Что такое компьютерные сети? Основы.

Автор: Брайс Лео Брайс Лео
Hours обновлено

⚡ Умное резюме

Компьютерные сети — это практика соединения двух или более устройств для обмена данными, совместного использования ресурсов и запуска сервисов. Они объединяют аппаратное обеспечение (коммутаторы, маршрутизаторы, сетевые карты), среду передачи (кабель или беспроводная связь) и программное обеспечение (операционные системы и протоколы) для обеспечения надежной связи.

  • ???? Подключайтесь к соответствующему оборудованию: Коммутаторы, маршрутизаторы, концентраторы, точки доступа и сетевые карты обеспечивают передачу пакетов между серверами, клиентами и всей сетью Интернет.
  • 🆔 Идентифицируйте каждое устройство: Имена хостов, IP-адреса, MAC-адреса, DNS-записи и номера портов позволяют однозначно идентифицировать каждый хост и службу.
  • 🧾 Следуйте стандартным протоколам: Протоколы TCP, UDP, IP, FTP и эталонная модель OSI гарантируют возможность взаимодействия различных устройств друг с другом.
  • 🛡️ План обеспечения безопасности и надежности: Шифрование, межсетевые экраны и регулярное обновление оборудования позволяют снизить наиболее распространенные сетевые риски.
  • 🤖 Используйте ИИ в операционной деятельности: Инструменты искусственного интеллекта расшифровывают перехваченные пакеты, прогнозируют сбои и автоматически генерируют конфигурации брандмауэра и маршрутизации на простом английском языке.
Читать

Компоненты компьютерной сети

Что такое компьютерная сеть?

A компьютерные сети Это группа из двух или более взаимосвязанных компьютеров, которые обмениваются данными и совместно используют ресурсы. Соединение может осуществляться по медному кабелю, оптоволокну или беспроводной связи, а базовое аппаратное и программное обеспечение превращают изолированные устройства в работающую сеть.

В этом руководстве рассматриваются основные компоненты компьютерной сети, идентификаторы, определяющие местоположение хостов в ней, возможности её использования, а также компромиссы, которые следует учитывать перед её созданием.

Компоненты компьютерной сети

Компоненты компьютерной сети

Ниже описаны основные компоненты компьютерной сети.

Коммутаторы

Коммутаторы выступают в роли контроллеров, соединяющих компьютеры, принтеры и другие устройства в пределах кампуса или здания. Они позволяют устройствам в одной сети обмениваться данными и перенаправлять трафик в другие сети. Коммутаторы снижают затраты на совместное использование принтеров, хранилищ и приложений в рамках организации.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы соединяют множество сетей и позволяют многим устройствам совместно использовать одно интернет-соединение. Маршрутизатор выступает в роли диспетчера: он анализирует пункт назначения каждого пакета, выбирает оптимальный путь и пересылает пакет дальше.

Серверы

Серверы — это компьютеры, на которых размещаются общие программы, файлы и сетевая операционная система. Они предоставляют доступ к сетевым ресурсам каждому авторизованному пользователю.

Наши клиенты

Клиенты — это пользовательские устройства, которые получают доступ к сети и используют ресурсы, предоставляемые серверами. Они отправляют запросы серверам и получают соответствующие ответы.

Transmission Медиафайлы

Transmission Среды передачи данных — также называемые каналами связи или линиями — передают данные между устройствами. Наиболее распространенными являются коаксиальный кабель, витая пара медных проводов, оптическое волокно и радиоволны.

Точки доступа

Точки доступа позволяют беспроводным устройствам подключаться к сети без проводов. Они обеспечивают гибкость сети, позволяя добавлять ноутбуки, телефоны и устройства IoT по мере необходимости.

Общие данные

Общие данные включают в себя все, чем клиенты обмениваются в сети — файлы, задания на печать, электронную почту, данные приложений и конфигурацию.

Сетевая интерфейсная карта (NIC)

Сетевая карта (NIC) отправляет и принимает данные, а также управляет потоком трафика между хостом и сетью. Каждое подключенное устройство имеет как минимум одну сетевую карту.

Местное Operaтинг система

На каждом персональном компьютере работает локальная операционная система, которая позволяет получать доступ к файлам, управлять локальным принтером, а также использовать собственные дисковые и оптические приводы.

Cеть Operaтинг система

Операционная система сети работает на серверах и других общих хостах. Она координирует обмен данными, аутентификацию и совместное использование ресурсов в сети.

протокол

Протокол — это документированный набор правил, позволяющий двум устройствам обмениваться данными друг с другом по сети. К стандартным протоколам относятся IP, TCP, UDP, FTP, HTTP и DNS.

хаб

Концентратор (хаб) распределяет сетевое соединение между несколькими компьютерами. Когда один хост отправляет пакет, концентратор пересылает его каждому устройству в сегменте. Сегодня концентраторы в основном устарели; в современных сетях их заменили коммутаторы.

кабель LAN

Кабель локальной сети (LAN) — также называемый кабелем Ethernet или кабелем передачи данных — соединяет устройства с проводной сетью, включая маршрутизатор, который обеспечивает доступ в интернет.

Эталонная модель OSI

OSI Аббревиатура расшифровывается как Open Systems Interconnection (взаимодействие открытых систем). Это семиуровневая эталонная модель, определяющая, как независимые системы обмениваются данными.

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ

Уникальные идентификаторы в сети

Каждому хосту и службе в сети необходимо имя или номер, позволяющие их идентифицировать. Ниже перечислены наиболее распространенные идентификаторы.

Hostname

Каждому устройству в сети присваивается удобочитаемое имя, называемое именем хоста. Имена хостов упрощают пользователям и приложениям обращение к конкретному хосту без необходимости запоминать его IP-адрес.

IP-адрес

IP-адрес (Internet Protocol) — это уникальный числовой идентификатор устройства в сети. Адреса IPv4 имеют длину 32 бита; адреса IPv6 — 128 бит.

DNS-сервер

Система доменных имен (DNS) обеспечивает удобный для человека перевод. URLИмена хостов и IP-адреса преобразуются в те адреса, которые устройства фактически используют для поиска друг друга.

MAC-адрес

MAC-адрес (адрес управления доступом к среде передачи) — иногда называемый физическим адресом — однозначно идентифицирует сетевую карту. Он имеет длину 48 бит и обычно записывается в виде 12 шестнадцатеричных цифр, разделенных на шесть байтов.

Порт отгрузки

Порт — это логический канал, позволяющий пользователям и приложениям обмениваться данными с определенной службой на хосте. На одном хосте может одновременно работать множество приложений; каждое приложение идентифицируется номером порта, на котором оно прослушивает запросы.

Другие важные сетевые компоненты

ARP

ARP Аббревиатура расшифровывается как Address Resolution Protocol (протокол разрешения адресов). Он сопоставляет IP-адрес с соответствующим физическим (MAC) адресом в локальной сети.

РАРП

РАРП (Reverse Протокол разрешения адресов (Address Resolution Protocol, Address Resolution Protocol, Address Resolution Protocol) делает обратное: он возвращает IP-адрес, соответствующий заданному физическому адресу.

Межсетевые экраны

Межсетевой экран фильтрует входящий и исходящий трафик в соответствии с набором правил. Это первая линия защиты между внутренней сетью и общедоступным интернетом.

Шлюз оплаты

Шлюз — это устройство (обычно маршрутизатор), которое соединяет локальную сеть с другими сетями и осуществляет преобразование между различными протоколами там, где это необходимо.

использует в Computer Networks

Компьютерные сети делают возможным современное сотрудничество. Типичные примеры их использования:

  • Совместное использование физических ресурсов, таких как принтеры, сканеры и устройства хранения данных.
  • Совместное использование дорогостоящих лицензий на программное обеспечение и централизованных баз данных между командами.
  • Обеспечение быстрой и надежной связи между компьютерами и людьми.
  • Обменявшись данные и информация между пользователями и приложениями.
  • Размещение внутренних приложений, интранетов и сервисов, ориентированных на клиентов.

