Компоненты сети

Компоненты сети

Первым рассмотренным устройством будет конечное устройство или End Device. Именно эти конечные устройства обмениваются информацией между собой. Иногда информацию с конечного устройства запрашивает пользователь, а иногда такие устройства сами обмениваются данными без вмешательства пользователя. Так что же это за устройства?

Компонент сети End Devices или конечные устройства (их также называют хостами или узлами), это обычные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны, всевозможные смартфоны и коммуникаторы, планшеты, сервера, и даже компьютеризированные холодильники. Другими словами, конечные устройства – это те устройства, которые инициализируют процесс передачи данных, то есть именно они начинают передавать или запрашивать данные у других конечных устройств.

Примером служат все перечисленные выше устройства: на компьютере мы можем начать передачу файла на сервер, или наоборот, «скачивать» данные с сайта (сервера); в дороге нас сопровождает ноутбук, с помощью которого мы пересылаем почту нашим друзьям и коллегам по работе (загружаем письма на почтовые сервера); с помощью мобильного телефона звоним домой или договариваемся о встрече (по сути, когда мы нажимаем на кнопку «Вызов» или «Позвонить», мы инициализируем звонок, начинаем передачу цифровых данных на сервер сотового оператора); смартфоны всячески помогают нам в общении (мессенджеры, видео) с друзьями и обмене фотками, загружают свежие прогнозы погоды; на планшет мы с сервера (магазина) загружаем игры и приложения, но перед загрузкой мы отправляем запрос серверу, чтобы он начал передавать нам файлы; сервера всегда передают нам те данные, которые мы запросили, будь то новые письма, погода, файлы и т.д.; холодильники думаю, сумеют сами заказать овощей в интернет-магазине. Кстати, читать эту статью и вообще серфить в интернете, это тоже процесс передачи запросов на сервер и приема ответов в виде веб-страниц.

Network Media (medium) – Сетевые среды.

Если поставить 2 компьютера рядом друг с другом, то конечно же они не смогут обмениваться данными между собой. Их требуется чем-то соединить. Вот для этого к нам на помощь и приходит media.

Компонент сети Media – это среды передачи данных, то есть в том, или по чему передаются данные. Network Media – это металлические провода (медная витая пара, телефонный кабель), стекло (стекловолокно), или даже «воздух» (Bluetooth, Wi-Fi, 3G, LTE). Под «воздухом» следует понимать среды передачи данных без участия проводов, то есть «беспроводные».

Вот теперь мы можем поставить два компьютера относительно рядом и соединить их либо проводом (например, медной витой парой или стекловолокном), либо с помощью беспроводной связи.

Следует оговориться, что для соединения кабелем (витой парой, стекловолокном или другими кабелями) или беспроводной связью (IR, Bluetooth, Wi-Fi) требуется специальный сетевой адаптер или модем ССЫЛКА ССЫЛКА ССЫЛКА ССЫЛКА ССЫЛКА. Теоретически, модем можно отнести к другим устройствам, не конечным, но пока мы можем считать их частью конечных устройств (например, в недалеком прошлом, модем в ноутбуке (или домашнем компьютере) являлся частью материнской платы, которая в свою очередь является одной из самых важных частей в конечном устройстве). Читайте про модемы ниже.

В предыдущем абзаце я упомянул о каких-то других устройствах, отличных от конечных, пора рассказать и об этих важных сетевых устройствах.

Сетевые устройства и термины

Доступны различные сетевые устройства и множество терминов. Давайте узнаем подробней узнаем о них.

Маршрутизатор

Маршрутизатор используется для соединения разных сетей.То есть для соединения двух или более локальных сетей необходим маршрутизатор. Он отвечает за определение пути отправляемых данных. Маршрутизатор рассматривается как устройство третьего уровня из-за того, что он работает на уровне 3 модели связи OSI (Open System Interconnection) и использует IP-адреса на своем интерфейсе.

Коммутатор

Коммутатор отвечает за соединение компьютеров. Коммутатор является основной магистралью локальных сетей. Поскольку он предоставляет возможность для различных компьютеров, которые будут связаны между собой. Известно, что это устройство работает на уровне 2 стандарта связи OSI. Следовательно, это устройство второго уровня. Коммутатор представляет собой улучшенную форму моста.

Беспроводной маршрутизатор

Сегодня почти в каждом доме есть беспроводной маршрутизатор (wi-fi модем). Беспроводной маршрутизатор помогает подключать несколько устройств без проводов.

Обычно известный как сеть Wi-Fi и используется для распределения Интернета на несколько устройств дома, в магазине или в офисе.

Точка доступа

Точка доступа используется вместо коммутатора в беспроводной сети.

Модель OSI

Концепция модели OSI предназначена для стандартизации системы связи между устройствами в сети. Он состоит из семи слоев.

