Немного оффтопа: Приблизительно месяц назад сдал экзамен CCNA (на 980/1000 баллов) и осталось много материала за год моей подготовки и обучения. Учился я сначала в академии Cisco около 7 месяцев, а оставшееся время вел конспекты по всем темам, которые были мною изучены. Также консультировал многих ребят в области сетевых технологий и заметил, что многие наступают на одни и те же грабли, в виде пробелов по каким-то ключевым темам. На днях пару ребят попросили меня объяснить, что такое сети и как с ними работать. В связи с этим решил максимально подробно и простым языком описать самые ключевые и важные вещи. Статьи будут полезны новичкам, которые только встали на путь изучения. Но, возможно, и бывалые сисадмины подчеркнут из этого что-то полезное. Так как я буду идти по программе CCNA, это будет очень полезно тем людям, которые готовятся к сдаче. Можете держать статьи в виде шпаргалок и периодически их просматривать. Я во время обучения делал конспекты по книгам и периодически читал их, чтобы освежать знания.
Итак, начнем с основных сетевых терминов.
Что такое сеть? Это совокупность устройств и систем, которые подключены друг к другу (логически или физически) и общающихся между собой. Сюда можно отнести сервера, компьютеры, телефоны, маршрутизаторы и так далее. Размер этой сети может достигать размера Интернета, а может состоять всего из двух устройств, соединенных между собой кабелем. Чтобы не было каши, разделим компоненты сети на группы:
1) Оконечные узлы: Устройства, которые передают и/или принимают какие-либо данные. Это могут быть компьютеры, телефоны, сервера, какие-то терминалы или тонкие клиенты, телевизоры.
2) Промежуточные устройства: Это устройства, которые соединяют оконечные узлы между собой. Сюда можно отнести коммутаторы, концентраторы, модемы, маршрутизаторы, точки доступа Wi-Fi.
3) Сетевые среды: Это те среды, в которых происходит непосредственная передача данных. Сюда относятся кабели, сетевые карточки, различного рода коннекторы, воздушная среда передачи. Если это медный кабель, то передача данных осуществляется при помощи электрических сигналов. У оптоволоконных кабелей, при помощи световых импульсов. Ну и у беспроводных устройств, при помощи радиоволн.
Посмотрим все это на картинке:
На данный момент надо просто понимать отличие. Детальные отличия будут разобраны позже.
Теперь, на мой взгляд, главный вопрос: Для чего мы используем сети? Ответов на этот вопрос много, но я освещу самые популярные, которые используются в повседневной жизни:
1) Приложения: При помощи приложений отправляем разные данные между устройствами, открываем доступ к общим ресурсам. Это могут быть как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом.
2) Сетевые ресурсы: Это сетевые принтеры, которыми, к примеру, пользуются в офисе или сетевые камеры, которые просматривает охрана, находясь в удаленной местности.
3) Хранилище: Используя сервер или рабочую станцию, подключенную к сети, создается хранилище доступное для других. Многие люди выкладывают туда свои файлы, видео, картинки и открывают общий доступ к ним для других пользователей. Пример, который на ходу приходит в голову, — это google диск, яндекс диск и тому подобные сервисы.
4) Резервное копирование: Часто, в крупных компаниях, используют центральный сервер, куда все компьютеры копируют важные файлы для резервной копии. Это нужно для последующего восстановления данных, если оригинал удалился или повредился. Методов копирования огромное количество: с предварительным сжатием, кодированием и так далее.
5) VoIP: Телефония, работающая по протоколу IP. Применяется она сейчас повсеместно, так как проще, дешевле традиционной телефонии и с каждым годом вытесняет ее.
Из всего списка, чаще всего многие работали именно с приложениями. Поэтому разберем их более подробно. Я старательно буду выбирать только те приложения, которые как-то связаны с сетью. Поэтому приложения типа калькулятора или блокнота, во внимание не беру.
1) Загрузчики. Это файловые менеджеры, работающие по протоколу FTP, TFTP. Банальный пример — это скачивание фильма, музыки, картинок с файлообменников или иных источников. К этой категории еще можно отнести резервное копирование, которое автоматически делает сервер каждую ночь. То есть это встроенные или сторонние программы и утилиты, которые выполняют копирование и скачивание. Данный вид приложений не требует прямого человеческого вмешательства. Достаточно указать место, куда сохранить и скачивание само начнется и закончится.
Скорость скачивания зависит от пропускной способности. Для данного типа приложений это не совсем критично. Если, например, файл будет скачиваться не минуту, а 10, то тут только вопрос времени, и на целостности файла это никак не скажется. Сложности могут возникнуть только когда нам надо за пару часов сделать резервную копию системы, а из-за плохого канала и, соответственно, низкой пропускной способности, это занимает несколько дней. Ниже приведены описания самых популярных протоколов данной группы:
FTP- это стандартный протокол передачи данных с установлением соединения. Работает по протоколу TCP (этот протокол в дальнейшем будет подробно рассмотрен). Стандартный номер порта 21. Чаще всего используется для загрузки сайта на веб-хостинг и выгрузки его. Самым популярным приложением, работающим по этому протоколу — это Filezilla. Вот так выглядит само приложение:
TFTP- это упрощенная версия протокола FTP, которая работает без установления соединения, по протоколу UDP. Применяется для загрузки образа бездисковыми рабочими станциями. Особенно широко используется устройствами Cisco для той же загрузки образа и резервных копий.
Приложения в реальном времени. Приложения, позволяющие передавать информацию в реальном времени. Как раз к этой группе относится IP-телефония, системы потокового вещания, видеоконференции. Самые чувствительные к задержкам и пропускной способности приложения. Представьте, что вы разговариваете по телефону и то, что вы говорите, собеседник услышит через 2 секунды и наоборот, вы от собеседника с таким же интервалом. Такое общение еще и приведет к тому, что голоса будут пропадать и разговор будет трудноразличимым, а в видеоконференция превратится в кашу. В среднем, задержка не должна превышать 300 мс. К данной категории можно отнести Skype, Lync, Viber (когда совершаем звонок).
Теперь поговорим о такой важной вещи, как топология. Она делится на 2 большие категории: физическая и логическая. Очень важно понимать их разницу. Итак, физическая топология — это как наша сеть выглядит. Где находятся узлы, какие сетевые промежуточные устройства используются и где они стоят, какие сетевые кабели используются, как они протянуты и в какой порт воткнуты.
Теперь посмотрим и разберем виды топологии:
1) Топология с общей шиной (англ. Bus Topology)
Одна из первых физических топологий. Суть состояла в том, что к одному длинному кабелю подсоединяли все устройства и организовывали локальную сеть. На концах кабеля требовались терминаторы. Как правило — это было сопротивление на 50 Ом, которое использовалось для того, чтобы сигнал не отражался в кабеле. Преимущество ее было только в простоте установки. С точки зрения работоспособности была крайне не устойчивой. Если где-то в кабеле происходил разрыв, то вся сеть оставалась парализованной, до замены кабеля.
2) Кольцевая топология (англ. Ring Topology)
В данной топологии каждое устройство подключается к 2-ум соседним. Создавая, таким образом, кольцо. Здесь логика такова, что с одного конца компьютер только принимает, а с другого только отправляет. То есть, получается передача по кольцу и следующий компьютер играет роль ретранслятора сигнала. За счет этого нужда в терминаторах отпала. Соответственно, если где-то кабель повреждался, кольцо размыкалось и сеть становилась не работоспособной. Для повышения отказоустойчивости, применяют двойное кольцо, то есть в каждое устройство приходит два кабеля, а не один. Соответственно, при отказе одного кабеля, остается работать резервный.
3) Топология звезда (англ. Star Topology)
Все устройства подключаются к центральному узлу, который уже является ретранслятором. В наше время данная модель используется в локальных сетях, когда к одному коммутатору подключаются несколько устройств, и он является посредником в передаче. Здесь отказоустойчивость значительно выше, чем в предыдущих двух. При обрыве, какого либо кабеля, выпадает из сети только одно устройство. Все остальные продолжают спокойно работать. Однако если откажет центральное звено, сеть станет неработоспособной.
Все устройства связаны напрямую друг с другом. То есть с каждого на каждый. Данная модель является, пожалуй, самой отказоустойчивой, так как не зависит от других. Но строить сети на такой модели сложно и дорого. Так как в сети, в которой минимум 1000 компьютеров, придется подключать 1000 кабелей на каждый компьютер.
5)Неполносвязная топология (англ. Partial-Mesh Topology)
Как правило, вариантов ее несколько. Она похожа по строению на полносвязную топологию. Однако соединение построено не с каждого на каждый, а через дополнительные узлы. То есть узел A, связан напрямую только с узлом B, а узел B связан и с узлом A, и с узлом C. Так вот, чтобы узлу A отправить сообщение узлу C, ему надо отправить сначала узлу B, а узел B в свою очередь отправит это сообщение узлу C. В принципе по этой топологии работают маршрутизаторы. Приведу пример из домашней сети. Когда вы из дома выходите в Интернет, у вас нет прямого кабеля до всех узлов, и вы отправляете данные своему провайдеру, а он уже знает куда эти данные нужно отправить.
6) Смешанная топология (англ. Hybrid Topology)
Самая популярная топология, которая объединила все топологии выше в себя. Представляет собой древовидную структуру, которая объединяет все топологии. Одна из самых отказоустойчивых топологий, так как если у двух площадок произойдет обрыв, то парализована будет связь только между ними, а все остальные объединенные площадки будут работать безотказно. На сегодняшний день, данная топология используется во всех средних и крупных компаниях.
И последнее, что осталось разобрать — это сетевые модели. На этапе зарождения компьютеров, у сетей не было единых стандартов. Каждый вендор использовал свои проприетарные решения, которые не работали с технологиями других вендоров. Конечно, оставлять так было нельзя и нужно было придумывать общее решение. Эту задачу взвалила на себя международная организация по стандартизации (ISO — International Organization for Standartization). Они изучали многие, применяемые на то время, модели и в результате придумали модель OSI, релиз которой состоялся в 1984 году. Проблема ее была только в том, что ее разрабатывали около 7 лет. Пока специалисты спорили, как ее лучше сделать, другие модели модернизировались и набирали обороты. В настоящее время модель OSI не используют. Она применяется только в качестве обучения сетям. Мое личное мнение, что модель OSI должен знать каждый уважающий себя админ как таблицу умножения. Хоть ее и не применяют в том виде, в каком она есть, принципы работы у всех моделей схожи с ней.
Состоит она из 7 уровней и каждый уровень выполняет определенную ему роль и задачи. Разберем, что делает каждый уровень снизу вверх:
1) Физический уровень (Physical Layer): определяет метод передачи данных, какая среда используется (передача электрических сигналов, световых импульсов или радиоэфир), уровень напряжения, метод кодирования двоичных сигналов.
2) Канальный уровень (Data Link Layer): он берет на себя задачу адресации в пределах локальной сети, обнаруживает ошибки, проверяет целостность данных. Если слышали про MAC-адреса и протокол «Ethernet», то они располагаются на этом уровне.
3) Сетевой уровень (Network Layer): этот уровень берет на себя объединения участков сети и выбор оптимального пути (т.е. маршрутизация). Каждое сетевое устройство должно иметь уникальный сетевой адрес в сети. Думаю, многие слышали про протоколы IPv4 и IPv6. Эти протоколы работают на данном уровне.
4) Транспортный уровень (Transport Layer): Этот уровень берет на себя функцию транспорта. К примеру, когда вы скачиваете файл с Интернета, файл в виде сегментов отправляется на Ваш компьютер. Также здесь вводятся понятия портов, которые нужны для указания назначения к конкретной службе. На этом уровне работают протоколы TCP (с установлением соединения) и UDP (без установления соединения).
5) Сеансовый уровень (Session Layer): Роль этого уровня в установлении, управлении и разрыве соединения между двумя хостами. К примеру, когда открываете страницу на веб-сервере, то Вы не единственный посетитель на нем. И вот для того, чтобы поддерживать сеансы со всеми пользователями, нужен сеансовый уровень.
6) Уровень представления (Presentation Layer): Он структурирует информацию в читабельный вид для прикладного уровня. Например, многие компьютеры используют таблицу кодировки ASCII для вывода текстовой информации или формат jpeg для вывода графического изображения.
7) Прикладной уровень (Application Layer): Наверное, это самый понятный для всех уровень. Как раз на этом уроне работают привычные для нас приложения — e-mail, браузеры по протоколу HTTP, FTP и остальное.
Самое главное помнить, что нельзя перескакивать с уровня на уровень (Например, с прикладного на канальный, или с физического на транспортный). Весь путь должен проходить строго с верхнего на нижний и с нижнего на верхний. Такие процессы получили название инкапсуляция (с верхнего на нижний) и деинкапсуляция (с нижнего на верхний). Также стоит упомянуть, что на каждом уровне передаваемая информация называется по-разному.
На прикладном, представления и сеансовым уровнях, передаваемая информация обозначается как PDU (Protocol Data Units). На русском еще называют блоки данных, хотя в моем круге их называют просто данные).
Информацию транспортного уровня называют сегментами. Хотя понятие сегменты, применимо только для протокола TCP. Для протокола UDP используется понятие — датаграмма. Но, как правило, на это различие закрывают глаза.
На сетевом уровне называют IP пакеты или просто пакеты.
И на канальном уровне — кадры. С одной стороны это все терминология и она не играет важной роли в том, как вы будете называть передаваемые данные, но для экзамена эти понятия лучше знать. Итак, приведу свой любимый пример, который помог мне, в мое время, разобраться с процессом инкапсуляции и деинкапусуляции:
1) Представим ситуацию, что вы сидите у себя дома за компьютером, а в соседней комнате у вас свой локальный веб-сервер. И вот вам понадобилось скачать файл с него. Вы набираете адрес страницы вашего сайта. Сейчас вы используете протокол HTTP, которые работает на прикладном уровне. Данные упаковываются и спускаются на уровень ниже.
2) Полученные данные прибегают на уровень представления. Здесь эти данные структурируются и приводятся в формат, который сможет быть прочитан на сервере. Запаковывается и спускается ниже.
3) На этом уровне создается сессия между компьютером и сервером.
4) Так как это веб сервер и требуется надежное установление соединения и контроль за принятыми данными, используется протокол TCP. Здесь мы указываем порт, на который будем стучаться и порт источника, чтобы сервер знал, куда отправлять ответ. Это нужно для того, чтобы сервер понял, что мы хотим попасть на веб-сервер (стандартно — это 80 порт), а не на почтовый сервер. Упаковываем и спускаем дальше.
5) Здесь мы должны указать, на какой адрес отправлять пакет. Соответственно, указываем адрес назначения (пусть адрес сервера будет 192.168.1.2) и адрес источника (адрес компьютера 192.168.1.1). Заворачиваем и спускаем дальше.
6) IP пакет спускается вниз и тут вступает в работу канальный уровень. Он добавляет физические адреса источника и назначения, о которых подробно будет расписано в последующей статье. Так как у нас компьютер и сервер в локальной среде, то адресом источника будет являться MAC-адрес компьютера, а адресом назначения MAC-адрес сервера (если бы компьютер и сервер находились в разных сетях, то адресация работала по-другому). Если на верхних уровнях каждый раз добавлялся заголовок, то здесь еще добавляется концевик, который указывает на конец кадра и готовность всех собранных данных к отправке.
7) И уже физический уровень конвертирует полученное в биты и при помощи электрических сигналов (если это витая пара), отправляет на сервер.
Процесс деинкапсуляции аналогичен, но с обратной последовательностью:
1) На физическом уровне принимаются электрические сигналы и конвертируются в понятную битовую последовательность для канального уровня.
2) На канальном уровне проверяется MAC-адрес назначения (ему ли это адресовано). Если да, то проверяется кадр на целостность и отсутствие ошибок, если все прекрасно и данные целы, он передает их вышестоящему уровню.
3) На сетевом уровне проверяется IP адрес назначения. И если он верен, данные поднимаются выше. Не стоит сейчас вдаваться в подробности, почему у нас адресация на канальном и сетевом уровне. Это тема требует особого внимания, и я подробно объясню их различие позже. Главное сейчас понять, как данные упаковываются и распаковываются.
4) На транспортном уровне проверяется порт назначения (не адрес). И по номеру порта, выясняется какому приложению или сервису адресованы данные. У нас это веб-сервер и номер порта — 80.
5) На этом уровне происходит установление сеанса между компьютером и сервером.
6) Уровень представления видит, как все должно быть структурировано и приводит информацию в читабельный вид.
7) И на этом уровне приложения или сервисы понимают, что надо выполнить.
Много было написано про модель OSI. Хотя я постарался быть максимально краток и осветить самое важное. На самом деле про эту модель в Интернете и в книгах написано очень много и подробно, но для новичков и готовящихся к CCNA, этого достаточно. Из вопросов на экзамене по данной модели может быть 2 вопроса. Это правильно расположить уровни и на каком уровне работает определенный протокол.
Как было написано выше, модель OSI в наше время не используется. Пока разрабатывалась эта модель, все большую популярность получал стек протоколов TCP/IP. Он был значительно проще и завоевал быструю популярность.
Вот так этот стек выглядит:
Как видно, он отличается от OSI и даже сменил название некоторых уровней. По сути, принцип у него тот же, что и у OSI. Но только три верхних уровня OSI: прикладной, представления и сеансовый объединены у TCP/IP в один, под названием прикладной. Сетевой уровень сменил название и называется — Интернет. Транспортный остался таким же и с тем же названием. А два нижних уровня OSI: канальный и физический объединены у TCP/IP в один с названием — уровень сетевого доступа. Стек TCP/IP в некоторых источниках обозначают еще как модель DoD (Department of Defence). Как говорит википедия, была разработана Министерством обороны США. Этот вопрос встретился мне на экзамене и до этого я про нее ничего не слышал. Соответственно вопрос: «Как называется сетевой уровень в модели DoD?», ввел меня в ступор. Поэтому знать это полезно.
Было еще несколько сетевых моделей, которые, какое то время держались. Это был стек протоколов IPX/SPX. Использовался с середины 80-х годов и продержался до конца 90-х, где его вытеснила TCP/IP. Был реализован компанией Novell и являлся модернизированной версией стека протоколов Xerox Network Services компании Xerox. Использовался в локальных сетях долгое время. Впервые IPX/SPX я увидел в игре «Казаки». При выборе сетевой игры, там предлагалось несколько стеков на выбор. И хоть выпуск этой игры был, где то в 2001 году, это говорило о том, что IPX/SPX еще встречался в локальных сетях.
Еще один стек, который стоит упомянуть — это AppleTalk. Как ясно из названия, был придуман компанией Apple. Создан был в том же году, в котором состоялся релиз модели OSI, то есть в 1984 году. Продержался он совсем недолго и Apple решила использовать вместо него TCP/IP.
Также хочу подчеркнуть одну важную вещь. Token Ring и FDDI — не сетевые модели! Token Ring — это протокол канального уровня, а FDDI это стандарт передачи данных, который как раз основывается на протоколе Token Ring. Это не самая важная информация, так как эти понятия сейчас не встретишь. Но главное помнить о том, что это не сетевые модели.
Вот и подошла к концу статья по первой теме. Хоть и поверхностно, но было рассмотрено много понятий. Самые ключевые будут разобраны подробнее в следующих статьях. Надеюсь теперь сети перестанут казаться чем то невозможным и страшным, а читать умные книги будет легче). Если я что-то забыл упомянуть, возникли дополнительные вопросы или у кого есть, что дополнить к этой статье, оставляйте комментарии, либо спрашивайте лично. Спасибо за прочтение. Буду готовить следующую тему.
Важной частью современного мира являются компьютеры. Чтобы облегчить и упростить нашу жизнь, а также ускорить работу, были созданы компьютерные сети. Так называют соединение компьютеров и вычислительного оборудования в единую сеть. Таким оборудованием являются маршрутизаторы, Wi-Fi роутеры, серверы и другая подобная техника.
Для передачи данных по компьютерной сети применяются физические явления: электромагнитное излучение, электрический ток, оптические каналы.
Классификация
Типы сетей по:
- Коммутации.
- Технологии передачи.
- Протяженности.
- Скорости работы.
- Функциональному назначению.
По типу коммутации компьютерные сети делятся на два вида:
- Коммутация каналов.
- Коммутация пакетов.
В первом виде перед началом передачи информации требуется соединение получателя и отправителя. После такой коммутации информация поступает по установленной сети. Такие компьютерные сети применяются в условиях телефонной связи.
Второй вид сети – используется для сетей, состоящих из компьютеров. При этом информация разделяется на некоторые части, которые называют пакетами. От них и получил название этот вид сетей. Пакеты передаются независимо между собой, отдельно. Каждый пакет имеет возможность проходить по сети своим путем.
Преимуществом этой сети является высокая надежность работы. При неисправности одного из узлов сети, можно найти путь обхода через другие узлы. Другими словами, решается вопрос маршрутизации для каждого пакета в отдельности, на каждом промежуточном узле. Это занимает некоторое время и нагружает промежуточный компьютер.
В сетях с соединением каналов при неисправности одного из узлов, коммутация разрывается. В результате передача информации прекращается. Для таких сетей коммутация происходит один раз, и расходы на решение вопроса маршрутизации отсутствуют.
По технологии передачи компьютерные сети разделяют на:
- Широковещательные сети (передаваемая информация доступна всем компьютерным узлам).
- Точка-точка (информация передается между двумя отдельными компьютерами, либо через несколько промежуточных машин).
Разделение сетей по протяженности:
- Самыми короткими в этой классификации являются персональные сети. Их длина около одного метра, расположены на столе в непосредственной близости от пользователя компьютера. В качестве примера персональной сети можно назвать беспроводную сеть «блютуз».
- Следующим видом являются локальные сети, которые обычно размещаются в одном или нескольких зданиях, находящихся поблизости. Их длина может составлять от нескольких метров до 1 км.
- Муниципальная сеть организуется, как правило, в масштабах населенного пункта. Сегодня наиболее популярными стали муниципальные сети, дающие возможность по одному подключению гарантировать доступ к городскому телефону, телевидению и интернет ресурсам. Их протяженность может составлять несколько километров, в зависимости от величины населенного пункта.
- Глобальные компьютерные сети создаются в масштабах страны или части света. В нашей стране их создают известные компании телефонной связи, по ним передается различная информация и обеспечивается доступ к интернету. Длина их не ограничена, иногда составляет несколько тысяч километров.
- Объединение сетей – мировая «паутина» интернета.
По скорости передачи сети классифицируются на:
- Низкоскоростные соединения. К ним относятся такие пути поступления данных, которые действуют на скорости менее 10 мегабит в секунду.
- Среднескоростные. Относятся те соединения, которые оперируют с пакетами информации на скорости от 10 до 100 мегабит в секунду.
- Высокоскоростные. Относятся те, которые способны передавать данные со скоростью более 100 мегабит в секунду.
По функциональному назначению:
- Хранение информации.
- Серверная станция.
- Управление работой.
- Домовые соединения.
Особенности работы локальных сетей
О назначении и особенностях глобальной сети, а также о ее пользе для всего мира всем известно. Чтобы подробно описать все возможности интернета, понадобится много времени и средств.
В то же время, локальные сети недостаточно освещаются в литературе и обделены вниманием. Поэтому многие пользователи компьютеров не понимают и не знают, для каких целей они служат.
Основные функции
- Оптимизация работы предприятия. Локальная сеть, созданная в офисе, гарантирует для всех работников возможность удаленного обмена данными, пользование различной оргтехникой.
- Возможность общения. Заменить выход в мировую «паутину» локальные сети не способны, но когда необходимо создать свой закрытый канал для посторонних пользователей, то без таких сетей не обойтись. Например, можно организовать форум работников фирмы.
- Удаленное администрирование. Сеть дает возможность одному администратору оказывать техническую помощь сразу нескольким пользователям.
- Экономия. Лучше один раз заплатить за подключение к мировой «паутине», и сделать для всех сотрудников общий доступ, чем отдельно подключать каждому сотруднику доступ в интернет и платить за это.
- Безопасность обмена информацией, комфорт использования, игры.
Локальные компьютерные сети приносят пользу в различных областях жизни. Именно они послужили заменой «голубиной почты» на производстве и в бытовых условиях.
Стандарты связи
Для нас воспринимается естественным образом, что к сети интернета мы имеем возможность подключиться каким угодно способом и с любого устройства – смартфона, компьютера, ноутбука и даже телевизора или современного холодильника. Не важно, какой марки эти устройства, и какая система на них установлена.
Когда компьютерные сети только зарождались, оборудование одной фирмы могли взаимодействовать в сети только с устройствами, изготовленными именно этой фирмы, и больше ни с какими. Причин для этого было много – несовместимость оборудования, программного обеспечения и сетевых протоколов.
Чтобы уйти от этой проблемы, необходимо наличие и внедрение стандартов на оборудование, сетевые протоколы и программное обеспечение.
Существует два вида стандартов:
- Юридические (формальные). Это стандарты, принятые организациями, наделенными соответствующими правами.
- Фактические (де факто). Это стандарты, никем не принятые, а установленные сами собой. Например, разработана новая технология, которая широко распространилась, и приобрела большую популярность. Так получилось с протоколом, являющимся базовым во всемирной сети интернета.
Компьютерные сети имеют много стандартов связи, но самыми важными из них стали четыре вида:
- Международная организация ISO разрабатывает стандарты на эталонную модель работы открытых систем, описывающий подход к построению сетей компьютеров.
- Институт инженеров IEEE принимает стандарты на технологии передачи информации.
- Совет по архитектуре сети интернет разрабатывает стандарты связи на протоколы интернета.
- Консорциум W3C разрабатывает стандарты на Web (создание и оформление сайтов).
Стандарты играют большую роль в функционировании компьютерных соединений. Мы все работаем с интернетом, заходим в него с любого устройства, работающего на любой операционной платформе, и любого производителя. Для этого применяются открытые стандарты.
Каналы передачи
Чтобы обеспечить возможность качественного соединения компьютеров, должна существовать особая передающая система – канал.
Основные виды передающих каналов, с помощью которых работают компьютерные сети:
- Аналоговые.
- Цифровые.
- Широко- и узкополосные.
- Радио и спутниковые.
- Оптоволоконный кабель.
Аналоговые каналы стали использоваться самыми первыми для отправки данных в компьютерных соединениях и дали возможность ввести в работу общественную телефонную связь.
Передача данных по ним производится двумя способами:
- Проводами соединяют два объекта, которые подключаются друг с другом путем непосредственной коммутации, это является выделенной линией.
- Соединение производится путем набора номера телефона, с применением коммутируемых сетей.
По выделенным линиям эффективность передачи информации больше, а их работа надежнее. Для отдельного канала требуется индивидуальное устройство, хотя существуют многоканальные устройства. С помощью коммутируемой линии можно связываться с другими узлами посредством одного устройства коммутации.
Вместе с аналоговыми каналами развивалась и цифровая форма связи. Совместно с дискретными пакетами, по цифровой линии передается голосовая связь и факсимильные данные, модифицированная в цифровой вид.
Высокие скорости на малых расстояниях обеспечиваются путем применения специальных проводников, имеющих название витой пары. Она позволяет избежать влияния соседней проводки на качество работы.
Кабельные линии, называемые коаксиальными парами, состоят из двух соосных проводников, разделенных между собой диэлектриком. Один вид кабеля применяется для узкополосных пакетов информации, другой для широкополосных данных. Эти виды кабеля дают возможность работы с большой скоростью.
На малых дистанциях кабельные каналы постепенно заменяют витой парой, а на значительном удалении – оптоволоконным кабелем. В его работе используется явление, при котором внутри кабеля отражаются световые лучи. Это дает возможность передавать лучи света на большое удаление без всяких потерь. Источниками светового потока в оптоволоконных конструкциях служат лазерные диоды, либо Led-элементы, а вместо приемников работают фоточувствительные элементы.
Оптоволоконные каналы имеют высокую стоимость, в отличие от других типов, но все больше распространяются не только для малых сетей, но и на участках, имеющих очень большую длину кабельной линии.
Применение в компьютерных соединениях радиоволн разной частоты стало экономически выгодно для обеспечение качественной связи с другим компьютерным оборудованием, находящимся на больших расстояниях, с применением спутников. Радиоволны широко применяются также для связи с непостоянно используемыми устройствами или подвижным оборудованием.
Передача данных по радиоканалам чаще всего осуществляется цифровым и аналоговым путем. Первый способ сегодня развивается более интенсивно, так как дают возможность объединить каналы спутников и компьютерные сети, расположенные на поверхности Земли, в единую систему. Мощным толчком в развитии радиоканалов стало возникновение сотовой связи, которая дает возможность передавать аудио сигналы, передавать информацию по радиотелефону и другим устройствам.
Похожие темы:
Привет, посетитель сайта ZametkiNaPolyah.ru! Продолжаем изучать основы работы компьютерных сетей, напомню, что эти записи основаны на программе Cisco ICND1 и помогут вам подготовиться к экзаменам CCENT/CCNA. В этой теме мы сделаем попытку классифицировать компьютерные сети в зависимости от радиуса их действия, в нашем случае мы выделим шесть типов сетей передачи данных, вот они: BAN, PAN, LAN, CAN, MAN, WAN.
Сразу стоит отметить, что в дальнейшем нас не будут интересовать сети PAN и BAN, а также технологии, которые в этих сетях используются, мы сосредоточим свое внимание на компьютерных сетях масштаба LAN, то есть на небольших локальных компьютерных сетях, их технологиях и протоколах, которые также используются и в сетях масштаба CAN, MAN и даже WAN.
Перед началом я хотел бы вам напомнить, что ознакомиться с опубликованными материалами первой части нашего курса можно по ссылке: «Основы взаимодействия в компьютерных сетях».
1.21.1 Введение
Содержание статьи:
Мы уже познакомились с принципами сетевого взаимодействия, который лежит в основе всех компьютерных сетей, работающих в современном мире. Теперь давайте попробуем классифицировать компьютерные сети, разделив их по радиусу действия и технологиям, которые лежат в основе этих сетей. Всего мы выделим шесть типов сетей, а именно: BAN, PAN, LAN, CAN, MAN, WAN, и будем двигаться от самых маленьких до самых больших.
Сразу же стоит заметить, что с изменением типа сети будут меняться технологии и оборудование, которое используется для реализации этих сетей, естественно, здесь мы не будем останавливаться на всех тонкостях, а лишь дадим краткое описание. Причина очень проста: дело в том, что сама Cisco выделила целых два курса для изучения технологий, которые используются в LAN сетях.
Также стоит отметить, что эти сети разные по своему масштабу, но их работу можно описать при помощи моделей передачи данных, которые мы рассмотрели ранее: модели OSI 7 и стека протоколов TCP/IP. Во всех ниже описанных задача передачи данных была решена путем декомпозиции, а данные в этих сетях инкапсулируются. Понятно, что характеристики компьютерных сетей и их требования зависят от размера, но сейчас в эти тонкости мы не будем вдаваться.
1.21.2 BAN или Body Area Network (нательная компьютерная сеть)
Термин BAN появился относительно недавно. Сети BAN или body area network представляют собой набор взаимодействующих устройств, которые могут быть встроены/имплантированы в тело человека или закреплены на поверхности тела. Эти устройства отличаются небольшими размерами и небольшой потребляемой мощностью. Устройства класса BAN должны будут получить широкое распространение в медицине: небольшие датчики имплантируются в человеческое тело и передают информацию на смартфон или любое другое устройство, имеющее достаточный объем памяти и возможность выхода в сеть Интернет, таким образом есть возможность отслеживать состояние конкретного пациента в динамике и получать всегда актуальную и достоверную информацию о его здоровье.
Как понятно из описания радиус сети BAN ограничивается 1-2 метрами. Сенсоры, снимающие показания в терминологии BAN называются BSU, эти сенсоры контролирует специальное устройство BCU, которое может взаимодействовать со смартфоном или ноутбуком пользователя.
Коротко выделим особенности Body Area Network: малый радиус действия, малое энергопотребление и продолжительная независимость от источника питания.
1.21.3 PAN или Personal Area Network (персональная компьютерная сеть)
Эти компьютерные сети обладают чуть большим масштабом, нежели BAN сети. Сети класса PAN предназначены для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу. Типичным примером такого взаимодействия является взаимодействие между ПК и беспроводной мышкой или клавиатурой. Раньше, когда Интернет не был так широко доступен, PAN-сети использовались для передачи данных между телефонами, при встрече люди легко могли обменяться аудио, видео или картинками благодаря таким технологиям как IrDa или Bluetooth (немного о видах сетевого взаимодействия написано здесь), которые лежат в основе Personal Area Network.
Но не стоит считать, что сети PAN сплошь беспроводные, такие технологии как USB или FireWire лежат в основе проводных PAN сетей. Радиус действия PAN сетей может быть ограничен несколькими сантиметрами, а может достигать примерно 30 метров. Еще одной отличительной особенностью персональных сетей является малое число участников: до 8 устройств. Также стоит упомянуть, что в PAN сетях необязательно должен быть механизм арбитража и контроля среды передачи данных, это можно охарактеризовать принципом: кто первый встал, того и тапки. Топология компьютерной сети типа PAN обычно представляет собой разновидность mesh topology.
1.21.4 LAN, ЛВС, Local Area Network или просто локальная компьютерная сеть
Локальная сеть – это как раз и есть тема курсов Cisco ICND1 и ICND2. Дело все в том, что эта программа как раз-таки и ориентирована на подготовку инженеров, которые смогут обуздать локальную сеть, состоящую из 300-500 хостов (узлов, компьютеров, про стандартные физические компоненты компьютерной сети читайте здесь). Сам же экзамен CCNA требует от испытуемого знать и понимать базовые технологии, которые обеспечивают взаимодействия этих 300 хостов друг с другом.
А что касается термина LAN, то тут не все так однозначно, в качестве локальной сети можно рассматривать вашу домашнюю сеть в центре которой находится роутер, один порт которого смотрит на провайдера, а другие интерфейсы (в том числе и радио интерфейсы, к которым вы подключаетесь по Wi-Fi) смотрят на ваши домашние устройства. Но термином Local Area Network можно назвать офисную сеть, где есть 3-4 отдела и 30-40 человек, а также термином LAN с успехом оперируют сетевые инженеры какого-нибудь завода, на котором работают несколько тысяч человек. LAN-сети могут иметь радиус действия до 1 километра, а также эти самые LAN-сети включают в себя устройства различного класса: конечные узлы в виде ПК, смартфонов, принтеров и других генераторов трафика и промежуточные узлы, задача которых состоит в том, чтобы доставить в целости и сохранности данные из пункта А в пункт Б, сюда могут входить: коммутаторы, роутеры, межсетевые экраны, хабы, хотя последние здесь упомянуты для истории, на реальных сетях вы уже их скорее всего не встретите (здесь можете более подробно почитать о разнице между хабами, коммутаторами и роутерами).
Физической основной для локальных сетей служат медные линии связи, чаще всего это витая пара, а также направленные Wi-Fi антенны, радиус действия которых достигает как раз примерно одного километра, если эта антенна диапазона 2.4 ГГц, если интересно, то в качестве примера можно привести такого производителя как Ubiquiti c его моделями NanoBeam M2 или PowerBeam M2.
1.21.5 CAN или Campus Area Network (кампусная компьютерная сеть)
Сети типа CAN объединяют несколько локальных сетей в одну. Например, у нас есть институт, у которого есть общежития и есть корпуса. Каждое отдельное общежитие или корпус – это локальная сеть, в которой устройства физически, чаще всего, соединены витой парой, а каждый корпус соединяется уже оптической линией связи. Это как правило, хотя можно встретить и что-нибудь другое, например, антенны диапазона E-Band или Wi-Max антенны.
Важно понимать, что в каждом отдельно взятом кампусе довольно-таки много генераторов и получателей трафика, которые начинают передачу данных тогда, когда им вздумается, поэтому пропускная способность линий между кампуса должна быть значительно выше, чем пропускная способность линии внутри кампуса. Радиус действия Campus Area Network можно обозначить так: от 1 до 5 километров.
1.21.5 MAN или Metropolitan Area Network (компьютерные сети масштаба города)
Как понятно из названия, MAN-сети – это сети в масштабах города. Понятно, что в физической основе таких сетей должно лежать что-то быстрое и позволяющее передавать данные на большие расстояния без потерь, из того, что на слуху в данный момент можно опять же выделить оптические линии связи, а также такую технологию как Wi-Max. Понятно, что построить сеть масштаба города да так, чтобы она удовлетворяла потребности всех участников и была достаточно отказоустойчивой, не каждому по карману, поэтому такие сети обычно строят и управляются специальными компаниями, которые предоставляют нам доступ в Интернет, обычно мы их называем провайдеры.
Провайдеры бывают разного уровня, если говорить про запад, то там можно выделить три уровня провайдеров, в зависимости от масштаба: континентального, национального и регионального масштаба. Кстати сказать, взаимодействие между уровнями и внутри уровней очень прозрачные и понятные. К сожалению, про ситуацию у нас так сказать нельзя.
К MAN сетям также можно отнести городские телевизионные и телефонные сети. Радиус таких сетей достигает 10-15 километров.
1.21.7 WAN или Wide Area Network (глобальные вычислительные сети)
И наконец самые большие сети, которые представлены в нашем списке – это WAN или глобальные сети, за редким исключением, такие сети не принадлежат отдельному лицу или компании. Типичным примером такой сети является Интернет, в который входят сети всех без исключения провайдеров (ну, кроме, Северной Кореи), сервера и сети крупных компаний, услуги которых тесно связаны с Интернет, например, Google, Яндекс, Microsoft или какой-нибудь хостинг провайдер.
Думаю, сетью, отличной от сети Интернет, но принадлежащей одной компании, можно назвать компьютерную сеть РЖД.
1.21.8 Завершая разговор о типах компьютерных сетей
Итак, мы коротко поговорили о типах компьютерных сетей и выделили шесть типов (BAN, PAN, LAN, CAN, MAN, WAN), их можно выделить больше или наоборот – меньше. Но, нам, как сетевым инженерам, пытающимся построить компьютерную сеть на основе оборудования Cisco, будут не интересны сети PAN (Personal Area Network) и сети BAN (Body Area Network), это не тот масштаб, такжу там используются протоколы и службы, которые нас интересует не так сильно. Но, как уже упоминалось выше, сети класса LAN – это тема всего дальнейшего и предыдущего разговора. А самое приятное здесь то, что технологии, используемые в локальных сетях, в той или иной степени будут применимы и в глобальных сетях.
Например, изучая локальную сеть, мы будем говорить про Ethernet, который работает на канальном и физическом уровне, и этот самый Ethernet будет работать у вас дома, если вы соедините два компьютера витой парой, и этот же Ethernet будет работать между двумя коммутаторами провайдера, соединенными оптическим кабелям, порты которых будут иметь пропускную способность, скажем, 10 Гигабит/с. Ладно, на физическом уровне в оптической линии связи Ethernet отличается от витой пары, но суть канального уровня у Ethernet никак не изменится.
Другой пример. У вас дома стоит роутер. Один порт этого роутера смотрит на провайдера, провайдер выдал на этот порт свой IP-адрес, используя протокол DHCP, а ваш роутер в свою очередь выдал IP-адреса вашим компьютерам и телефонам, используя этот же DHCP, это пример использования протоколов IP и DHCP в домашних условиях, но ведь точно такой же протокол IP используется и для взаимодействия на провайдерском уровне, а провайдер использует вместо роутера специальный DHCP-сервер, который работает по тому же принципу, что и ваш домашний роутер, правда вот реализация DHCP протокола на сервере может отличаться от реализации того же DHCP в роутере D-Link DIR-300, из которого будет нещадно выпилен функционал, не используемый в домашних условиях.
