назначается сетевой карте во время изготовления. Длина MAC-адреса: 12 полубайтов/6 байт/48 бит. Введите «ipconfig/all» в командной строке и нажмите «Ввод», это даст нам MAC-адрес.

Порт: Порт можно назвать логическим каналом, по которому данные могут быть отправлены/получены в приложение. На любом хосте может быть запущено несколько приложений, и каждое из этих приложений идентифицируется по номеру порта, на котором они работают.

Номер порта представляет собой 16-битное целое число, следовательно, у нас есть 2 ¹⁶ доступных портов, которые классифицируются, как показано ниже: Общеизвестные порты 0 – 1023 Зарегистрированные порты 1024 – 49151 9054 3 Эфемерные порты 49152 – 65535

Количество портов: 65 536 
Диапазон: 0 – 65535 
Введите « netstat -a » в командной строке и нажмите «Ввод». Откроется список всех используемых портов.

Список портов

Сокет: Уникальная комбинация IP-адреса и номера порта называется сокетом.

Другие связанные понятия 

DNS-сервер:  DNS означает Система доменных имен . DNS — это, по сути, сервер, который переводит веб-адреса или URL-адреса (например, www.google.com) в соответствующие им IP-адреса. Нам не нужно запоминать все IP-адреса каждого веб-сайта. Команда « nslookup » дает вам IP-адрес домена, который вы ищете. Это также предоставляет информацию о нашем DNS-сервере. \

IP-адрес домена

ARP:  ARP означает Протокол разрешения адресов . Он используется для преобразования IP-адреса в соответствующий физический адрес (например, MAC-адрес). ARP используется канальным уровнем для определения MAC-адреса машины получателя.

RARP:  RARP расшифровывается как Протокол обратного разрешения адресов .