Компьютерная  сеть

Компьютерная  сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи двух или более компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов или электромагнитного излучения.

Классификация.

По  размеру, охваченной территории.

• Персональная сеть (англ. Personal Area Network) — это сеть, построенная «вокруг» человека. Данные сети призваны объединять все персональные электронные устройства пользователя (телефоны, карманные персональные компьютеры, смартфоны, ноутбуки, гарнитуры и.т.п.). К стандартам таких сетей в настоящее время относят Bluetooth, Zigbee, Пиконет. Параметры PAN:

1. Малое число абонентов

2. Некритичность к наработке на отказ.
3. Все устройства входящую в PAN-сеть можно контролировать.
1. Узкий радиус действия (100 футов (30 метров))
2. Сеть должна поддерживать до 8 участников.

 

В силу того, что  малое число абонентов - нет арбитража среды, то есть кто и как может работать с этой сетью никак не контролируется.

• Лока́льная вычисли́тельная сеть (ЛВС, локальная сеть; (англ. Local Area Network, LAN) — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояние более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такое расстояние, подобные сети относят к локальным.
• Городская вычислительная сеть (metropolitan area network, MAN) — объединяет компьютеры в пределах города. Самым простым примером городской сети является система кабельного телевидения. Она стала правопреемником обычных антенных сетей в тех местах, где по тем или иным причинам качество эфира было слишком низким. Общая антенна в этих системах устанавливалась на вершине какого-нибудь холма, и сигнал передавался в дома абонентов.

 

Когда Интернет стал привлекать к себе массовую аудиторию, операторы кабельного телевидения поняли, что, внеся небольшие изменения в систему, можно сделать так, чтобы по тем же каналам в неиспользуемой части спектра передавались (причём в обе стороны) цифровые данные. С этого момента кабельное телевидение стало постепенно превращаться в MAN. 

MAN — это не  только кабельное телевидение.  Недавние разработки, связанные  с высокоскоростным беспроводным  доступом в Интернет, привели  к созданию других MAN, которые  описаны в стандарте IEEE 802.16, который  описывает широкополосные беспроводные  ЛВС. 

MAN (Metropolitan Area Network) — опорная сеть провайдера. То есть точки, связанные скоростными каналами. Расстояние — от 1 до 10 км. Это ещё не WAN, но точно MAN-решения.

• Глобальная вычислительная сеть, ГВС (англ. Wide Area Network, WAN) представляет собой компьютерную сеть, охватывающую большие территории и включающую в себя десятки и сотни тысяч компьютеров.

 

ГВС служат для  объединения разрозненных сетей  так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли  взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети. Лучшим примером ГВС является Интернет, но существуют и другие сети, например FidoNet. 

Некоторые ГВС  построены исключительно для  частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных  ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГВС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом концентратор связывается с остальными частями ГВС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

По  типу функционального  взаимодействия.

• Клиент-сервер (англ. Client-server) — сетевая архитектура, в которой устройства являются либо клиентами, либо серверами. Клиентом (front end) является запрашивающая машина (обычно ПК), сервером (back end) — машина, которая отвечает на запрос. Оба термина (клиент и сервер) могут применяться как к физическим устройствам, так и к программному обеспечению.
• Сеть из точки в точку — простейший вид компьютерной сети, при котором два компьютера соединяются между собой напрямую через коммуникационное оборудование. Достоинством такого вида соединения является простота и дешевизна, недостатком — соединить таким образом можно только 2 компьютера и не больше.

 

Часто используется когда необходимо быстро передать информацию с одного компьютера, например, ноутбука, на другой.

• Одноранговые, децентрализованные или пиринговые (от англ. peer-to-peer, P2P — точка-точка) сети — это компьютерные сети, основанные на равноправии участников. В таких сетях отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов.Так сказать "С глазу на глаз".

По  типу сетевой топологии.