Преимущества компьютерных сетей

Основные преимущества хорошо спроектированной сети:

  • Позволяет множеству компьютеров одновременно отправлять и получать информацию.
  • Позволяет совместно использовать принтеры, сканеры, хранилище данных и электронную почту.
  • Обеспечивает высокоскоростную связь между объектами.
  • Это позволяет сократить затраты и трудозатраты, связанные с дублированием ресурсов в каждом подразделении.
  • Поддерживает централизованное резервное копирование, мониторинг и политики безопасности.

Недостатки компьютерных сетей

При выборе сети также необходимо учитывать компромиссы:

  • Первоначальные инвестиции в оборудование и программное обеспечение могут быть значительными.
  • Без надежной защиты — шифрования, межсетевых экранов, многофакторной аутентификации — данные уязвимы для атак.
  • Некоторые аппаратные компоненты изнашиваются и требуют периодической замены.
  • Сети требуют постоянного администрирования, мониторинга и обновления программного обеспечения.
  • Неисправности кабелей, сбои в работе серверов и отключения интернет-провайдеров могут нарушить работу всей сети.

Виды Computer Networks (Краткий справочник)

В таблице ниже приведено краткое описание наиболее распространенных типов сетей, с которыми вы можете столкнуться, будучи новичком.

Тип Объем Типичное использование
LAN (локальная сеть) Отдельное здание или кампус Подключение к сети в офисе или дома.
WAN (глобальная сеть) Город, страна или земной шар Обеспечивает соединение нескольких локальных сетей на больших расстояниях.
MAN (городская сеть) Город или большой кампус Объединяет офисы в пределах одного мегаполиса.
Беспроводная локальная сеть (WLAN) Здание или этаж Доступ к Wi-Fi для ноутбуков и мобильных устройств.
PAN (персональная сеть) Несколько метров Bluetooth и USB-соединения между персональными устройствами.
VPN (виртуальная частная сеть) Через общедоступный интернет Обеспечивает безопасное подключение удаленных пользователей к частной сети.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Коммутатор соединяет устройства в одной сети и пересылает кадры на уровне 2 по MAC-адресу. Маршрутизатор соединяет различные сети и пересылает пакеты на уровне 3, используя IP-адреса и таблицы маршрутизации.

Локальная сеть (LAN) охватывает одно здание или кампус и принадлежит одной организации. Глобальная сеть (WAN) охватывает города, страны или весь мир, соединяя множество локальных сетей через выделенные линии, MPLS или общедоступный интернет.

IP-адрес — это логический идентификатор, присваиваемый программным обеспечением, и он может изменяться при перемещении устройства между сетями. MAC-адрес — это 48-битный идентификатор, записанный аппаратно на сетевой карте, и он уникален для данного интерфейса на протяжении всего срока службы.

Модель OSI — это семиуровневая эталонная структура (физический уровень, канальный уровень, сетевой уровень, транспортный уровень, сессионный уровень, уровень представления, прикладной уровень), описывающая, как данные перемещаются между двумя устройствами, от необработанных электрических сигналов до приложений, ориентированных на пользователя.

Подсеть — это логическое подразделение IP-сети. Она объединяет хосты, использующие один и тот же сетевой префикс, так что трафик между ними остается локальным, а трафик в другие подсети маршрутизируется через шлюз.

Концентраторы передают каждый пакет каждому устройству, что приводит к нерациональному использованию полосы пропускания и коллизиям. Коммутаторы пересылают каждый кадр только на нужный порт, поэтому они заменили концентраторы практически во всех современных сетях.

Инструменты искусственного интеллекта выявляют аномалии в структуре трафика, прогнозируют сбои на основе анализа логов, классифицируют оповещения и рекомендуют меры по устранению неполадок. Они сокращают время расследования и освобождают администраторов для более важной работы.

Да. Искусственные интеллекты-помощники преобразуют простые запросы на английском языке — «разрешить HTTPS из офисной подсети на API-сервер» — в CiscoПриведите фрагменты конфигурации Juniper или pfSense и объясните каждое правило для проверки перед развертыванием.

Подведем итог этой публикации следующим образом: