Когда вы покупаете новый компьютер, первое, что вы, вероятно, попытаетесь сделать, это подключиться к Интернету. Для этого вы устанавливаете соединение с маршрутизатором, который получает данные из Интернета, а затем пересылает их на компьютер.
Конечно, это еще не все: Далее вы можете подключить к маршрутизатору принтер, смартфон или телевизор, чтобы эти устройства также были подключены к Интернету. Теперь вы соединили различные устройства друг с другом через центральную точку доступа и создали свою собственную сеть.
Но что именно это значит?
Что такое сеть?
В информационных технологиях под сетью понимается соединение как минимум двух компьютерных систем с помощью кабеля или беспроводного соединения. Самая простая сеть — это комбинация двух компьютеров, соединенных кабелем. Этот тип сети называется одноранговой сетью. В этой сети нет иерархии; оба участника имеют равные привилегии. Каждый компьютер имеет доступ к данным другого устройства и может совместно использовать ресурсы, такие как дисковое пространство, приложения или периферийные устройства (принтеры и т.д.).
Современные сети, как правило, немного сложнее и состоят не только из двух компьютеров. Системы с более чем десятью участниками обычно используют сети клиент-сервер. В таких сетях центральный компьютер (сервер) предоставляет ресурсы другим участникам сети (клиентам).
Сеть — это группа из двух или более компьютеров или других электронных устройств, которые соединены между собой с целью обмена данными и совместного использования ресурсов.
Пример сети: ваш домашний Wi-Fi
Беспроводная локальная сеть (Wireless LAN, т.е. сеть Wi-Fi) в вашем доме является хорошим примером небольшой сети клиент-сервер. Различные устройства в вашем доме подключены по беспроводной сети к маршрутизатору, который действует как центральный узел (сервер) для всего дома. Сам маршрутизатор подключен к гораздо более крупной сети — Интернету.
Поскольку устройства подключены к маршрутизатору как клиенты, они являются частью сети и могут использовать те же ресурсы, что и сервер, а именно Интернет. Устройства также могут общаться друг с другом без необходимости устанавливать прямое соединение с каждым устройством. Например, вы можете отправить задание на печать на принтер с поддержкой Wi-Fi без предварительного подключения принтера к компьютеру с помощью кабеля.
До появления современных сетей связь между различными компьютерами и устройствами была очень сложной. Компьютеры соединялись с помощью кабеля локальной сети. Для того чтобы периферийные устройства могли использоваться совместно, использовались механические переключатели. Из-за физических ограничений (длина кабеля) устройства и компьютеры всегда должны были находиться очень близко друг к другу.
Если вам необходимо чрезвычайно стабильное соединение, то, несмотря на преимущества Wi-Fi, следует рассмотреть возможность проводного подключения к маршрутизатору или устройству.
Каковы задачи и преимущества сети?
Основная задача сети — предоставить участникам единую платформу для обмена данными и совместного использования ресурсов. Эта задача настолько важна, что многие аспекты повседневной жизни и современного мира были бы немыслимы без сетей.
Вот пример из реальной жизни: В обычном офисе каждое рабочее место имеет свой собственный компьютер. Без сети компьютеров команде было бы очень сложно работать над проектом, поскольку не было бы общего места для обмена или хранения цифровых документов и информации, а члены команды не могли бы совместно использовать определенные приложения.
Кроме того, во многих офисах есть только один принтер или несколько принтеров, которые используются всеми. Без сети ИТ-отделу пришлось бы подключать каждый отдельный компьютер к принтеру, что сложно реализовать с технической точки зрения. Сеть элегантно решает эту проблему, поскольку все компьютеры подключены к принтеру через один центральный узел.
Основными преимуществами сетей являются:
- совместное использование данных
- Совместное использование ресурсов
- Центральный контроль программ и данных
- Централизованное хранение и резервное копирование данных
- Общая вычислительная мощность и емкость хранения данных
- Простое управление полномочиями и обязанностями
Как работает сеть?
В типичной сети клиент-сервер есть центральный узел, называемый сервером. Сервер соединен с другими устройствами, которые называются клиентами. Это соединение является либо беспроводным (беспроводная локальная сеть), либо проводным (локальная сеть).
В типичной домашней сети роль сервера выполняет маршрутизатор. Он подключен к Интернету и предоставляет ресурс «Интернет» для других устройств (компьютеров, смартфонов и т.д.).
Архитектура клиент-сервер
В больших сетях, например, корпоративных, в роли сервера обычно выступает центральный компьютер. Этот компьютер используется исключительно для запуска специального серверного программного обеспечения и сервисов, а не обычных приложений и программ. Сервер должен работать непрерывно, в то время как другие компьютеры (клиенты) могут быть выключены.
В этой сети на основе сервера сервер и клиент взаимодействуют следующим образом: Клиент сначала посылает запрос на сервер. Сервер оценивает запрос, а затем передает ответ. В этой модели клиент всегда подключается к серверу, а не наоборот.
Сетевые протоколы
Сетевые протоколы обеспечивают бесперебойную связь между различными компонентами сети. Они контролируют обмен данными и определяют, как устанавливается и прекращается связь, а также какие данные передаются. Обычно существует несколько сетевых протоколов, каждый из которых выполняет определенную подзадачу и иерархически организован на уровнях.
Сетевые адреса
Кроме того, необходимо обеспечить возможность правильной идентификации передатчика и приемника. Для этого используются сетевые адреса. В компьютерных сетях каждый компьютер обычно имеет IP-адрес, похожий на телефонный номер, который уникально идентифицирует компьютер. Этот внутренний IP-адрес используется только для связи между участниками локальной сети. Для связи в Интернете используются внешние IP-адреса, которые автоматически назначаются интернет-провайдером.
Различают также адреса IPv4 и IPv6. Раньше адреса IPv4 были стандартными, но до их исчерпания можно было присвоить только около 4,3 миллиарда адресов. В связи с массовым расширением Интернета срочно потребовались дополнительные IP-адреса. Поэтому был разработан новый стандарт IPv6, позволяющий использовать до 3,4 x 1038 (340 секстиллионов) адресов. Этого должно быть достаточно на будущее.
Подробную информацию о протоколе IP и его важной роли в компьютерных сетях вы можете найти в нашей статье «Что такое интернет-протокол?».
Какие существуют типы сетей?
Сети обычно делятся на различные типы сетей в зависимости от типа передачи и диапазона, то есть в зависимости от того, как или на какое расстояние передаются данные.
Беспроводные сети против проводных
Сети классифицируются по типу передачи данных как беспроводные или проводные. Примерами беспроводных сетей являются сети Wi-Fi, основанные на стандарте IEEE 802.11, или сети LTE, используемые для мобильных устройств и смартфонов. Проводные сети, такие как DSL, также известны как широкополосный Интернет.
Диапазон сети
Сети обычно классифицируются по радиусу действия следующим образом:
- Персональная сеть (PAN): PAN используется для объединения устройств в пределах короткого радиуса действия — около 10 метров. Примерами являются технология Bluetooth или услуга Airdrop ad hoc Wi-Fi от Apple.
- Локальная вычислительная сеть (LAN): Локальные сети являются одними из самых распространенных сетей и используются в домашних хозяйствах или малых и средних компаниях.
- Городская вычислительная сеть (MAN): Эти типы сетей охватывают города или отдельные географические регионы.
- Глобальная вычислительная сеть (WAN): Общенациональная широкополосная или сотовая сеть в США является примером глобальной сети.
- GAN (глобальная вычислительная сеть): Наиболее известным примером глобальной сети является Интернет.
Обратите внимание, что между различными типами сетей существует некоторое дублирование: Как пользователь Wi-Fi, вы одновременно являетесь частью WAN и GAN при подключении к Интернету.