1. Физический
2. Канал передачи данных
3. Сеть
4. Транспорт
5. Сессия
6. Презентация
7. Заявка

Сетевой концентратор

Концентратор также известен как многопортовый ретранслятор из-за его сходства с ретранслятором, хотя существуют определенные устройства, называемые ретрансляторами. Концентратор также использовался для подключения компьютеров и обмена данными между ними, но в настоящее время он в основном используется в качестве повторителя для повторения сигналов с больших расстояний. Концентратор известен как устройство первого уровня (в модели OSI), также как и повторитель.

Ethernet

Ethernet — кабельная система участвующих в работе сети. Сетевые кабели называются кабелями Ethernet и используются для подключения компьютера ко всем другим сетевым устройствам или для подключения компьютера к компьютеру. Наиболее распространенным из которых является разъем RJ45.

В устройствах Cisco порты Ethernet на маршрутизаторе или коммутаторе известны как быстрые порты Ethernet, большинство из которых обозначаются буквами и цифрами в соответствии с их расположением. Например, первый порт Ethernet на маршрутизаторе помечен Fa0 / 0, а порт коммутатора — Fa0 / 1.

IP-адрес

IP означает интернет-протокол.

IP-адрес — это 32-разрядный адрес, назначаемый компьютерам, коммутаторам и маршрутизаторам, чтобы их можно было легко найти с помощью других устройств в сети. Он существует в двух версиях в настоящее время, которые являются IPv4 (IP версия 4) и IPv6 (IP версия 6).

IPv4 является наиболее часто используемым. Он записывается в виде набора из 12 чисел, разделенных точками в трех (трех), например, 192.168.231.254, или его можно записать короче, если первое число равно нулю, т. Е. 010.002.001.001 можно записать как 10.2.1.1.

IPv6 в настоящее время не очень распространен в использовании. Он был разработан, когда необходимо было решить проблему растущего истощения IP-адресов. Он написан в форме 2031: 0000: 130F: 0000: 0000: 09C0: 876A: 130B. Он содержит как цифры, так и алфавиты.

MAC-адрес

MAC-адрес (Media Access Control) — это 64-разрядный адрес производителя, записанный на материнских платах компьютеров, маршрутизаторов и коммутаторов. Каждый компьютер, коммутатор или маршрутизатор имеет уникальный MAC-адрес. Это источник уникальной идентичности для электронных устройств для легкого распознавания. Он так же уникален, как отпечатки пальцев людей.

Маска подсети

Маска подсети помогает определить класс IP-адреса, так как он назначается компьютерам, маршрутизаторам или коммутаторам вместе с IP-адресом для уточнения его класса или сети.

1. Для IP-адреса класса А — маска подсети, записывается как 255.0.0.0
2. Для IP-адреса класса B — маска подсети записывается как 255.255.0.0
3. Для IP-адреса класса C — маска подсети записывается как 255.255.255.0

Служба доменных имен (DNS)

DNS — это служба перевода или преобразования понятных человеку имен в IP-адреса и наоборот. Вы можете использовать поиск записей DNS, чтобы узнать доступный IP-адрес.

Протокол динамического конфигурирования хоста (DHCP)

DHCP — это служба автоматического назначения IP-адресов хост-устройствам, таким как компьютеры. Эта функция выполняется маршрутизатором (только если он настроен для этого).

Виртуальная локальная сеть (VLAN)

VLAN — это метод логического разделения локальной сети и создания в ней разных сетей. Физически это одна сеть, но логически это разные сети. Он делается с помощью переключателя (только если он настроен).

Wi-Fi — это метод подключения компьютеров к сети без использования кабелей,то есть беспроводных сетей, который включает использование компьютеров с поддержкой Wi-Fi, точек доступа, беспроводных маршрутизаторов и т.д.

Масштабируемость

Это способность сети расширяться так, чтобы она давала место для подключения большего количества устройств и их интеграции в сеть без каких-либо серьезных изменений во всей сети.

Второй уровень, канальный (data link layer, L2)

Когда два пользователя находятся в одной сети, состоящей только из двух устройств — это идеальный случай. Но что если этих устройств больше?

Второй уровень решает проблему адресации при передаче информации. Канальный уровень получает биты и превращает их в кадры (frame, также «фреймы»). Задача здесь — сформировать кадры с адресом отправителя и получателя, после чего отправить их по сети.

У канального уровня есть два подуровня — это MAC и LLC. MAC (Media Access Control, контроль доступа к среде) отвечает за присвоение физических MAC-адресов, а LLC (Logical Link Control, контроль логической связи) занимается проверкой и исправлением данных, управляет их передачей.

На втором уровне OSI работают коммутаторы, их задача — передать сформированные кадры от одного устройства к другому, используя в качестве адресов только физические MAC-адреса.

5. История появления и развития компьютерных сетей

История появления и развития компьютерных сетей тесно связана с развитием вычислительной техники и коммуникаций. В ней можно выделить несколько этапов.

1950-1960 гг. Компьютеры представляют собой громоздкие устройства, требующие длительного времени для обработки информации. Создаются отдельные терминалы с собственными устройствами ввода-вывода, напрямую работающие с общим компьютером (мэйнфреймом). Терминалы, физически удалённые от мэйнфрейма, — первый прообраз компьютерной сети.

1960-1970 гг. Разрабатываются технические принципы компьютерной сети. В 1969 г. появляется ARPANET — первая глобальная сеть невоенного назначения, объединяющая суперкомпьютеры нескольких научно-исследовательских центров США, использующая для передачи данных телефонные сети.

1970-1980 гг. Появляются большие интегральные схемы, первые мини-компьютеры, первые нестандартные, настраиваемые вручную локальные сети. Появляются первые сетевые стандарты. Начинает функционировать электронная почта.

1980-1990 гг. Создаются персональные компьютеры. Принимается протокол TCP/IP, вводится система доменных имён DNS. Появляется Интернет в виде, близком к современному. Появляются стандартные технологии локальных сетей (Ethernet — 1980 г., Token Ring, FDDI — 1985 г.). Начинается коммерческое использование Интернета.

1990-2000 гг. Появляются первые интернет-сайты. Интернет объединяет локальные сети и становится средством массовой коммуникации. Телетехнологии (телемосты, видеоконференции) встраиваются в глобальную сеть.

2000-2010 гг. Производится массовое подключение отдельных пользователей и локальных сетей к Интернету. Используются беспроводные сети, резко снижается стоимость передачи единицы информации. Доступ к сети Интернет и электронной почте встраивается в мобильные телефоны. Создаются и получают широкое распространение сетевые средства массовой информации, интернет-магазины, цифровые библиотеки, дистанционное образование, социальные сети.

2010-2015 гг. Активно разворачиваются цифровые услуги населению, создаются облачные ресурсы и действующие на их основе мобильные сервисы, разворачивается глобальная сеть онлайн-обучения.

Прокладка сетевого кабеля в квартире

Самое сложное в процессе организации проводной локальной сети — это проложить кабели так, чтобы они не мешались и не портили вид помещений.

Внутри стен

Трудность данного вида укладки кабеля в том, что он очень пыльный, шумный и трудозатратный. И начинать заниматься этим не во время ремонта просто нерационально.

Кроме того, укладывая кабель в стенах (в полу, над потолком) нужно быть уверенным, что расположение интернет-розеток будет соответствовать расположению мебели в комнатах. А то проведена розетка к столу, а потом выясняется, что стол удобнее расположить у другой стены, а на его место поставить шкаф. И вся проделанная работа по сокрытию кабелей в стенах становится бессмысленной, потому что в итоге кабель от нового расположения стола все равно в открытую тянется к этой розетке через пол-комнаты.

При дорогом и вылизанном до мелочей ремонте квартиры, особенно если он исполнен в неоклассическом стиле, скрытная укладка кабелей является единственным способом не испортить дизайн.

Кабель-каналы

Если нет желания и возможности прокладывать кабель в стенах, полу или над навесным потолком, можно пропустить его по стенам в кабель-каналах.

Кабель-каналы бывают пластиковыми, металлическими и оформленными под дерево. Бывают встроенными в плинтуса: как напольные, так и потолочные. Они легко монтируются и поддаются демонтажу, а самые дешевые модели из пластика обойдутся в несколько сотен рублей на всю квартиру.

В открытую по стенам

На крайний случай кабели можно вообще не прятать, а аккуратно пропустить их за мебелью и по стенам, аккуратно закрепив над плинтусом (или под потолком) скотчем или хомутами.

Плюсы этого варианта в том, что он требует минимум времени и трудозатрат. А при должном старании даже закрепленный в открытую кабель не будет сильно бросаться в глаза.

Сетевые службы и приложения

Предоставление пользователям общий доступ к определенному типу ресурсов, например, к файлам, называют также предоставлением сервиса (в этом случае файлового сервиса). Конечно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых сервисов для своих пользователей — файловый сервис, сервис печати, сервис электронной почты, сервис удаленного доступа и т. п. Программы, реализующие сетевые сервисы, относятся к классу распределенных программ.

