Що таке комп'ютерні мережі? Основи

Що таке комп’ютерна мережа?

A комп'ютерної мережі — це група з двох або більше взаємопов’язаних комп’ютерів, які обмінюються даними та спільно використовують ресурси. З’єднання може передаватися через мідний кабель, оптоволоконний кабель або бездротовий зв’язок, а базове апаратне та програмне забезпечення перетворюють ізольовані пристрої на робочу мережу.

У цьому посібнику розглядаються основні компоненти комп'ютерної мережі, ідентифікатори, що визначають місцезнаходження хостів у ній, можливості її використання та компроміси, які слід зважити перед її створенням.

Компоненти комп'ютерної мережі

Нижче описано основні компоненти комп'ютерної мережі.

Комутатори

Комутатори діють як контролери, що з’єднують комп’ютери, принтери та інші пристрої в межах кампусу чи будівлі. Вони дозволяють пристроям в одній мережі взаємодіяти та пересилати трафік до інших мереж. Комутатори зменшують витрати на спільне використання принтерів, сховищ та програм в організації.

Маршрутизатор

Маршрутизатори з'єднують кілька мереж і дозволяють багатьом пристроям використовувати одне інтернет-з'єднання. Маршрутизатор виконує роль диспетчера: він аналізує пункт призначення кожного пакета, вибирає найкращий шлях і пересилає пакет далі.

Сервери

Сервери – це комп’ютери, на яких розміщено спільні програми, файли та мережеву операційну систему. Вони надають доступ до мережевих ресурсів кожному авторизованому користувачеві.

Клієнти

Клієнти – це пристрої користувачів, які мають доступ до мережі та споживають ресурси, що надаються серверами. Вони надсилають запити до серверів та отримують відповідні відповіді.

Transmission Медіа

Transmission носії інформації, які також називаються з’єднаннями, каналами або лініями, передають дані між пристроями. Найпоширенішими формами є коаксіальний кабель, мідна вита пара, оптичне волокно та радіохвилі.

Точки доступу

Точки доступу дозволяють бездротовим пристроям підключатися до мережі без кабелів. Вони надають мережі гнучкість для додавання ноутбуків, телефонів та пристроїв Інтернету речей на вимогу.

Спільні дані

Спільні дані охоплюють усе, чим клієнти обмінюються через мережу — файли, завдання друку, електронну пошту, дані програм і конфігурацію.

Мережева плата (NIC)

Мережева плата надсилає та отримує дані, а також контролює потік трафіку між хостом і мережею. Кожен підключений пристрій має принаймні один мережевий адаптер.

Місцевий Operating System

Локальна операційна система працює на кожному персональному комп'ютері та дозволяє йому отримувати доступ до файлів, керувати локальним принтером та використовувати власні дисководи та оптичні диски.

Мережа Operating System

Мережева операційна система працює на серверах та інших спільних хостах. Вона координує зв'язок, автентифікацію та спільний доступ до ресурсів у мережі.

протокол

Протокол — це задокументований набір правил, який дозволяє двом пристроям взаємодіяти один з одним через мережу. Стандартні протоколи включають IP, TCP, UDP, FTP, HTTP та DNS.

Концентратор

Хаб розділяє мережеве з'єднання між кількома комп'ютерами. Коли один хост надсилає пакет, хаб пересилає його на кожен пристрій у сегменті. Хаби сьогодні здебільшого є історичними; комутатори замінили їх у сучасних мережах.

LAN кабель

Кабель локальної мережі (LAN), який також називають кабелем Ethernet або кабелем даних, з’єднує пристрої з дротовою мережею, зокрема маршрутизатор, який має доступ до Інтернету.

Еталонна модель OSI

АБО ЯКЩО розшифровується як Open Systems Interconnection (Взаємозв'язок відкритих систем). Це семирівнева еталонна модель, яка визначає, як незалежні системи обмінюються даними.

Унікальні ідентифікатори в мережі

Кожному хосту та сервісу в мережі потрібне ім'я або номер, який їх виділяє. Найпоширеніші ідентифікатори наведено нижче.

Hostname

Кожному пристрою в мережі призначається зрозуміле для людини ім'я, яке називається ім'ям хоста. Імена хостів полегшують користувачам і програмам звернення до певного хоста без запам'ятовування його IP-адреси.

IP-адреса

IP-адреса (інтернет-протокол) – це унікальний числовий ідентифікатор пристрою в мережі. Адреси IPv4 мають довжину 32 біти; адреси IPv6 – 128 бітів.

DNS-сервер

Система доменних імен (DNS) перекладає зручним для людини URLімена хостів в IP-адреси, які пристрої фактично використовують для пошуку один одного.

MAC-адреса

MAC-адреса (Media Access Control – керування доступом до середовища) – яку іноді називають фізичною адресою – однозначно ідентифікує мережеву карту. Вона має довжину 48 бітів і зазвичай записується як 12 шістнадцяткових цифр, розділених на шість байтів.

порт

Порт — це логічний канал, який дозволяє користувачам і програмам обмінюватися даними з певною службою на хості. Один хост може запускати багато програм одночасно; кожна програма ідентифікується номером порту, на якому вона прослуховує.

Інші важливі компоненти мережі

ARP

ARP Розшифровується як Address Resolution Protocol (Протокол розв'язання адрес). Він зіставляє IP-адресу з відповідною фізичною (MAC) адресою в локальній мережі.

RARP

РАРП (Reverse Протокол розв'язання адрес (Address Resolution Protocol) робить протилежне: він повертає IP-адресу, яка відповідає заданій фізичній адресі.

брандмауер

Брандмауер фільтрує вхідний та вихідний трафік за певним набором правил. Це перша лінія захисту між внутрішньою мережею та публічним Інтернетом.

Шлюз

Шлюз — це пристрій, зазвичай маршрутизатор, який з’єднує локальну мережу з іншими мережами та перемикається між різними протоколами, де це необхідно.

види використання Computer Networks

Комп'ютерні мережі роблять сучасну співпрацю можливою. Загальні способи використання включають:

• Спільне використання фізичних ресурсів, таких як принтери, сканери та сховища.
• Спільне використання дорогих ліцензій на програмне забезпечення та центральних баз даних між командами.
• Забезпечення швидкого та надійного зв'язку між комп'ютерами та людьми.
• Обмін дані та інформація між користувачами та додатками.
• Розміщення внутрішніх застосунків, інтрамереж та сервісів, орієнтованих на клієнтів.

Переваги комп'ютерних мереж

Основні переваги добре спроектованої мережі:

• Дозволяє багатьом комп'ютерам одночасно надсилати та отримувати інформацію.
• Дозволяє спільний доступ до принтерів, сканерів, сховища та електронної пошти.
• Забезпечує високошвидкісний зв'язок між сайтами.
• Зменшує витрати та зусилля, пов'язані з дублюванням ресурсів у кожному місці.
• Підтримує централізоване резервне копіювання, моніторинг та політику безпеки.

Недоліки комп'ютерних мереж

Мережам також доводиться зважувати компроміси:

• Початкові інвестиції в апаратне та програмне забезпечення можуть бути значними.
• Без надійного захисту — шифрування, брандмауерів, багатофакторної автентифікації — дані піддаються атакам.
• Деякі апаратні компоненти старіють і потребують періодичної заміни.
• Мережі потребують постійного адміністрування, моніторингу та встановлення виправлень.
• Несправності кабелю, збої серверів та перебої з боку інтернет-провайдерів можуть порушити роботу всієї мережі.

Види Computer Networks (Короткий довідник)

У таблиці нижче наведено найпоширеніші типи мереж, з якими ви зіткнетеся як новачок.

тип	Сфера	Типове використання
LAN (локальна мережа)	Окрема будівля або кампус	Підключення до офісу або дому.
WAN (глобальна мережа)	Місто, країна чи глобус	З'єднує кілька локальних мереж на великі відстані.
MAN (міська мережа)	Місто або великий кампус	З'єднує офіси по всьому столичному регіону.
WLAN (бездротова локальна мережа)	Будівля або поверх	Доступ до Wi-Fi для ноутбуків та мобільних пристроїв.
PAN (персональна мережа)	Кілька метрів	З’єднання Bluetooth та USB між персональними пристроями.
VPN (віртуальна приватна мережа)	Через загальнодоступний інтернет	Безпечно підключає віддалених користувачів до приватної мережі.

Поширені запитання