Что такое компьютерная сеть

22 января, 2024

Современный компьютер — это чудо техники. Они работают на крошечных пластинах кремния, на каждой из которых вытравлены рисунки, настолько маленькие, что их нужно измерять в нанометрах. Огромные объемы данных могут быть переданы в мгновение ока, а данные, которые еще несколько десятилетий назад заполнили бы целую комнату, теперь умещаются на ладони. Но как бы ни были велики возможности этих машин, для обычного пользователя компьютер сам по себе довольно ограничен. Ключевым моментом, обеспечивающим работу современного компьютера, является подключение к сети, в частности к Интернету.

Что такое сеть?

Сеть — это совокупность компьютеров и других вычислительных устройств, которые могут взаимодействовать друг с другом в общей, но по сути закрытой системе. Эти сети могут быть соединены, что позволяет еще больше расширить доступ к данным. Интернет является высшим проявлением этого. Он является результатом соединения множества сетей по всему миру.

В сети могут находиться устройства конечных пользователей, такие как компьютер, ноутбук или смартфон. Также в сети могут быть периферийные устройства, такие как принтеры, устройства «умного дома» и файловые серверы. Файловые серверы могут обслуживать большие и сложные приложения, позволяющие создавать веб-страницы.

В типичной схеме домашней сети каждое устройство подключается к определенному сетевому устройству, называемому маршрутизатором. Маршрутизатор направляет трафик внутри сети. Он также находится на границе сети и может взаимодействовать с другими сетями, если они подключены. Если эти сети подключены к Интернету, каждый узел в домашней сети может получить доступ к Интернету.

В крупных сетях может быть множество «меньших» сетей с большими пользовательскими устройствами, которые можно встретить в корпоративных средах. Они могут быть соединены магистральными сетями, в которых могут быть только маршрутизаторы, или же в них могут быть и серверы.

Что такое компьютерная сеть

Подключение сети

Подключение к сети требует наличия какого-либо стандарта подключения. В современных сетях большинство устройств подключаются через Ethernet или Wi-Fi. Ethernet — это проводной стандарт, использующий электрические кабели. Wi-Fi — это беспроводной стандарт, использующий радиоволны для связи. Волоконно-оптические соединения также являются достаточно стандартными, но в основном в высокоскоростных средах, таких как центры обработки данных, поскольку они обеспечивают более высокую пропускную способность. Волоконно-оптические соединения кодируют данные в лазерных сигналах, передаваемых по тонкому стеклянному проводу. Благодаря преломлению свет задерживается внутри волокна.

Существует множество других вариантов, включая использование микроволновых сигналов для связи с геосинхронными спутниками. Каналы связи «точка-точка» могут работать с использованием видимого или невидимого света, если они имеют прямую видимость. Существует даже шуточный стандарт «IP посредством почтовых голубей», стандартизирующий способ связи через почтового голубя, но мы не рекомендуем его использовать.

Маршрутизация

Маршрутизация трафика по одной сети требует разработки системы адресации, которая может идентифицировать отдельные узлы. Этот процесс становится еще сложнее, когда речь идет о группах сетей. Протоколы маршрутизации позволяют маршрутизаторам взаимодействовать между собой, чтобы сообщить другим, что они могут направлять трафик в другие места.

Иногда вас может устраивать отправка данных открытым текстом. Это означает, что любой человек, имеющий возможность перехватить данные, может легко определить, что именно было отправлено. Если они перехватят данные в режиме реального времени, то смогут изменить их по своему усмотрению. Однако для более конфиденциальных данных необходима защита. Протоколы шифрования позволяют двум устройствам установить безопасное соединение между собой, даже если устройствам, с которыми они общаются, нельзя доверять.

Шифрование также пригодится, если вы хотите создать сеть, в которой устройства подключены напрямую. VPN или виртуальная частная сеть позволяет установить зашифрованное соединение между двумя устройствами. Затем они могут обмениваться данными по этому соединению, как будто это одно соединение, а не несколько. Это также позволяет объединять большие сети, даже если их разделяют значительные расстояния.

Ключевые показатели производительности

Пропускная способность обычно является наиболее часто упоминаемым показателем, когда речь заходит о производительности сети. В общем, в этом есть смысл. Чем больше данных может быть передано по сети, тем лучше. Однако в некоторых случаях другой показатель, задержка, имеет такое же или даже большее значение. Латентность — это мера задержки. Обычно она измеряет, сколько времени требуется для передачи крошечного сообщения от одного устройства к другому.

Однако при работе с очень большими объемами данных также стоит учитывать пропускную способность и задержку. Автомобиль, полный жестких дисков, может быстро перевезти большой объем данных. Даже несмотря на низкую задержку, общее «время передачи» может значительно превосходить скорость Интернета. В связи с этим появилась фраза: «Никогда не стоит недооценивать пропускную способность грузовика, полного жестких дисков». Обвязка карт microSD также продемонстрировала подобный эффект на почтовых голубях. Однако были высказаны претензии, что это не соответствует упомянутому выше шуточному стандарту, который стандартизировал только бумажные записки.

Качество обслуживания, перегруженность сети и ее устойчивость — проблемы скорее провайдеров, чем домашних пользователей. Даже если пропускная способность сети в целом хорошая, низкое качество обслуживания может привести к проблемам в сети в ключевые моменты времени. Такие средства передачи данных, как кабели Ethernet, имеют ограничение по количеству данных, которые они могут передать за определенную единицу времени. При большом скачке трафика соединение может оказаться перегруженным, что негативно скажется на работе всех пользователей. Время от времени аппаратное обеспечение и системы могут выходить из строя. Устойчивая система может справиться с некоторыми сбоями без серьезных нарушений.

Заключение

Сеть — это совокупность вычислительных устройств, соединенных между собой. Сети обычно физически локальны, хотя виртуальные сети могут быть настроены на более обширную сеть, чтобы казалось, что две физически удаленные сети напрямую связаны. Сети требуют набора физических и логических стандартов для обеспечения связи. Хотя некоторые сетевые конфигурации выполняются ad hoc, в большинстве случаев используется маршрутизатор. Маршрутизатор является как центральной, так и конечной точкой сети. Все устройства в сети могут взаимодействовать с ним, хотя и не обязательно напрямую. Маршрутизатор может предоставлять доступ к другим сетям, как правило, к Интернету.

Написать комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *