Czym są sieci komputerowe? Podstawy

Co to jest sieć komputerowa?

A sieć komputerowa to grupa dwóch lub więcej połączonych ze sobą komputerów, które wymieniają się danymi i współdzielą zasoby. Połączenie może odbywać się za pomocą kabla miedzianego, światłowodu lub sieci bezprzewodowej, a sprzęt i oprogramowanie, które je tworzą, przekształcają odizolowane urządzenia w działającą sieć.

W tym samouczku omówiono podstawowe elementy sieci komputerowej, identyfikatory służące do lokalizowania hostów w sieci, możliwe zastosowania oraz kompromisy, które należy rozważyć przed jej utworzeniem.

Składniki sieci komputerowej

Poniżej opisano podstawowe elementy sieci komputerowej.

Przełączniki

Przełączniki działają jak kontrolery, które łączą komputery, drukarki i inne urządzenia w obrębie kampusu lub budynku. Umożliwiają one urządzeniom w tej samej sieci komunikację i przekazywanie ruchu do innych sieci. Przełączniki redukują koszty współdzielenia drukarek, pamięci masowej i aplikacji w obrębie organizacji.

Routery

Routery łączą wiele sieci i umożliwiają wielu urządzeniom korzystanie z jednego połączenia internetowego. Router działa jako dyspozytor: analizuje miejsce docelowe każdego pakietu, wybiera najlepszą trasę i przesyła pakiet dalej.

Serwery

Serwery to komputery, na których hostowane są współdzielone programy, pliki i sieciowy system operacyjny. Udzielają one dostępu do zasobów sieciowych każdemu autoryzowanemu użytkownikowi.

Klienci

Klienci to urządzenia użytkowników, które uzyskują dostęp do sieci i korzystają z zasobów udostępnianych przez serwery. Wysyłają żądania do serwerów i odbierają odpowiadające im odpowiedzi.

Transmission Media

Transmission Media – zwane również łączami, kanałami lub liniami – przesyłają dane między urządzeniami. Najczęściej spotykanymi formami są kable koncentryczne, skrętki miedziane, światłowody i fale radiowe.

Punkty dostępu

Punkty dostępowe umożliwiają urządzeniom bezprzewodowym łączenie się z siecią bez użycia kabli. Zapewniają one elastyczność sieci, umożliwiając dodawanie laptopów, telefonów i urządzeń IoT na żądanie.

Udostępnione dane

Udostępniane dane obejmują wszystkie dane wymieniane przez klientów w sieci — pliki, zadania drukowania, pocztę e-mail, dane aplikacji i konfigurację.

Karta sieciowa (NIC)

Karta sieciowa wysyła i odbiera dane oraz kontroluje przepływ ruchu między hostem a siecią. Każde podłączone urządzenie posiada co najmniej jedną kartę sieciową.

Lokalny Operasystemu

Lokalny system operacyjny działa na każdym komputerze osobistym i umożliwia dostęp do plików, obsługę lokalnej drukarki i korzystanie z własnych dysków i napędów optycznych.

Sieć Operasystemu

Sieciowy system operacyjny działa na serwerach i innych hostach współdzielonych. Koordynuje komunikację, uwierzytelnianie i współdzielenie zasobów w sieci.

Protokół

Protokół to udokumentowany zestaw reguł, który umożliwia dwóm urządzeniom komunikację ze sobą za pośrednictwem sieci. Standardowe protokoły obejmują IP, TCP, UDP, FTP, HTTP i DNS.

Piasta

Koncentrator dzieli połączenie sieciowe na wiele komputerów. Gdy jeden host wysyła pakiet, koncentrator przekazuje go do wszystkich urządzeń w segmencie. Koncentratory to dziś w większości urządzenia historyczne; w nowoczesnych sieciach zastąpiły je przełączniki.

Kabel LAN

Kabel sieci lokalnej (LAN) — zwany także kablem Ethernet lub kablem danych — łączy urządzenia z siecią przewodową, w tym z routerem, który zapewnia dostęp do Internetu.

Model referencyjny OSI

OSI Skrót od Open Systems Interconnection (połączenie systemów otwartych). Jest to siedmiowarstwowy model odniesienia, który definiuje sposób, w jaki niezależne systemy wymieniają dane.

Unikalne identyfikatory w sieci

Każdy host i usługa w sieci potrzebuje nazwy lub numeru, który ją wyróżnia. Poniżej wymieniono najpopularniejsze identyfikatory.

Nazwa hosta

Każdemu urządzeniu w sieci przypisana jest czytelna dla człowieka nazwa, zwana nazwą hosta. Nazwy hostów ułatwiają użytkownikom i aplikacjom odwoływanie się do konkretnego hosta bez konieczności zapamiętywania jego adresu IP.