Однако в сети могут выполняться и распределенные пользовательские приложения. Распределенный приложение также состоит из нескольких частей, каждая из которых выполняет какую-то определенную законченную работу по решению прикладной задачи. Например, одна часть приложения, выполняемый на компьютере пользователя, может поддерживать специализированный графический интерфейс, вторая — работать на мощном выделенном компьютере и заниматься статистической обработкой введенных пользователем данных, третья — заносить полученные результаты в базу данных на компьютере с установленной стандартной СУБД. Распределенные приложения полного мере используют потенциальные возможности распределенной обработки, предоставляемых вычислительной сетью, и поэтому часто называются сетевыми приложениями.

Не всякий приложение, выполняемое в сети, является распределенным. Значительная часть истории локальных сетей связана именно с использованием обычных нераспределенных приложений. Рассмотрим, например, как происходила работа пользователя с известной в свое время СУБД dBase. Файлы базы данных, с которыми работали все пользователи сети, располагались на файловом сервере. Сама же СУБД хранилась на каждом клиентском компьютере в виде единого программного модуля. Программа dBase была рассчитана только на обработку данных, расположенных на том же компьютере, что и сама программа. Пользователь запускал dBase на своем компьютере и программа искала данные на локальном диске, совершенно не принимая во внимание существование сети. Чтобы обрабатывать с помощью dBase данные, расположенные на удаленном компьютере, пользователь обращался к услугам файловой службы, доставляла данные с сервера на клиентский компьютер и создавала для СУБД эффект их локального хранения.

Большинство приложений, используемых в локальных сетях в середине 80-х годов, были обычными нераспределенными приложениями. И это понятно: они были написаны для автономных компьютеров, а потом просто были перенесены в сетевую среду. Создание же распределенных приложений, хотя и сулило много преимуществ (снижение сетевого трафика, специализация компьютеров), оказалось делом совсем не простым. Нужно было решать множество дополнительных проблем: на сколько частей разбить приложение, какие функции возложить на каждую часть, как организовать взаимодействие этих частей, чтобы в случае сбоев и отказов оставшиеся, корректно завершали работу и т. д.

Дополнительное сетевое оборудование

Кратко рассмотрим что же можно применить ещё для функциональности сети:

Принт-серверсервер печати

это устройство, которое >позволяет подключить принтер, не имеющий собственного сетевого порта к сети. Проще говоря: принт-сервер – это коробка, к которой с одной стороны подключается принтер, а с другой стороны — сетевой провод. При этом принтер становится доступным в любое время, поскольку не привязан к какому-либо компьютеру сети. Существуют принт-серверы с разными портами: USB и LPT; так же встречаются и комбинированные варианты.

Повторитель устройство для усиления электрического сигнала

передаваемого по витой паре, с таким устройством можно увеличить длину кабеля со 100 метров до десятка сотен метров, что позволит соединить меж собой два отдельно стоящих зданий

Маршрутизатор (или роутер)

сетевое устройство, которое на основании информации о структуре сети по определенному алгоритму выбирает маршрут для пересылки пакетов между различными сегментами сети.

Маршрутизаторы сети применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам (например, для подсоединения Ethernet к сети WAN). Также маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя при этом функции межсетевого экрана

Прокладка сетевого кабеля в квартире

Самое сложное в процессе организации проводной локальной сети — это проложить кабели так, чтобы они не мешались и не портили вид помещений.

Внутри стен

Трудность данного вида укладки кабеля в том, что он очень пыльный, шумный и трудозатратный. И начинать заниматься этим не во время ремонта просто нерационально.

Кроме того, укладывая кабель в стенах (в полу, над потолком) нужно быть уверенным, что расположение интернет-розеток будет соответствовать расположению мебели в комнатах. А то проведена розетка к столу, а потом выясняется, что стол удобнее расположить у другой стены, а на его место поставить шкаф. И вся проделанная работа по сокрытию кабелей в стенах становится бессмысленной, потому что в итоге кабель от нового расположения стола все равно в открытую тянется к этой розетке через пол-комнаты.

При дорогом и вылизанном до мелочей ремонте квартиры, особенно если он исполнен в неоклассическом стиле, скрытная укладка кабелей является единственным способом не испортить дизайн.

Кабель-каналы

Если нет желания и возможности прокладывать кабель в стенах, полу или над навесным потолком, можно пропустить его по стенам в кабель-каналах.

Кабель-каналы бывают пластиковыми, металлическими и оформленными под дерево. Бывают встроенными в плинтуса: как напольные, так и потолочные. Они легко монтируются и поддаются демонтажу, а самые дешевые модели из пластика обойдутся в несколько сотен рублей на всю квартиру.

В открытую по стенам

На крайний случай кабели можно вообще не прятать, а аккуратно пропустить их за мебелью и по стенам, аккуратно закрепив над плинтусом (или под потолком) скотчем или хомутами.

Плюсы этого варианта в том, что он требует минимум времени и трудозатрат. А при должном старании даже закрепленный в открытую кабель не будет сильно бросаться в глаза.