Типы сетей с первого взгляда

Сеть — это любое количество независимых компьютерных систем, соединенных между собой таким образом, чтобы был возможен обмен данными. Для этого сетевые системы должны быть связаны не только физически, но и логически. Последняя устанавливается специальными сетевыми протоколами, такими как TCP (Transmission Control Protocol). Даже просто два компьютера, соединенные друг с другом, могут быть классифицированы как сеть.

Сети создаются для передачи данных от одной системы к другой или для совместного использования ресурсов, таких как серверы, базы данных и принтеры в сети. В зависимости от размера и диапазона компьютерной сети различают различные размеры сети. К наиболее важным типам сетей относятся: 

• Персональные вычислительные сети (PAN)
• локальные вычислительные сети (LAN)
• Городские вычислительные сети (MAN)
• глобальные вычислительные сети (WAN)
• Глобальные вычислительные сети (GAN)

Физическое соединение, на котором основаны эти типы сетей, может быть кабельным или реализовано на основе беспроводной технологии. Физические сети связи часто служат основой для нескольких логических сетей связи, так называемых виртуальных частных сетей (VPN). Они используют общую физическую среду передачи данных, например, стекловолоконный кабель, при передаче данных и назначаются логически различным виртуальным сетям с помощью программного обеспечения для туннелирования.

Каждый тип сетей был разработан для конкретных областей применения, основан на собственных методиках и стандартах и несет в себе различные преимущества и ограничения.

Для обеспечения обмена данными современные устройства, такие как смартфоны, планшеты, ноутбуки и настольные компьютеры, могут быть объединены в сеть. Это может быть проводная сеть в виде персональной вычислительной сети (PAN).  Распространенные методы передачи данных включают USB или FireWire. Беспроводная разновидность известна как Wireless Personal Area Network (WPAN) и основана на таких технологиях, как Bluetooth, Wireless USB, Insteon, IrDA, ZigBee и Z-Wave. Беспроводная персональная сеть, которая может быть достигнута с помощью Bluetooth, называется Piconet. PAN и WPAN обычно простираются лишь на несколько метров и поэтому не подходят для соединения устройств в разных комнатах или даже зданиях.

Помимо связи между отдельными устройствами, персональная сеть также позволяет установить соединение с другими сетями, обычно более крупными. Это известно как восходящая линия связи. Из-за ограниченного радиуса действия и сравнительно низкой скорости передачи данных PAN используются в основном для подключения периферийных устройств в сфере хобби и развлечений. Типичными примерами являются беспроводные наушники, игровые приставки и цифровые камеры. В рамках Интернета вещей (IoT) сети WPAN отвечают за связь приложений управления и мониторинга с низкой скоростью передачи данных. Такие протоколы, как Insteon, Z-Wave и ZigBee, были специально разработаны для умных домов и домашней автоматизации.

Если к сети необходимо подключить более одного компьютера, то обычно это делается в виде локальной вычислительной сети (LAN). Такие сети могут включать два компьютера в частном доме или несколько тысяч устройств в компании. Сети в государственных учреждениях, например, в органах государственной власти, школах или университетах, также реализуются в виде локальных сетей. Широко используемым стандартом для проводных локальных сетей является Ethernet. Такие сетевые технологии, как ARCNET, FDDI и Token Ring, менее распространены и широко устарели. Передача данных осуществляется либо по медным кабелям, либо по оптоволоконным кабелям.

Если в одной локальной сети необходимо соединить более двух компьютеров, требуются дополнительные сетевые компоненты, такие как концентраторы, мосты и коммутаторы, которые выполняют функции соединительных элементов и распределительных узлов. Тип сети LAN был разработан для обеспечения быстрой передачи больших объемов данных. В зависимости от структуры сети и используемой среды передачи нормальной является пропускная способность от 10 до 1 000 Мбит/с. Локальные сети обеспечивают удобный обмен информацией между различными устройствами, подключенными к сети. В бизнес-среде принято обмениваться файлами, сетевыми принтерами и приложениями через локальную сеть с несколькими компьютерами.

Если локальная сеть реализована по радиоканалу, ее называют беспроводной локальной сетью (WLAN). Техническая основа стандарта WLAN определена семейством стандартов IEEE 802.11. Беспроводные локальные сети позволяют легко интегрировать устройства в домашние или корпоративные сети и совместимы с проводными локальными сетями Ethernet. Однако пропускная способность данных ниже, чем при подключении по Ethernet.