В общем и целом, можно сделать следующий вывод: изучив технологии, используемые в LAN-сетях, вы получите хороший фундамент для изучения технологий, которые применяются на более высоких уровнях, в сетях CAN, MAN и WAN.
Типы компьютерных сетей
Единой системы, которой удовлетворяют все компьютерные сети не существует. Для классификации выделяют специфические характеристики, которые позволяют разделить сети на отдельные типы.
В качестве идентификационных оснований выделяются следующие параметры:
- область обслуживания (размер) сети;
- способ хранения данных;
- способ управления ресурсами;
- способ организации сети;
- тип используемых сетевых устройств;
- тип среды передачи данных, используемый для подключения устройств.
Размер компьютерных сетей является важнейшим классификационным параметром поскольку определяет применяемые сетевые технологии. Рассмотрим классификацию сетей на основе данного фактора.
Персональная сеть (Personal Area Network, PAN) позволяет устройствам обмениваться данными на небольших расстояниях. PAN объединяет такие устройства как мыши, клавиатуры, принтеры, смартфоны, планшеты и т. п. Наиболее распространенной технологий подключения является Bluetooth (технология получила название в честь короля викингов Харальда I Синезубого, объединившего народы на территории современных Дании и Сконе).
PAN также может быть создана с помощью других технологий, позволяющих обмениваться данными на малых расстояниях (например, RFID — Radio Frequency IDentification — способ автоматической идентификации объектов при котором данные, хранящиеся в транспондерах, или RFID-метках считываются с помощью радиосигналов).
Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – это компьютерная сеть, которая, как правило, покрывает небольшую территорию, располагаясь в одном или нескольких зданиях.
Термин «локальная» в данном контексте относится к совместному локальному управлению (не означает обязательную физическую близость компонентов друг к другу). Локальной может быть домашняя сеть, объединение компьютеров и других устройств малого офиса или крупного предприятия.
В LAN широко используются проводные соединения, большинство из которых выполняется с помощью медных проводов, а некоторые — оптоволоконных. Обычно, проводные сети работают на скоростях от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с. Более современные LAN могут работать со скоростью 10 Гбит/с. Наиболее распространенным стандартом проводного соединения является стандарт IEEE 802.3, обычно называемый Ethernet.
В локальных сетях наряду с проводными технологиями широко используются беспроводные соединения по стандарту IEEE 802.11, более известным как Wi-Fi. Беспроводные сети Wi-Fi работают на скоростях от нескольких до сотней мегабит в секунду.
Муниципальные сети (metropolitan area network, MAN) объединяют компьютеры в пределах города. В качестве примера можно рассмотреть систему кабельного телевидения, в которой, благодаря определенным изменениям, появилась возможность передачи цифровых данных и, со временем, система превратилась в муниципальную компьютерную сеть.
Глобальная сеть (Wide Area Network, WAN) охватывает значительные территории, соединяет локальные сети, которые могут располагаться в географически удаленных областях. Глобальная сеть похожа на большую проводную локальную компьютерную сеть, но существуют важные различия:
- управление локальными сетями и предоставление доступа к межсетевой среде передачи данных осуществляется различными организациями;
- могут соединяться сети, использующие различных виды сетевых технологий;
- с помощью коммуникационных каналов могут связываться отдельные компьютеры с локальными сетями, или целые сети.
Какие бывают компьютерные сети? Виды сетей
Существуют разнообразные классификации компьютерных сетей. Например, их разделяют по принципу управления на:
одноранговые — не имеет выделенного сервера, и управление происходит с помощью передачи тех или иных функций между станциями.
- многоранговые — системой управляет один или несколько серверов.
Cтарые, и новые компьютерные сети классифицируют и по способу соединения:
- компьютеры могут быть соединены друг с другом одним кабелем, несколько компьютеров подключены к кабелю.
- подключены все к одному главному компьютеру.
Вид соединения выбирается исходя из числа рабочих мест в компании. Если их больше десяти, они соединяются через центральный компьютер.
Сети по территориальному охвату
Компьютерные сети бывают разными по территориальному охвату.
Локальная сеть — самый простой вид такого соединения. Обычно компьютеры в одной фирме соединены в локальную сети для того, чтобы упростить работу и ускорить передачу данных между сотрудниками. Предельное расстояние между компьютерами в локальной сети – 1 км.
Корпоративная сеть — более сложный вид такого соеднинения. В нее объединяют не только компьютеры и ноутбуки работников, но еще и различное оборудование. В корпоративную сеть может быть включено несколько сотен единиц ЭВМ.
Глобальная сеть — самый сложный вид соединения. В глобальную сеть могут быть объединены компьютеры и другие вычислительные машины, находящееся на расстоянии в 1000 километров. Такая сеть создается с помощью оптоволоконных кабелей или телефонных линий. Причем в глобальную сеть могут быть объединены меньшие сети – локальные и корпоративные.
Всемирная сеть Интернет — самая большая по охвату сеть, в которую объединены глобальные сети.
Интернет — всемирная компьютерная сеть для хранения и передачи различной информации. Его общее назначение — обмен информацией на значительные расстояния за считанные секунды. Гениальное изобретение улучшило качество жизни миллионов людей цивилизованного мира, которое использует его как для развлечений, так и для работы. Свободный доступ ко всем видам Интернета позволяет управлять любыми компаниями на расстоянии.
История возникновения Интернета
29 октября 1969 г. Чарли Клайн из Калифорнийского университета и Билл Дюваль из Стэндфордского исследовательского института, который находился на расстоянии 640 км от него, попытались установить связь через сеть. Один из учёных пробовал присоединиться удаленно к ПК, а другой в телефонном режиме подтверждал трансляцию каждого символа из слова «LOGON». С первой попытки удалось передать лишь первые три знака – «LOG», после чего в сети произошел сбой. Через несколько часов следующая попытка ученых установить связь на расстоянии увенчалась успехом. Эта дата может считаться появлением в мире Интернета.
Программа обмена электронными письмами появилась в 1971 г. и стала популярной среди пользователей Интернета. Компьютерная система распределения доменных имен, которая позволяла получить информацию о сайте, начала функционировать в 1984 г.
В 1984 г. появилась еще одна сеть— NSFNet, созданная Национальным научным фондом Соединенных Штатов, которая обладала значительно большей пропускной способностью по сравнению с сетью ARPANet. Большое количество компьютерных пользователей подключилась к NSFNet, и Интернет стал ассоциироваться с этой сетью.
Создание протокола IRC – (Internet Relay Chat) произошло в 1988 г. и заложило основу первого чата для общения пользователей в реальном времени. Главным поставщиком данных Всемирная сеть стала в 1995 г. W3C — организация, разрабатывающая и внедряющая технологические стандарты, придала выразительный облик Интернету. С 1996 г. названия «Интернет» и «Всемирная сеть» стали ассоциироваться друг с другом.
Основные виды подключения Интернета
Интересно! Для выхода в онлайн существуют несколько методов, которые отличаются между собой подключением, скоростью передачи информации, тарифами за пользование.
Качество связи зависит не только от мощностей используемых устройств, но и от взаимодействия поставщиков этой услуги – организаций, которые называются провайдерами.
Доступ в Интернет бывает разный, и потребители выбирают услуги одного из многочисленных провайдеров, количество которых с каждым днем увеличивается. В крупных городах у жителей есть большой выбор операторов и методов связи, в небольших населённых пунктах разнообразие не так велико.
Виды доступа в Интернет
Доступ к Интернету бывает проводным и беспроводным. Подключение с протягиванием кабеля — самый дешёвый тип настройки сети в многоэтажном доме. В подъезде многоквартирного дома устанавливают коммутатор, который соединен со станцией провайдера. К абоненту протягивается витая пара напрямую к компьютеру или к домашнему роутеру.
Этот метод позволяет подключить абоненту тройной пакет услуг (Интернет, телевидение и телефон). Соотношение цена/качество у этого вида самое выгодное.
Преимущества кабельной сети:
- надежность и высокая скорость передачи данных;
- круглосуточный доступ к всемирной сети;
- простота подключения и настройки;
- независимость от модема или другого дополнительного оборудования;
- возможность обмениваться любым контентом с другими пользователями.
Обратите внимание! Беспроводные сети проводят преимущественно в крупных городах.
Онлайн-доступ без кабеля настраивается через специальную антенну. Подключение без использования проводов возможно через спутниковую, сотовую, телефонную связь или через радиоволны. Это удобно для подключения в труднодоступных местах, для мобильности подключаемых устройств. После определенных настроек пользователю остается только ввести пароль.
Интересно! Большинство потребителей, проживающих в частных домах, имеет единственный доступный метод настройки Интернета — модемное соединение.
Тип подключения к сети Интернет: какие бывают варианты
Каждый из способов подключения имеет свои достоинства и недостатки, поэтому пользователи выбирают доступ к сети в зависимости от собственных потребностей и предпочтений. Настроить можно через спутники связи, радиоканалы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода.
Виды интернета
Кабельное подключение — это самый популярный тип онлайн-доступа, где применяются два соединения: витая пара и оптический кабель. Высокая скорость Интернета возможна за счет оптических линий связи. К дому проводится оптоволоконный кабель, где сигнал передается с помощью лазерного излучения, которое слабо затухает на больших расстояниях.
В квартиру или офис проводится кабель, по которому поступает сигнал Интернета:
- витая пара (медный провод), подключаемая к компьютеру или роутеру;
- оптический кабель, подключаемый к распределительному устройству. По этому кабелю можно получать услуги Интернета, телефона и телевидения.
Кабельное подсоединение имеет два варианта: локальное и виртуальное.
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении, которые могут связаться с Интернетом через единую точку доступа модема, маршрутизатора, сетевого адаптера.
Провайдер присваивает отдельный IP-адрес, и все компьютеры являются одной сетью, имеющую выход в Интернет. IP-адрес – это уникальный идентификатор, которым обладает каждый хост в локальной сети. Доступ к сети Интернет бывает с динамическим и статическим IP.
Динамический IP-адрес действителен в течение ограниченного времени и используется в сетях, где компьютеры часто перенастраиваются.
Статический IP-адрес имеет привязку к физическому местонахождению и не меняется в течение нескольких месяцев или лет.
Виртуальная сеть VPN — это группа сетей или компьютеров, связанных друг с другом через Интернете поверх другой сети.
Обратите внимание! Обмен данными между компьютером абонента и сервером провайдера зашифровывается для повышения их безопасности.
Для входа в виртуальную частную сеть нужно знать адрес сервера, логин и пароль. Подключиться можно откуда угодно. Существует несколько разновидностей системы защиты.
- PPTP подходит для дома и бизнеса, так как не требуется установка дополнительного оборудования, достаточно дешевого и простого приложения.
- L2TP действует подобно PPTP, разница между ними в защите и сохранности данных.
- IPsec может быть применен в дополнение к другим протоколам, чтобы повысить защиту сети.
- SSL и TSL используются в онлайн-продажах и предоставляют защиту от браузера до сервера с приложением.
Подключения, где пользователю нужно знать лишь логин и пароль, считаются самыми популярными. В других вариантах нужно знать адрес сервера, предоставляемый оператором связи.
Комбинированное подключение объединяет несколько видов настройки услуг провайдера. VPN — главный тип подключения, динамический или статический IP — дополнительный. Такой способ считается сложным и используется редко.
Интересно! В некоторых местах кабельное подключение отдельной линией к сети бывает экономически невыгодно. В этом случае настроить доступ к Интернету можно при помощи телефонной линии. Существуют два типа подключения: ADSL и Dial-Up.
Dial-Up — устаревший тип настройки, так как при выходе в Сеть телефонная линия остаётся занятой, скорость связи невысокая. Но в некоторых регионах России такой вид домашнего Интернета считается единственным возможным.
АDSL— более современная технология по сравнению с Dial-Up, которая предоставляет по телефонным линиям высокоскоростной доступ к Интернету и при этом не загружает ее. Для связи используется модем. Телефонный кабель подключается к сплиттеру а к нему – домашний телефон и ADSL-модем. хDSL модем позволяет получить высокоскоростной доступ к Internet. Минусом является высокий тариф.
Еще одной удобной системой подключения к Интернету является настройка доступа через телевизионный кабель DOCSIS. Абонент платит одной фирме за две услуги. От кабеля сигнал поступает через сплиттер к телевизору и модему, подключённому к ПК либо к роутеру.
Мобильная сеть по популярности находится на втором месте после кабельного подключения. Особенно востребованной она стала с ростом общедоступности смартфонов и планшетов. Плюс этого вида соединения — свобода доступа к Сети при перемещении, где можно использовать USB-модем, мобильный роутер или смартфон/планшет в качестве модема.
Интересно! Минусы — низкая скорость и высокие тарифы.
Спутниковая онлайн-связь используется для доступа к Интернету через специальную антенну для телевидения. Существует два вида спутникового соединения — одностороннее (ассиметричное) и двустороннее (симметричное). В первом случае происходит связь со спутником для приема информации, для передачи используется обычная связь.
Двустороннее принимает и передаёт информацию. Радиус покрытия этого вида подключения самый широкий из всех возможных. Преимущество такого соединения — возможность доступа к любой точке мира. Сегодня это самый дорогой вид связи, поэтому оборудование и тарифы, которые не сравнимы с кабельным подключением, не всем по карману.
Wi-Fi — один из современных видов связи. Встроенный модуль Вай-Фай есть во многих электронных устройствах (ноутбуках, телефонах, телевизорах, планшетах), а в домах имеются роутеры.
Обратите внимание! Во многих общественных местах включены бесплатные точки доступа Wi-Fi.
Wi-Max используют там, где невозможно кабельное подключение в каждом доме. Это может быть в частном секторе или в посёлках. Для покрытия используются базовые станции, обеспечивающие доступ к Сети в радиусе нескольких километров.
Услуга Wi-MAX для доступа в сеть Интернет более проста, чем Вай-Фай, но особого распространения не получила, потому что не позволяет достичь высоких скоростей на больших расстояниях. Её преимущество в том, что позволяет строить локальные сети без кабеля в больших масштабах.
Права человека на доступ к Интернету
Интересно! Интернет-доступ — одно из неотъемлемых прав человека. Информацию во всемирной сети можно найти из любой области науки. Поисковые системы делают её доступной.
- Социальные сети объединили единомышленников, предоставив возможность стать частью интересных групп и сообществ. Каждый второй зарегистрирован в ВКонтакте, Фейсбуке или Твитере.
- Благодаря многочисленным услугам можно осуществлять финансовые операции, не выходя из дома.
Недостатки Интернета также весомы:
- компьютеры, подключенные к Интернету, подвергаются вирусным атакам, которые наносят непоправимый ущерб информации;
- кража личной информации не защищена стопроцентно;
- материалы шокирующего содержание могут попадаться на глаза, независимо от желания.
Какой бывает Интернет? Для одних – это полезное изобретение, для других – рисковое времяпрепровождение. Самая большая его проблема – способность сглаживать реальный и виртуальный миры, где нереальность может показаться настолько заманчивой, что возвращаться к жизни в оффлайне совсем не хочется.
Интересно! С разумным подходом можно использовать неограниченный потенциал Интернета и держаться подальше от его негативных последствий.
Интернет — наилучшее средство общения среди человечества в реальном времени. Связаться с другом, который находится в другой части мира, можно за считанные секунды. К тому же разработчики ежегодно внедряют новые виды подключения к Сети, которые становятся еще быстрее и надежнее.
Подгорнов Илья ВладимировичВсё статьи нашего сайта проходят аудит технического консультанта. Если у Вас остались вопросы, Вы всегда их можете задать на его странице.Похожие статьи
Типы локальных сетей и их характеристики
Компьютерные технологии сильно облегчают жизнь человечеству, а так как речь идет про локальные сети, то конкретное применение компьютерной сети разнообразно, но в основе всего лежит упрощение привычных задач. Локальные сети облегчают множество задач в плане передачи данных внутри компании или же в частной домашней сети. Об этом мы сегодня и поговорим.
Преимущества локальных сетей
Вот вы захотели перекинуть фильм на карту памяти планшета или смартфона, а вставать лень, но если у вас создана домашняя локальная сеть, то вы запросто можете воспользоваться видеоплеером, который поддерживает потоковую передачу с помощью локальной сети, как пример, VLC Media Player.
VLC Media Player нужно просто запустить, выбрать режим «Поток» и спокойно смотреть фильм, не вставая с дивана, на другом устройстве, либо же через общий доступ к папке, тогда нужно будет выбрать локальную сеть в программе и файл, который следует открыть.
Или вы – владелец бизнеса, и нужно, чтобы все сотрудники работали с высокой производительностью. Можно постоянно давать им нагоняй, но толку от высококлассных специалистов будет больше, если предоставить им современные технологии. Допустим, у вас частное предприятие по работе с документами, каждый раз мотаться туда-сюда надоест любому сотруднику, да и производительность падает. На помощь придет локальная сеть, с ее помощью можно избавиться от «пожирателя времени» в форме вечной беготни между столами в поисках нужной информации.
Это небольшое число примеров применения локальных сетей.
Давайте разберем следующие понятия: локальная сеть, типы локальных сетей, их преимущества и недостатки.
Локальная сеть
Компьютерная сеть, она же вычислительная или локальная сеть – система для обмена данными между электронными устройствами, обеспеченная средами передачи. Последними могут служить оптоволокно, радиоволны и т. д. Обеспечивает передачу данных до 10-15 километров между абонентами. Особенно полезно при нахождении внутри одного большого здания или в нескольких рядом расположенных зданиях.
Основные преимущества
Плюсами технологии можно считать:
- Разделение ресурсов – рациональное использование устройств внутри сети.
- Распределение данных – доступ к файлам с других устройств. Организация работы и общий доступ к рабочему документу и иным файлам.
- Разделение приложений, установленных на компьютерах, – использование программ, установленных на соседних компьютерах.
Типы локальных сетей
Существует две модели локальных вычислительных сетей:
- Одноранговая сеть.
- Сеть типа клиент-сервер.
Начнем с пояснения первого термина.
В одноранговой вся информация распределена между устройствами. Любой пользователь может изменить права доступа к файлам. Рабочими станциями служат сами компьютеры.
Предоставляется полный доступ любому пользователю сети к любым ресурсам и файлам устройств.
Преимущества:
- Этот тип легок в реализации и доступен при небольшом бюджете.
- Подключение до 20 устройств (возможно больше).
Недостатки:
- Много устройств – малая производительность (наблюдается при старом аппаратном и программном обеспечении).
- Отсутствие единой информационной базы.
- Низкая безопасность.
- Зависимость информации от состояния компьютера, т. е. если устройство выключено, то и информация будет недоступна.
Сети типа клиент-сервер имеют только один главный компьютер – сервер. Он хранит информацию и обрабатывает ее.
Типы серверов:
- Универсальный сервер – для несложных задач, обработка данных в локальной сети.
- Сервер базы данных – обработка запросов, направляемых базе данных.
- Proxy сервер – подключающий локальную сеть к сети Internet (VPN).
- Файловый сервер – распределение ресурсов и доступ к файлам.
- Сервер приложений – выполнение прикладных процессов.
- Почтовый сервер – ответы на запросы, присланные по электронной почте.
Преимущества:
- хорошая производительность;
- единая база информации;
- продвинутая система безопасности.
Недостатки:
- стоимость;
- нужен квалифицированный персонал для обслуживания.
Создание локальной сети
Аппаратные средства. Вся система держится на передаче данных, чтобы их можно было отправить, нужны следующие приспособления:
Сетевой адаптер – плата для передачи и приема информации из сети. Компьютеры можно подключить с помощью кабелей различных типов (оптоволоконный, витая пара, коаксиальный).
Кабель – это основа канала связи – физическая среда передачи данных. Нужно особенно обратить внимание на пропускную способность (бит/сек, килобит/сек, мегабит/сек и т. д.). Как пример, кабель RJ45.
Используются также:
- Хаб – устройство для передачи сигнала от одних устройств к другим. В среднем 8 до 30 разъемов (портов) для подключения компьютера или другого хаба. Каждый порт предназначен для отдельного устройства. За счет них вся сеть работает.
- Роутер с Wi-Fi – устройство для беспроводной передачи информации, которое позволяет подключить до 10 устройств. Подойдет для домашней сети или компьютерного клуба. Можно установить множество роутеров вместе с маршрутизатором, тогда и сеть будет беспроводная, и количество устройств будет ограничено только местом и бюджетом. Плюс к роутеру можно подключить внешнюю память.
Программные средства. Помимо аппаратного оборудования, нужно специальное программное обеспечение и настройка компьютера или иного устройства для работы внутри сети:
- Система с поддержкой локальной сети.
- Настройка отдельных папок и данных для доступа извне.
Все современные, да и довольно старые системы, например, Windows XP, поддерживают создание и доступ к файлам в локальной сети. Так что основной поиск программ для доступа к сети сводится к отдельным устройствам, таким как смартфоны, планшеты (не на Windows), устройства на основе ядра Linux и т. д.
Топологии локальных сетей
Выделяют такие разновидности:
- «Общая шина» (bus).
- «Кольцо» (ring).
- «Звезда» (star).
- Физическая «звезда» и логическое «кольцо» (Token Ring).
Топология «общая шина».
Использует единый канал для передачи данных по кабелю (коаксиальный), на концах установлены оконечные сопротивления (терминаторы). Подключение через Т-разъем. Информация идет во все узлы, но принимается только конкретным.
Преимущества:
- Отказ узла не повлияет на работу всей сети.
- Легкая настройка.
- Устойчивость при неисправности отдельных узлов.
Недостатки:
- Разрыв кабеля влияет на работу всей сети.
- Ограничение по протяженности кабеля и количеству рабочих станций.
- Сложное нахождение дефекта в соединении.
Топология типа «кольцо».
Все узлы соединены в неразрывное кольцо, которая обеспечивает передачу информации. Передача идет через каждое устройство в сети, от одной точки к другой. Данные движутся в одном направлении.
Преимуществом является легкость создания и настройки. Среди недостатков можно назвать то, что при повреждении промежутка связи или отказе компьютера происходит сбой в работе всей сети.
Топология локальных сетей «звезда».
Каждый пк или сервер отдельно подключен кабелем к концентратору или хабу. Последний обеспечивает параллельное соединение.
Преимущества:
- Простое подключение новых устройств.
- Централизованное управление.
- Устойчивость к неисправностям отдельных устройств в сети.
Недостатки:
- Отказ повторителя (хаба) отрицательно влияет на работу всей сети.
- Нужно много кабеля.
Топология Token Ring.
Основана на кольцевой топологии. Лучшая топология, так как предлагает, что доступ распределен равномерно по всем рабочим станциям и обеспечивает высокую надежность за счет устойчивости к разрывам отдельных станций. Однако очень дорогой вариант.
Классификация локальных сетей делится на просто локальные и локальные расширенные сети.
Сферы применения локальный сетей
Известны следующие случаи применения технологии:
- Создание личных локальных сетей.
- Игровые клубы и игра по локальной сети с друзьями.
- Автоматизация управленческой деятельности, организация «электронных офисов».
- Автоматизация производства.
- Автоматизация обучения.
Угрозы
Многие типы локально-вычислительных сетей могут подвергнуться взлому.
Так как все компьютеры соединены в одну сеть с общим доступом к файлам друг друга, то есть вероятность, что все это позволит любому хакеру внедрить вирус, троян в сеть, который распространится по всем компьютерам и устройствам в сети (почти всем), где есть проблемы с безопасностью.
Те же специалисты по техническому обслуживанию могут нести угрозу для компании, ведь ему ничего особо не мешает повлиять на сеть, особенно, если система типа сервер-клиент, для варианта одноранговой локальной сети это не так опасно.
А сделать можно много:
- Украсть все данные, особенно, если они ничем не защищены и находятся в доступе локальной сети.
- Внедрить шпиона, чтобы он исследовал действия пользователей.
- Там, где рабочие компьютеры, там и домашние. Легким движением руки весь вредоносный код перекочует на домашний компьютер, если на нем не установлен антивирус.
- Можно остановить саму деятельность сети, вызвав перезагрузку.
- И много чего еще.
Поэтому нужно беспокоиться о безопасности всей сети.
Защита локальной сети
Необходимо обязательно использовать антивирусные решения от различных компаний, программы антишпионы, мониторить активность в сети, провести шифрование, применять создание DMZ – когда фрагмент сети не является полностью доверенным, IDS – систему обнаружения вторжений, NAT – технологию трансляции одного или нескольких адресов в другие адреса, межсетевой экран или Firewall, смену файловой системы на NTFS (для профессионалов), установку последних обновлений системы, не предоставлять полный доступ сотрудникам на их компьютерах, то есть разграничить их права и права администратора. Одноранговая локальная сеть обычно никому не нужна, так как они используются в школах и институтах, а особо добывать там нечего.
В этом руководстве рассматриваются типы беспроводных сетей (WLANS, WPANS, WMANS и WWANS) и терминология беспроводных сетей (режим Ad hoc, режим инфраструктуры, BSS, ESS, BSA, SSID, WEP, EAP, WPA, WPA2, инфракрасный порт, Bluetooth, FHSS, DSSS, FHSS, OFDM, MIMO, RF, всенаправленная, 802.11g, 802.11a и 802.11h) в деталях.
Беспроводная сеть позволяет людям общаться и получать доступ к приложениям и информации без проводов.Это обеспечивает свободу передвижения и возможность распространять приложения на различные части здания, города или почти в любой точке мира. Беспроводные сети позволяют людям взаимодействовать с электронной почтой или просматривать Интернет из того места, которое они предпочитают.
Существует много типов систем беспроводной связи, но отличительным признаком беспроводной сети является то, что связь происходит между компьютерными устройствами. К таким устройствам относятся персональные цифровые помощники (КПК), ноутбуки, персональные компьютеры (ПК), серверы и принтеры.Компьютерные устройства имеют процессоры, память и средства взаимодействия с конкретным типом сети. Традиционные мобильные телефоны не подпадают под определение компьютерного устройства; Тем не менее, новые телефоны и даже аудиогарнитуры начинают включать вычислительную мощность и сетевые адаптеры. В конце концов, большинство электроники будет предлагать беспроводные сетевые подключения.
Как и в сетях на основе проводных или оптоволоконных сетей, беспроводные сети передают информацию между компьютерными устройствами. Информация может принимать форму сообщений электронной почты, веб-страниц, записей базы данных, потокового видео или голоса.В большинстве случаев беспроводные сети передают данные, такие как сообщения и файлы электронной почты, но улучшения в производительности беспроводных сетей также обеспечивают поддержку видео и голосовой связи.
Типы беспроводных сетей
WLANS: беспроводные локальные сети
WLANS позволяют пользователям в локальной области, например, в университетском городке или библиотеке, создавать сеть или получать доступ к Интернету. Временная сеть может быть сформирована небольшим количеством пользователей без необходимости использования точки доступа; учитывая, что им не нужен доступ к сетевым ресурсам.
WPANS: беспроводные персональные сети
Две современные технологии для беспроводных персональных сетей: инфракрасный (ИК) и Bluetooth (IEEE 802.15). Это позволит подключать личные устройства на расстоянии около 30 футов. Тем не менее, IR требует прямой линии сайта и диапазон меньше.
WMANS: беспроводные городские сети
Эта технология позволяет подключать несколько сетей в городских районах, таких как различные здания в городе, что может быть альтернативой или альтернативой прокладке медных или оптоволоконных кабелей.
WWANS: Беспроводные глобальные сети
Эти типы сетей можно обслуживать на больших территориях, таких как города или страны, через несколько спутниковых систем или антенных станций, за которыми наблюдает провайдер. Эти типы систем называются системами 2G (2-го поколения).
Сравнение типов беспроводных сетей
| Тип | Покрытие | Производительность | Стандарты | приложений |
Беспроводная сеть | В пределах досягаемости человека | Умеренный | Wireless PAN В пределах досягаемости человека. Умеренный Bluetooth, IEEE 802.15, и IrDa Замена кабеля для периферийных устройств | Замена кабеля для периферийных устройств |
Беспроводная локальная сеть | В здании или кампусе | Высокий | IEEE 802.11, Wi-Fi и HiperLAN | Мобильное расширение проводных сетей |
Wireless MAN | В городе | Высокий | Собственность , IEEE 802.16 и WIMAX | Фиксированная беспроводная связь между домом и офисом и Интернетом |
Беспроводной WAN | Во всем мире | Низкий | CDPD и сотовая связь 2G, 2.5G и 3G | Мобильный доступ в интернет с открытых площадок |
Беспроводная сеть
Беспроводные сети — это новое лицо сетей.Беспроводные сети существуют уже много лет. Сотовые телефоны также являются одним из видов беспроводной связи и сегодня популярны среди людей, разговаривающих друг с другом во всем мире.
Беспроводные сети не только дешевле, чем более традиционные проводные сети, но и намного проще в установке. Важной целью этого сайта является предоставление вам достаточных знаний для установки беспроводной сети и получения сертификации в беспроводных сетях, а также.
Возможно, вы уже используете беспроводную сеть в своей местной кофейне, в аэропорту или в вестибюле отеля, и вы хотите создать небольшой офис или домашнюю сеть.Вы уже знаете, насколько хороша беспроводная сеть, поэтому вы хотите пользоваться преимуществами, где вы живете и работаете. Это действительно трансформация в образ жизни, чтобы отделить вычисления от проводов! Если вы хотите настроить беспроводную сеть, вы попали в нужное место. Мы покажем вам лучший способ легко настроить беспроводную сеть. Многие люди хотят узнать, как использовать беспроводную сеть в домашних условиях.
В этом разделе, посвященном беспроводным сетям, мы предлагаем Руководство для абсолютных новичков в идеальном формате, чтобы легко узнать, что вам нужно знать, чтобы освоить беспроводную сеть, не теряя много времени.
Организация этого сайта и специальные элементы, которые мы описали в этом разделе, помогут вам получить необходимую информацию быстро, точно и четко. В этом разделе вы найдете вдохновение и практическую информацию. мы считаем, что беспроводные сети — это скромная технология, которая может оказать огромное положительное влияние. Это замечательный материал, и это очень весело! Чего же ты ждешь? Пришло время перейти к беспроводной сети.
Wireless Basic
Радиочастотные коэффициенты передачи
Радиочастоты (РЧ) генерируются антеннами, которые распространяют волны в воздух.
Антенны подпадают под две разные категории:
направленная и всенаправленная.
Направленные антенны обычно используются в двухточечных конфигурациях (соединяющих два удаленных здания), а иногда и многоточечных (соединяющих две WLAN).
Примером направленной антенны является антенна Yagi: эта антенна позволяет вам регулировать направление и фокус сигнала для усиления вашего диапазона / досягаемости.
Всенаправленные антенны используются в многоточечных конфигурациях, где они распространяют беспроводной сигнал на другие компьютеры или устройства в вашей беспроводной локальной сети.Точка доступа будет использовать всенаправленную антенну. Эти антенны могут также использоваться для соединений точка-точка, но им не хватает расстояния, которое направляющие антенны обеспечивают
Три основных фактора влияют на искажение сигнала:
- Поглощающие объекты , которые поглощают радиочастотные волны, такие как стены, потолки и полы
- Рассеивающие объекты , которые рассеивают радиочастотные волны, такие как грубая штукатурка на стене, ковровое покрытие на полу или выпадающие потолочные плитки
- Отражающие объекты , отражающие РЧ волны, такие как металл и стекло
Ответственное тело
Сектор радиосвязи Международного союза электросвязи (МСЭ-R) отвечает за управление радиочастотным (РЧ) спектром и спутниковыми орбитами для беспроводной связи: его основная цель заключается в обеспечении сотрудничества и сосуществования стандартов и реализаций за пределами страны.
Два органа стандартизации несут основную ответственность за внедрение WLAN:
- IEEE определяет механический процесс реализации WLAN в стандартах 802.11, чтобы поставщики могли создавать совместимые продукты.
- Wi-Fi Alliance в основном сертифицирует компании, гарантируя, что их продукты соответствуют стандартам 802.11, что позволяет клиентам покупать продукты WLAN у разных поставщиков, не беспокоясь о каких-либо проблемах совместимости.
полосы частот:
WLAN используют три нелицензированные полосы:
- 900 МГц Используется старыми беспроводными телефонами
- 2,4 ГГц Используется в новых беспроводных телефонах, беспроводных локальных сетях, Bluetooth, микроволновых печах и других устройствах
- 5 ГГц Используется новейшими моделями беспроводных телефонов и WLAN-устройств
- Частоты
- 900 МГц и 2,4 ГГц упоминаются как промышленные, научные и медицинские (ISM) полосы.
- Частота 5 ГГц — полоса нелицензированной национальной информационной инфраструктуры (UNII).
- Нелицензированные полосы все еще регулируются правительствами, которые могут определять ограничения в их использовании.
Герц (Гц) — это единица частоты, которая измеряет изменение состояния или цикла волны (звука или радио) или переменного тока (электричества) в течение 1 секунды.
Способ передачи
Спектр с прямой последовательностью (DSSS) использует один канал для отправки данных по всем частотам в этом канале.Дополнительное кодирование (CCK) — это метод кодирования передач для более высоких скоростей передачи данных, таких как 5,5 и 11 Мбит / с, но он по-прежнему обеспечивает обратную совместимость с исходным стандартом 802.11, который поддерживает только скорости 1 и 2 Мбит / с. 802.11b и 802.11g поддерживают этот метод передачи.
OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) увеличивает скорость передачи данных, используя расширенный спектр: модуляцию. 802.11a и 802.11g поддерживают этот метод передачи.
MIMO (множественный вход, множественный выход) передача, которая использует DSSS и / или OFDM путем распространения своего сигнала по 14 перекрывающимся каналам с интервалами 5 МГц.802.11n использует это. Для использования 802.11n требуется несколько антенн.
Стандарты WLAN
| Стандарты | 802.11a | 802.11b | 802.11g | 802.11n |
| Скорость передачи данных | 54 Мбит / с | 11 Мбит / с | 54 Мбит / с | 248 Мбит / с (с 2 × 2 антеннами) |
| Пропускная способность | 23 Мбит / с | 4.3 Мбит / с | 19 Мбит / с | 74 Мбит / с |
| Частота | 5 ГГц | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц | 2,4 и / или 5 ГГц |
| Совместимость | нет | с 802.11g и оригинальным 802.11 | с 802.11b | 802.11a, b и g |
| Дальность (м) | 35–120 | 38–140 | 38–140 | 70–250 |
| Количество каналов | 3 | до 23 | 3 | 14 |
| Коробка передач | OFDM | DSSS | DSSS / OFDM | MIMO |
Два 802.В WLAN можно использовать 11 режимов доступа:
- Ad hoc mode
- Режим инфраструктуры
Режим Ad hoc основан на Независимом базовом наборе услуг (IBSS). В IBSS клиенты могут устанавливать соединения напрямую с другими клиентами без промежуточной точки доступа. Это позволяет вам устанавливать одноранговые сетевые соединения и иногда используется в SOHO. Основная проблема в режиме ad hoc заключается в том, что его сложно защитить, поскольку каждое устройство, к которому необходимо подключиться, требует аутентификации.Эта проблема, в свою очередь, создает проблемы масштабируемости.
Режим инфраструктуры был разработан для решения проблем безопасности и масштабируемости. В режиме инфраструктуры беспроводные клиенты могут связываться друг с другом, хотя и через точку доступа. Используются две реализации режима инфраструктуры:
- Базовый комплект обслуживания (BSS)
- Расширенный набор услуг (ESS)
В режиме BSS клиенты подключаются к точке доступа, что позволяет им обмениваться данными с другими клиентами или ресурсами на основе локальной сети.WLAN идентифицируется одним SSID; однако для каждой точки доступа требуется уникальный идентификатор, называемый идентификатором базового набора услуг (BSSID), который является MAC-адресом беспроводной карты точки доступа. Этот режим обычно используется для беспроводных клиентов, которые не перемещаются, таких как ПК.
В режиме ESS две или более BSS связаны между собой, чтобы обеспечить большие расстояния роуминга. Чтобы сделать это максимально прозрачным для клиентов, таких как КПК, ноутбуки или мобильные телефоны, для всех точек доступа используется один SSID.Однако каждая точка доступа будет иметь уникальный BSSID.
Зоны покрытия
Зона покрытия WLAN включает в себя физическую зону, в которой РЧ-сигнал может отправляться и приниматься. Два типа покрытия WLAN основаны на двух реализациях режима инфраструктуры:
- Базовая зона обслуживания (BSA)
- Расширенная зона обслуживания (ESA)
Термины BSS и BSA, а также ESS и ESA могут вводить в заблуждение. BSS и ESS относятся к топологии здания, тогда как BSA и ESA относятся к фактическому покрытию сигнала
BSA В BSA для обеспечения покрытия для клиентов WLAN и AP
используется одна область, называемая сотой.ESA В ESA несколько ячеек используются для обеспечения дополнительного покрытия на больших расстояниях или для преодоления областей, которые имеют или сигнализируют о помехах или ухудшении.При использовании ESA помните, что каждая ячейка должна использовать отдельный радиоканал.
Как клиент конечного пользователя с сетевой картой WLAN получает доступ к локальной сети
- Чтобы клиенты могли легко находить точку доступа, она периодически передает радиомаяки, объявляя свой (SSID) идентификатор набора услуг, скорости передачи данных и другую информацию WLAN.
- SSID — это схема именования для сетей WLAN, позволяющая администратору группировать устройства WLAN вместе.
- Чтобы обнаружить точки доступа, клиенты будут сканировать все каналы и прослушивать маяки от точек доступа.По умолчанию клиент будет ассоциироваться с точкой доступа, которая имеет самый сильный сигнал.
- Когда клиент связывает себя с AP, он отправляет SSID, его MAC-адрес и любую другую информацию о безопасности, которая может потребоваться для AP, на основе метода аутентификации, настроенного на двух устройствах.
- После подключения клиент периодически отслеживает уровень сигнала точки доступа, к которой он подключен.
- Если уровень сигнала становится слишком низким, клиент будет повторять процесс сканирования, чтобы обнаружить точку доступа с более сильным сигналом.Этот процесс обычно называется роумингом.
Фильтрация SSID и MAC-адресов
При реализации SSID AP и клиент должны использовать одно и то же значение SSID для аутентификации. По умолчанию точка доступа транслирует значение SSID, объявляя о его присутствии, и в основном разрешает любому доступ к точке доступа. Первоначально для предотвращения доступа к точке доступа мошенническими устройствами администратор отключал функцию широковещательной передачи SSID на точке доступа, обычно называемую маскированием SSID. Чтобы позволить клиенту узнать значение SSID точки доступа, клиент отправит нулевое строковое значение в поле SSID 802.11 кадров и AP ответит; конечно, это нарушает меру безопасности, поскольку с помощью этого процесса запроса мошенническое устройство может повторить тот же процесс и узнать значение SSID.
Поэтому точки доступа обычно были настроены на фильтрацию трафика на основе MAC-адресов. Администратор настраивает список MAC-адресов в таблице безопасности на AP, перечисляя те устройства, которым разрешен доступ; однако проблема этого решения заключается в том, что MAC-адреса можно видеть в текстовом виде в открытом виде.Мошенническое устройство может легко прослушивать радиоволны, просматривать действительные MAC-адреса и изменять свой MAC-адрес в соответствии с одним из действительных.
Это называется спуфингом MAC-адреса .
WEP
WEP (Wired Equivalent Privacy) было первым решением безопасности для сетей WLAN, которые использовали шифрование. WEP использует статический 64-битный ключ, где длина ключа составляет 40 бит, и используется 24-битный вектор инициализации (IV). IV отправляется в виде открытого текста. Поскольку WEP использует RC4 в качестве алгоритма шифрования, а IV отправляется открытым текстом, WEP может быть взломан.Чтобы облегчить эту проблему, ключ был расширен до 104 бит со значением IV. Однако любой вариант может быть легко сломан за несколько минут на ноутбуках и компьютерах, производимых сегодня.
802.1x EAP
Расширяемый протокол аутентификации (EAP) — это процесс уровня 2, который позволяет беспроводному клиенту проходить аутентификацию в сети. Существует два варианта EAP: один для беспроводных и один для локальных подключений, обычно называемый EAP через LAN (EAPoL).
Одной из проблем в беспроводной связи является возможность подключения клиента WLAN к устройствам за точкой доступа.Этот процесс определяют три стандарта: EAP, 802.1x и служба удаленной аутентификации Dial In In User Service (RADIUS). EAP определяет стандартный способ инкапсуляции информации аутентификации, такой как имя пользователя и пароль, или цифровой сертификат, который AP может использовать для аутентификации пользователя. 802.1x и RADIUS определяют, как упаковать информацию EAP для ее перемещения по сети.
WPA
Wi-Fi Protected Access (WPA) был разработан Wi-Fi Alliance как временное решение для обеспечения безопасности для использования 802.1x и усовершенствования в использовании WEP, пока не будет ратифицирован стандарт 802.11i. WPA может работать в двух режимах: личный и корпоративный режим. Персональный режим был разработан для домашнего использования или использования SOHO. Предварительный общий ключ используется для аутентификации, требуя настройки одного и того же ключа на клиентах и точке доступа. В этом режиме сервер аутентификации не требуется, поскольку он соответствует официальным стандартам 802.1 x. Корпоративный режим предназначен для крупных компаний, где сервер аутентификации будет централизовать учетные данные аутентификации клиентов.
WPA2
WPA2 — это реализация IEEE 802.11i от Wi-Fi Alliance. Вместо использования WEP, в котором используется слабый алгоритм шифрования RC4, используется гораздо более безопасный алгоритм протокола CBC-MAC (CCMP) в расширенном стандарте шифрования (AES).
Инфракрасный
Инфракрасное (ИК) излучение — это электромагнитное излучение с длиной волны больше, чем у видимого света, но короче, чем у микроволнового излучения. Название означает «ниже красного» (от латинского ниже «ниже»), красный цвет — это цвет видимого света с самой длинной длиной волны.
Bluetooth
Это промышленная спецификация для беспроводных персональных сетей (PAN). Bluetooth обеспечивает способ подключения и обмена информацией между устройствами, такими как персональные цифровые помощники (КПК), мобильными телефонами, ноутбуками, ПК, принтерами и цифровыми камерами, через безопасную, недорогую, доступную по всему миру радиочастоту ближнего радиуса действия.
FHSS
Расширяющий спектр со скачкообразной перестройкой частоты представляет собой способ передачи радиосигналов с расширенным спектром путем быстрого переключения несущей между многими частотными каналами с использованием псевдослучайной последовательности, известной как передатчику, так и приемнику.Передача с расширенным спектром обеспечивает следующие преимущества по сравнению с передачей с фиксированной частотой:
- Высокая устойчивость к шуму и помехам.
- Сигналы трудно перехватить. Сигнал с расширенным спектром скачкообразного изменения частоты звучит как мгновенный шумовой всплеск или просто увеличение фонового шума для коротких кодов скачкообразного изменения частоты на любом узкополосном приемнике, за исключением приемника с расширенным спектром скачкообразного изменения частоты, использующего ту же самую последовательность каналов, которая использовалась передатчиком.
- Передачи могут совместно использовать полосу частот со многими типами обычных передач с минимальными помехами. В результате полоса пропускания может использоваться более эффективно.
DSSS
расширенный спектр с прямой последовательностью — это метод модуляции, при котором передаваемый сигнал занимает большую полосу пропускания, чем информационный сигнал, который модулируется, поэтому его называют расширенным спектром. Спектр с прямой последовательностью (DSSS) использует один канал для отправки данных по всем частотам в этом канале.Дополнительное кодирование (CCK) — это метод кодирования передач для более высоких скоростей передачи данных, таких как 5,5 и 11 Мбит / с, но он по-прежнему обеспечивает обратную совместимость с исходным стандартом 802.11, который поддерживает только скорости 1 и 2 Мбит / с. 802.11b и 802.11g поддерживают этот метод передачи.
Сравнение DSSS и частотно-прыгающего SS
DSSS
- Гибкая поддержка переменных скоростей передачи данных
- Высокая производительность возможна благодаря усовершенствованиям (подавление помех, адаптивная антенна и т. Д.))
- Страдает от ближнего эффекта
FHSS
- Подходит для специальных сетей (без проблем на ближнем расстоянии)
- устойчив к помехам
- Ограниченная скорость передачи данных
OFDM
Ортогональное мультиплексирование с частотным разделением, также называемое дискретной многотональной модуляцией (DMT), является методом передачи, основанным на идее мультиплексирования с частотным разделением (FDM). OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) увеличивает скорость передачи данных с использованием расширенного спектра: модуляция.802.11a и 802.11g поддерживают этот метод передачи.
- Используется в некоторых приложениях беспроводной локальной сети, включая WiMAX и IEEE 802.11a / g .
- Используется во многих системах связи, таких как: ADSL, беспроводная локальная сеть, цифровое аудиовещание.
MIMO (несколько входов, несколько выходов)
Передача MIMO (с несколькими входами и несколькими выходами), которая использует DSSS и / или OFDM, распространяя свой сигнал по 14 перекрывающимся каналам с интервалами 5 МГц.802.11n использует это. Для использования 802.11n требуется несколько антенн.
| 802.11a | 802.11b | 802.11g | 802.11n | |
| Скорость передачи данных | 54 Мбит / с | 11 Мбит / с | 54 Мбит / с | 248 Мбит / с (с 2 × 2 антеннами) |
| Пропускная способность | 23 Мбит / с | 4.3 Мбит / с | 19 Мбит / с | 74 Мбит / с |
| Частота | 5 ГГц | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц | 2,4 и / или 5 ГГц |
| Совместимость | нет | с 802.11g и оригинальным 802.11 | с 802.11b | 802.11a, b и g |
| Дальность (метры) | 35–120 | 38–140 | 38–140 | 70–250 |
| Количество каналов | 3 | до 23 | 3 | 14 |
| Коробка передач | OFDM | DSSS | DSSS / OFDM | MIMO |
Радиочастотные коэффициенты передачи
Радиочастоты (РЧ) генерируются антеннами, которые распространяют волны в воздух.Антенны подпадают под две разные категории:
- Направленная
- Всенаправленная
Направленные Направленные антенны обычно используются в двухточечных конфигурациях (соединяющих два удаленных здания), а иногда и многоточечных (соединяющих две WLAN). Примером направленной антенны является антенна Yagi: эта антенна позволяет вам регулировать направление и фокус сигнала для усиления вашего диапазона / досягаемости.
Всенаправленная антенна Всенаправленная антенна используется в многоточечных конфигурациях, где они распространяют беспроводной сигнал на другие компьютеры или устройства в вашей беспроводной локальной сети.Точка доступа будет использовать всенаправленную антенну. Эти антенны могут также использоваться для соединений точка-точка, но им не хватает расстояния, которое направляющие антенны обеспечивают
На искажение сигнала влияют три основных фактора:
- Поглощающие объекты , которые поглощают радиочастотные волны, такие как стены, потолки и полы
- Рассеивающие объекты , которые рассеивают радиочастотные волны, такие как грубая штукатурка на стене, ковер на полу или выпадающие потолочные плитки
- Отражающие объекты , отражающие РЧ волны, такие как металл и стекло
Ответственное тело
Сектор радиосвязи Международного союза электросвязи (МСЭ-R) отвечает за управление радиочастотным (РЧ) спектром и спутниковыми орбитами для беспроводной связи: его основная цель заключается в обеспечении сотрудничества и сосуществования стандартов и реализаций за пределами страны.
Два органа стандартизации несут основную ответственность за реализацию WLAN:
- Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE)
- Wi-Fi Alliance.
IEEE Определяет механический процесс реализации WLAN в стандартах 802.11, чтобы поставщики могли создавать совместимые продукты.
Wi-Fi Alliance в основном сертифицирует компании, гарантируя, что их продукты соответствуют стандарту 802.11 стандартов, что позволяет клиентам покупать продукты WLAN у разных поставщиков, не беспокоясь о проблемах совместимости.
полосы частот:
WLAN используют три нелицензированные полосы:
- 900 МГц Используется старыми беспроводными телефонами
- 2,4 ГГц Используется в новых беспроводных телефонах, беспроводных локальных сетях, Bluetooth, микроволновых печах и других устройствах
- 5 ГГц Используется новейшими моделями беспроводных телефонов и WLAN-устройств
900 МГц и 2.Частоты 4 ГГц называются промышленными, научными и медицинскими (ISM) диапазонами.
Частота 5 ГГц, полоса нелицензированной национальной информационной инфраструктуры (UNII).
Нелицензированные полосы все еще регулируются правительствами, которые могут определять ограничения в их использовании.
Гц (Гц) — это единица частоты, которая измеряет изменение состояния или цикла в волне (звуке или радио) или переменном токе (электричестве) в течение 1 секунды.
802.11 г
страдает от тех же помех, что и 802.11b в уже загруженном диапазоне 2,4 ГГц. Устройства, работающие в этом диапазоне, включают микроволновые печи, устройства Bluetooth и беспроводные телефоны. Поскольку полоса 2,4 ГГц интенсивно используется, использование полосы 5 ГГц дает 802.11a преимущество меньшего количества помех. Однако эта высокая несущая частота также имеет недостатки. Он ограничивает использование 802.11a практически на линии прямой видимости, что требует использования большего количества точек доступа; это также означает, что 802.11a не может проникнуть до 802.11b, поскольку он поглощается легче, при прочих равных условиях (например, мощности).
802.11a
Передает радиосигналы в диапазоне частот выше 5 ГГц. Этот диапазон «регулируется», что означает, что в устройстве 802.11a используются частоты, не используемые другими коммерческими беспроводными продуктами, такими как беспроводные телефоны. Напротив, 802.11b использует частоты в нерегулируемом диапазоне 2,4 ГГц и встречает гораздо больше радиопомех от других устройств.
IEEE 802.11a / IEEE 802.11h
Это также улучшение физического уровня. IEEE 802.11a обеспечивает значительно более высокую производительность, чем 802.11b, на скорости 54 Мбит / с. В отличие от 802.11b, стандарт 802.11a работает в диапазоне частот от 5,47 до 5,725 ГГц и не подвержен таким же помехам от других коммерческих электронных продуктов. Эта более высокая полоса частот обеспечивает значительно более высокие скорости связи в диапазоне 2,4 ГГц.
AP802.11g обратно совместимы с точками доступа 802.11b.Эта обратная совместимость со стандартом 802.11b обрабатывается на уровне MAC, а не на физическом уровне. С другой стороны, поскольку 802.11g работает на той же частоте, что и 802.11b, он подвержен тем же помехам от электронных устройств, как беспроводные телефоны. Со времени утверждения стандарта в июне 2003 года продукты 802.11g набирают обороты и, скорее всего, станут такими же распространенными, как и продукты 802.11b. Таблица II-1 отображает основные характеристики 802.11b / a / g.
Общий диапазон работы для 802.11b — 150 футов для пола, разделенного на отдельные офисы бетоном или каменной кладкой, около 300 футов в полуоткрытых внутренних помещениях, таких как офисы, разделенные на отдельные рабочие пространства, и около 1000 футов в больших открытых закрытых помещениях. К недостаткам стандарта 802.11b относятся помехи от электронных устройств, таких как беспроводные телефоны и микроволновые печи.
Диапазон
Планировка вашего здания может уменьшить радиус действия.
- Много бетонных стен может уменьшить ваш радиус действия.
- Размер антенны и расположение сильно влияют на дальность их сигналов
- Погода и количество водяного пара в воздухе могут влиять на силу ваших сигналов
Скорость
- Макет вашего здания может снизить скорость
- Размер антенны и ее сигнал могут повлиять на вашу скорость
- Погода и количество водяного пара могут ослабить сигнал и повлиять на вашу скорость
компьютерная сеть | Определение и типы
Компьютерная сеть , два или более компьютеров, которые связаны друг с другом с целью электронной передачи данных. Помимо физического соединения компьютера и коммуникационных устройств, сетевая система выполняет важную функцию создания единой архитектуры, которая позволяет различным типам оборудования передавать информацию практически без проблем. Двумя популярными архитектурами являются взаимосвязь открытых систем ISO (OSI) и системная архитектура IBM (SNA).
Подробнее на эту тему
компьютер: сеть
Связь с компьютером может происходить через провода, оптоволокно или радиопередачу. В проводных сетях может использоваться экранированный коаксиальный кабель, аналогичный …
Два основных типа сетей — это локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN). Локальные сети соединяют компьютеры и периферийные устройства в ограниченной физической области, такой как офис, лаборатория или кампус колледжа, посредством каналов связи (провода, кабели Ethernet, оптоволокно, Wi-Fi), которые быстро передают данные.Типичная локальная сеть состоит из двух или более персональных компьютеров, принтеров и дисковых запоминающих устройств большой емкости, называемых файловыми серверами, которые позволяют каждому компьютеру в сети получать доступ к общему набору файлов. Программное обеспечение операционной системы ЛВС, которое интерпретирует ввод и инструктирует сетевые устройства, позволяет пользователям общаться друг с другом; поделиться принтеры и складское оборудование; и одновременно получать доступ к центрально расположенным процессорам, данным или программам (наборам команд). Пользователи ЛВС могут также получить доступ к другим ЛВС или подключиться к WAN.Локальные сети с похожей архитектурой связаны между собой «мостами», которые действуют как точки передачи. ЛВС с различной архитектурой связаны между собой «шлюзами», которые преобразуют данные при их передаче между системами.
WAN соединяют компьютеры и небольшие сети с более крупными сетями в больших географических зонах, включая разные континенты. Они могут связывать компьютеры с помощью кабелей, оптических волокон или спутников, но их пользователи обычно получают доступ к сетям через модем (устройство, которое позволяет компьютерам связываться по телефонным линиям).Самая большая глобальная сеть — это сеть Интернет и сеть, объединяющая миллиарды пользователей компьютеров на всех континентах.
Введение в компьютерную сеть
В сегодняшнем мире Internet World Networking играет жизненно важную роль для успеха различных организаций, создавая сетевую среду и подключение устройств. Обычное определение «Сеть» может представлять собой процесс, в котором происходит обмен информацией между двумя или более сотрудниками в организации, что может помочь вам во многих отношениях. Но в технических терминах сеть определяется как процесс, в котором две или более группы компьютеров связаны друг с другом для обмена информацией.Поскольку существуют различные сетевые устройства, которые помогают подключить компьютер к другому компьютеру, например маршрутизатор, концентратор, коммутатор и другие. Сеть классифицируется на два типа: проводная сеть, в которой компьютеры подключены через кабели, и беспроводная сеть без использования кабелей.
Прежде чем перейти к компьютерной сети, следует ознакомиться с определенными терминами, такими как NIC или сетевая карта, локальная сеть или локальная сеть, серверы, концентратор или коммутатор и другие. Для компьютерной сети требуются некоторые аппаратные настройки, такие как сетевые кабели, распределители, маршрутизаторы, внутренние и внешние сетевые карты.Но основным аспектом каждой компьютерной сети является сервис и протоколы, в то время как услуги могут быть получены различными поставщиками услуг, а протоколы являются стандартным набором правил для передачи данных. Существуют различные типы категорий сетей, такие как топология со звездой и кольцом, которая показывает геометрическое расположение компьютерной системы, протоколы для локальной сети, известные как Ethernet, используемые для передачи данных, и последняя архитектура сети в одноранговой сети и модель клиент / сервер. Другими словами, аппаратное и программное обеспечение объединяются по сети для связи, подключения, эксплуатации и управления.
Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть — это соединение двух или более компьютеров через среду для обмена информацией или передачи данных. Он также называется Сетью данных, где вы можете легко отправлять и получать данные на или с вычислительного устройства. Этими вычислительными устройствами могут быть ПК, рабочие станции, мэйнфреймы, подключенные к принтерам, модемы, CD / DVD-ROM и другие периферийные устройства для совместного использования ресурсов по сети. Соединения компьютеров через сеть возможны через несколько сетевых устройств, таких как маршрутизаторы, мосты, шлюзы, кабели, спутники и другие.Интернет является лучшим примером компьютерной сети, которая помогает вам обмениваться данными между двумя или более компьютерами по сети. Но основная функция компьютерной сети состоит в том, чтобы обеспечить среду для подключения и связи с различными вычислительными устройствами для удобной передачи данных.
Компьютерные сети очень полезны во многих отношениях для связи по сети через электронную почту или чаты, совместного использования аппаратных ресурсов для печати или сканирования документа, совместного использования файлов и данных на устройстве хранения, совместного использования программных приложений и удаленного запуска на других компьютерах и многих других. Больше.Компьютерная сеть обширна и может быть классифицирована на различные типы как: —
Масштаб Компьютерная сеть может быть разделена на пять типов: LAN, WAN, MAN, CAN и HAN.
ЛВС или локальная сеть : — Это компьютерная сеть, которая охватывает небольшую географическую область, такую как офисное здание, школа, колледжи и т. Д., Где проводная или беспроводная сеть ЛВС используется для подключения устройств, таких как ПК, принтеры, к Интернету. Проводное соединение может быть выполнено с помощью кабелей типа витой пары, коаксиального или оптоволоконного кабеля для скоростной передачи данных.Аналогично, беспроводная локальная сеть осуществляется с помощью радиоволновой технологии или инфракрасной связи, которая помогает подключать несколько устройств в пределах одной области. Ethernet или IEEE 802.11LAN используется для подключения устройства к маршрутизатору или модему для быстрой передачи данных. Пятью основными компонентами локальной сети являются сетевые устройства, такие как рабочие станции, принтеры, серверы, к которым могут обращаться другие компьютеры, сетевые устройства связи, такие как маршрутизатор, концентратор и коммутаторы для подключения, сетевая карта или сетевая карта, кабели среднего и сетевая ОС.
WAN или глобальная сеть: — Это тип компьютерной сети, который помогает подключать компьютеры, расположенные в других странах или городах, через телефонные линии, радиоволны или другие линии связи. Он главным образом соединяет локальные сети и другие типы сетей, которые можно использовать для связи с компьютером в одном месте и в другом месте. Выделенные линии используются для построения глобальной сети, которая соединяет локальную сеть через маршрутизатор или концентратор для передачи данных. Это очень дорого и используется большими организациями в своих деловых целях.
MAN или городская сеть: — Городская сеть предназначена для использования в городе или городе через беспроводную среду или оптоволоконные кабели. Он принадлежит и управляется одной организацией или отдельным лицом, которое может использоваться в качестве публичного сообщения. Он обеспечивает подключение к сетям локальной сети и подключает их к глобальной сети для совместного использования подключения через Интернет. Размер сети MAN находится между LAN и WAN, которая первоначально охватывает диапазон от 5 до 50 км в диаметре.
CAN или сеть кампуса: — Это компьютерная сеть, предназначенная для использования конкретным кампусом или военной базой с компьютерами, расположенными в ограниченной области.
HAN или домашняя сеть: — Сеть подключена к дому пользователя, который соединяет различные цифровые устройства по сети для связи с другими устройствами.
Характеристики компьютерной сети
- Совместное использование ресурсов с одного компьютера на другой компьютер по сети
- Производительность за счет измерения скорости передачи данных в зависимости от количества пользователей, подключения и используемого программного обеспечения
- Надежность упрощает использование альтернативного источника для передачи данных в случае аппаратного сбоя или проблем с подключением
- Масштабируемость повышает производительность системы за счет добавления дополнительных процессоров
- Безопасность — это основные характеристики компьютерной сети, где вы можете предпринять необходимые шаги для защиты ваших данных от несанкционированного доступа
Похожие
Что такое программно-определяемая сеть (SDN)?
Что такое программно-определяемая сеть (SDN)?
Программно-определяемая сеть (SDN) — это подход к работе в сети, в котором используются программные контроллеры или интерфейсы прикладного программирования (API) для направления трафика в сети и связи с базовой аппаратной инфраструктурой.
Это отличается от традиционных сетей, которые используют выделенные аппаратные устройства (маршрутизаторы и коммутаторы) для управления сетевым трафиком.SDN может создавать и контролировать виртуальную сеть или управлять традиционной аппаратной сетью с помощью программного обеспечения.
В то время как виртуализация сети дает возможность сегментировать разные виртуальные сети в пределах одной физической сети или подключать устройства в разных физических сетях в одну виртуальную сеть, программно-определяемые сети предоставляют новый способ управления маршрутизацией пакетов данных через централизованный сервер.
Как работает программно-определяемая сеть (SDN)?
Вот основные принципы SDN: В SDN (как и в любом виртуализированном) программное обеспечение отделено от аппаратного обеспечения.SDN разделяет две плоскости сетевого устройства, перемещая плоскость управления, которая определяет, куда отправлять трафик в программное обеспечение, и оставляя плоскость данных, которая фактически пересылает трафик в аппаратном обеспечении. Это позволяет сетевым администраторам, использующим программно-определяемые сети, программировать и контролировать всю сеть через единую стеклянную панель, а не на устройстве в зависимости от устройства.
Типичная архитектура SDN состоит из трех частей:
- Приложения , которые передают запросы ресурсов или информацию о сети в целом
- Контроллеры , которые используют информацию из приложений, чтобы решить, как маршрутизировать данные пакет
- Сетевые устройства , которые получают информацию от контроллера о том, куда перемещать данные
Эти три элемента могут быть расположены в разных физических местоположениях.
Физические или виртуальные сетевые устройства фактически перемещают данные по сети. В некоторых случаях виртуальные коммутаторы, которые могут быть встроены в программное или аппаратное обеспечение, принимают на себя обязанности физических коммутаторов и объединяют их функции в единый интеллектуальный коммутатор. Коммутатор проверяет целостность как пакетов данных, так и мест их назначения на виртуальной машине, и перемещает пакеты.
Преимущества программно-определяемой сети (SDN)
SDN предоставляет ряд преимуществ по сравнению с традиционными сетями, в том числе:
- Повышенный контроль с большей скоростью и гибкостью : вместо ручного программирования нескольких поставщиков Разработчики конкретных аппаратных устройств могут контролировать поток трафика по сети, просто программируя программный контроллер открытого стандарта.Сетевые администраторы также обладают большей гибкостью в выборе сетевого оборудования, поскольку они могут выбирать протокол с открытым исходным кодом для связи с любым количеством аппаратных устройств через центральный контроллер.
- Настраиваемая сетевая инфраструктура : С помощью программно-определяемой сети администраторы могут настраивать сетевые службы и распределять виртуальные ресурсы для изменения сетевой инфраструктуры в режиме реального времени через одно централизованное местоположение. Это позволяет сетевым администраторам оптимизировать поток данных через сеть, отдавая приоритет приложениям, которые требуют большей доступности.
- Надежная безопасность : программно-определяемая сеть обеспечивает обзор всей сети, обеспечивая более целостное представление об угрозах безопасности. С распространением интеллектуальных устройств, которые подключаются к Интернету, SDN предлагает явные преимущества по сравнению с традиционными сетями. Разработчики могут создавать отдельные зоны для устройств, которым требуется разный уровень безопасности, или немедленно помещать в карантин скомпрометированные устройства, чтобы они не могли заразить остальную сеть.
Чем SDN отличается от традиционных сетей?
Ключевым отличием SDN от традиционных сетей является инфраструктура: SDN основана на программном обеспечении, а традиционные сети — на аппаратном уровне.Поскольку плоскость управления основана на программном обеспечении, SDN гораздо более гибок, чем традиционные сети. Это позволяет администраторам контролировать сеть, изменять параметры конфигурации, выделять ресурсы и увеличивать пропускную способность сети — все из централизованного пользовательского интерфейса без добавления дополнительного оборудования.
Существуют также различия в безопасности между SDN и традиционной сетью. Благодаря большей наглядности и возможности определения безопасных путей SDN предлагает лучшую безопасность во многих отношениях.Однако поскольку в программно-определяемых сетях используется централизованный контроллер, обеспечение безопасности контроллера является критически важным для поддержания защищенной сети, и эта единственная точка отказа представляет потенциальную уязвимость SDN.
Какие существуют модели SDN?
Хотя предпосылка централизованного программного обеспечения, управляющего потоком данных в коммутаторах и маршрутизаторах, применима ко всем программно-определяемым сетям, существуют разные модели SDN.
- Open SDN : сетевые администраторы используют протокол, такой как OpenFlow, для управления поведением виртуальных и физических коммутаторов на уровне плоскости данных.
- SDN от API : вместо использования открытого протокола интерфейсы прикладного программирования контролируют, как данные передаются по сети на каждом устройстве.
- Наложение SDN Модель : Другой тип программно-определяемых сетей управляет виртуальной сетью поверх существующей аппаратной инфраструктуры, создавая динамические туннели для различных локальных и удаленных центров обработки данных. Виртуальная сеть распределяет полосу пропускания по различным каналам и назначает устройства каждому каналу, оставляя физическую сеть нетронутой.
- Hybrid SDN : эта модель объединяет программно-определяемые сети с традиционными сетевыми протоколами в одной среде для поддержки различных функций в сети. Стандартные сетевые протоколы продолжают направлять некоторый трафик, в то время как SDN берет на себя ответственность за другой трафик, позволяя сетевым администраторам поэтапно вводить SDN в унаследованную среду.
Приложения и службы, которые могут использовать преимущества программно-определяемой сети (SDN)
Многие современные службы и приложения, особенно облачные, не могут функционировать без SDN.SDN позволяет легко перемещать данные между распределенными местоположениями, что очень важно для облачных приложений.
Кроме того, SDN поддерживает быстрое перемещение рабочих нагрузок по сети. Например, разделение виртуальной сети на разделы с использованием метода, называемого виртуализацией сетевых функций (NFV), позволяет поставщикам телекоммуникационных услуг перемещать обслуживание клиентов на менее дорогие серверы или даже на собственные серверы клиента. Поставщики услуг могут использовать инфраструктуру виртуальной сети для переноса рабочих нагрузок с частных облачных инфраструктур на облачные и по мере необходимости и для мгновенного предоставления новых услуг клиентам.SDN также облегчает гибкость и масштабирование любой сети, поскольку сетевые администраторы добавляют или удаляют виртуальные машины, независимо от того, являются ли эти машины локальными или облачными.
Наконец, благодаря скорости и гибкости, предлагаемой SDN, он способен поддерживать новые тенденции и технологии, такие как периферийные вычисления и Интернет вещей, которые требуют быстрой и простой передачи данных между удаленными узлами.