Adres IP

Adres IP (Internet Protocol) to unikalny numeryczny identyfikator urządzenia w sieci. Adresy IPv4 mają długość 32 bitów, a adresy IPv6 mają długość 128 bitów.

Serwer DNS

System nazw domen (DNS) tłumaczy nazwy przyjazne dla człowieka URLi nazwy hostów na adresy IP, których urządzenia faktycznie używają do wzajemnego odnajdywania się.

Adres MAC

Adres MAC (Media Access Control) – czasami nazywany adresem fizycznym – jednoznacznie identyfikuje kartę sieciową. Ma długość 48 bitów i jest zazwyczaj zapisywany jako 12 cyfr szesnastkowych rozdzielonych na sześć bajtów.

Port

Port to kanał logiczny, który umożliwia użytkownikom i aplikacjom wymianę danych z określoną usługą na hoście. Na jednym hoście może działać wiele aplikacji jednocześnie; każda aplikacja jest identyfikowana przez numer portu, na którym nasłuchuje.

Inne ważne elementy sieci

ARP

ARP Skrót od Address Resolution Protocol (protokół rozpoznawania adresów). Mapuje adres IP na odpowiadający mu adres fizyczny (MAC) w sieci lokalnej.

RARP

RARP (Reverse Protokół rozpoznawania adresów (Address Resolution Protocol) działa odwrotnie: zwraca adres IP odpowiadający danemu adresowi fizycznemu.

zapora

Zapora sieciowa filtruje ruch przychodzący i wychodzący według zestawu reguł. Stanowi pierwszą linię obrony między siecią wewnętrzną a publicznym internetem.

Bramka

Brama to urządzenie — zwykle router — które łączy sieć lokalną z innymi sieciami i w razie potrzeby tłumaczy różne protokoły.

korzysta z Computer Networks

Sieci komputerowe umożliwiają nowoczesną współpracę. Typowe zastosowania obejmują:

• Współdzielenie zasobów fizycznych, takich jak drukarki, skanery i pamięci masowe.
• Współdzielenie drogich licencji na oprogramowanie i centralnych baz danych pomiędzy zespołami.
• Zapewniamy szybką i niezawodną komunikację pomiędzy komputerami i ludźmi.
• Wymiana dane i informacje między użytkownikami i aplikacjami.
• Hosting aplikacji wewnętrznych, intranetów i usług skierowanych do klientów.

Zalety sieci komputerowych

Główne korzyści płynące z dobrze zaprojektowanej sieci to:

• Umożliwia wielu komputerom jednoczesne wysyłanie i odbieranie informacji.
• Umożliwia udostępnianie drukarek, skanerów, pamięci masowej i poczty e-mail.
• Zapewnia szybką komunikację między lokalizacjami.
• Ogranicza koszty i wysiłek związany z duplikacją zasobów w każdej lokalizacji.
• Obsługuje scentralizowane tworzenie kopii zapasowych, monitorowanie i politykę bezpieczeństwa.

Wady sieci komputerowych

Sieci muszą także brać pod uwagę pewne kompromisy:

• Początkowa inwestycja w sprzęt i oprogramowanie może być znacząca.
• Bez solidnych zabezpieczeń — szyfrowania, zapór sieciowych, uwierzytelniania wieloskładnikowego — dane są narażone na ataki.
• Niektóre elementy sprzętowe ulegają starzeniu i wymagają okresowej wymiany.
• Sieci wymagają ciągłej administracji, monitorowania i stosowania poprawek.
• Awarie kabli, awarie serwerów i przerwy w działaniu dostawców usług internetowych mogą zakłócić działanie całej sieci.

Rodzaje Computer Networks (Szybki odnośnik)

Poniższa tabela podsumowuje najpopularniejsze typy sieci, z jakimi spotkasz się jako początkujący.

Typ	Zakres	Typowe zastosowanie
LAN (sieć lokalna)	Pojedynczy budynek lub kampus	Łączność w biurze i domu.
WAN (sieć rozległa)	Miasto, kraj lub glob	Łączy wiele sieci LAN na duże odległości.
MAN (sieć metropolitalna)	Miasto lub duży kampus	Łączy biura na terenie obszaru metropolitalnego.
WLAN (bezprzewodowa sieć lokalna)	Budynek lub piętro	Dostęp do Wi-Fi dla laptopów i urządzeń mobilnych.
PAN (sieć osobista)	Kilka metrów	Połączenia Bluetooth i USB pomiędzy urządzeniami osobistymi.
VPN (Virtual Private Network)	Przez publiczny internet	Bezpiecznie łączy zdalnych użytkowników z prywatną siecią.

FAQ