Дальность действия локальной сети зависит от стандарта и среды передачи, но может быть увеличена с помощью усилителей сигнала, известных как ретрансляторы. Что касается гигабитного Ethernet через стекловолокно, то дальность передачи сигнала может достигать нескольких миль. Однако локальные вычислительные сети редко протягиваются более чем на один комплекс зданий. Несколько локальных сетей могут быть соединены в единую городскую сеть (MAN) или глобальную сеть (WAN).

SilverStar — Образец сетевой диаграммы через Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Metropolitan Area Network (MAN) — это широкополосная телекоммуникационная сеть, которая объединяет несколько локальных сетей, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Как правило, это отдельные учреждения компании, которые подключены к MAN через выделенные линии. Используются высокопроизводительные маршрутизаторы и высокопроизводительные оптоволоконные соединения, которые обеспечивают значительно большую пропускную способность данных, чем Интернет. Скорость передачи данных между двумя удаленными узлами сравнима со скоростью передачи данных внутри локальной сети.

Инфраструктуру для MAN предоставляют международные сетевые операторы. В качестве сети Metropolitan Area Network проводные города могут быть объединены на национальном уровне в глобальные сети (WAN) и на международном уровне в глобальные сети (GAN).

В Metro Ethernet для MAN имеется специальная технология передачи данных, которая может использоваться для построения мощных сетей Metro Ethernet (MEN) на базе Carrier Ethernet (CE 1.0) или Carrier Ethernet 2.0 (CE 2.0).

Стандарт для более крупных региональных радиосетей, известных как Wireless Metropolitan Area Networks (WMAN), был разработан в стандарте IEEE 802.16. Эта технология, известная как WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), позволяет создавать точки доступа WiFi. Это несколько точек доступа WiFi, работающих вместе в разных местах. Современный стандарт передачи данных DSL технически доступен только там, где проложены медные кабели.

В то время как городские сети соединяют районы, расположенные рядом друг с другом в сельских или городских районах, глобальные сети (WAN) распространяются на большие географические территории, такие как страны или континенты. Количество локальных сетей или отдельных компьютеров, подключенных к глобальной сети, в принципе неограниченно.

Если локальные и глобальные сети могут быть реализованы благодаря их географической близости к компьютерам и сетям на базе Ethernet, которые должны быть соединены, то используются такие технологии, как IP/MPLS (Multiprotocol Label Switching), PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), SDH (Synchronous Digital Hierarchy), SONET (Synchronous Optical Network), ATM (Asynchronous Transfer Mode) и иногда устаревший X.25.

Глобальные вычислительные сети обычно принадлежат организации или компании и эксплуатируются частным образом или арендуются. Кроме того, поставщики интернет-услуг используют глобальные сети для подключения локальных сетей компаний и потребителей к интернету.

SilverStar — образец сетевой диаграммы через Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Глобальная сеть, такая как Интернет, называется глобальной вычислительной сетью (GAN). Однако интернет — не единственная компьютерная сеть такого рода. Международные компании также поддерживают локальные сети, которые состоят из нескольких глобальных сетей и соединяют компьютеры компании по всему миру. Глобальные сети используют оптоволоконную инфраструктуру глобальных сетей и объединяют их с международными подводными кабелями или спутниковыми передачами.

Виртуальная частная сеть (VPN) — это виртуальная коммуникационная сеть, которая использует инфраструктуру физической сети для логического соединения компьютерных систем. Это может быть любой из представленных выше типов сетей, однако наиболее распространенной транспортной средой является Интернет. Он соединяет почти все компьютеры по всему миру и доступен бесплатно, в отличие от частных сетей MAN или WAN. Передача данных происходит в виртуальном туннеле, который строится между VPN-клиентом и VPN-сервером.

Если в качестве транспортной среды используется сеть общего пользования, виртуальные частные сети обычно шифруются, чтобы обеспечить конфиденциальность данных. VPN используются для соединения локальных сетей через Интернет или для обеспечения удаленного доступа к сети или отдельному компьютеру через публичное соединение.

Источник: https://privacycanada.net