• Шина, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.
• Звезда — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило "дерево").
• Кольцо — базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть.
• Смешанная топология — топология преобладающая в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связаные фрагменты (подсети), имеющие типовою топологию, поэтому их называют сетями со смешаной топологией.
• Полносвязная топология — топология компьютерной сети , в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным. Этот вариант является громоздким и неэффективным, несмотря на свою логическую простоту. Для каждой пары должна быть выделена независимая линия, каждый компьютер должен иметь столько коммуникационных портов сколько компьютеров в сети. По этим причинам сеть может иметь только сравнительно небольшие конечные размеры. Чаще всего эта топология используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при малом количестве рабочих станций.

По  функциональному  назначению.

• Сеть хранения данных (СХД)) (англ. Storage Area Network) (SAN) — представляет собой архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таких как дисковые массивы, ленточные библиотеки, оптические накопители к серверам таким образом, чтобы операционная система распознала подключённые ресурсы, как локальные. Несмотря на то, что стоимость и сложность таких систем постоянно падают, по состоянию на 2007 год сети хранения данных остаются редкостью за пределами больших предприятий.
• Серверная ферма — это ассоциация серверов, соединенных сетью передачи данных и работающих как единое целое. Один из видов серверной фермы определяет метакомпьютерная обработка. Во всех случаях рассматриваемая ферма обеспечивает распределенную обработку данных. Она осуществляется в распределенной среде обработки данных. Серверная ферма является ядром крупного центра обработки данных.

SOHO (от англ. Small Office, Home Office) — название сегмента  рынка электроники, предназначенного  для домашнего использования.  Как правило характеризует устройства  не предназначенные для производственных  нагрузок и довольно хорошо  переживающие длительные периоды бездействия. 

• Сеть SOHO — локальная компьютерная сеть. Сеть обычно представлена одним кабинетом или комнатой. В сети используются сетевые коммутаторы Ethernet или повторители и кабель 5-той категории, или беспроводная сеть Wi-Fi.

Сеть позволяет использовать ресурсы всех компьютеров для передачи/хранения данных, а так же получать доступ в сеть Интернет через один из компьютеров или сетевой шлюз. В сети SOHO можно использовать сервер для контроля доступа к сети, общего хранилища данных, а также разделять права пользователей.

Сетевой протокол.

Сетевой протокол - набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами.

Разные протоколы  зачастую описывают лишь разные стороны  одного типа связи; взятые вместе, они образуют стек протоколов. Названия «протокол» и «стек протоколов» также указывают на программное обеспечение, которым реализуется протокол.

Новые протоколы  для Интернета определяются IETF, а  прочие протоколы — IEEE или ISO. ITU-T занимается телекоммуникационными протоколами и форматами.

Наиболее распространённой системой классификации сетевых  протоколов является так называемая модель OSI, в соответствии с которой  протоколы делятся на 7 уровней  по своему назначению — от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (API для передачи информации приложениями).

Некоторые сетевые  протоколы:

• Физический уровень (ISDN, RS-232, RS-485, EIA-422).

Канальный уровень (Ethernet, Token ring, FDDI, HDLC, GVRP, PPP, PPTP, L2TP, ATM, xDSL).

• Сетевой уровень (ICMP, IPv4, IPv6, IPX).
• Транспортный уровень (SPX, TCP, UDP (Unreliable/User Datagram Protocol), SCTP, RDP (Reliable Data Protocol), RUDP (Reliable User Datagram Protocol), RTCP).
• Сеансовый уровень (SSL).
• Уровень представления данных (ASN.1, XML-RPC, TDI, XDR, SNMP, FTP, Telnet, SMTP, NCP).

 

• Прикладной уровень (binkp, FTP, Finger, DNS, Gnutella, Gopher, HTTP, HTTPS, IMAP, IRC, XMPP, LDAP, NTP, NNTP, POP3, RDP (Remote Desktop Protocol), SSH, SMTP, Telnet, SNMP, SIP).

Протоколы передачи данных

Протоколы передачи данных — это набор соглашений, который определяет обмен данными между различными программами. Протоколы задают способы передачи сообщений и обработки ошибок в сети, а также позволяют разрабатывать стандарты, не привязанные к конкретной аппаратной платформе.

Протокол TCP/IP — это два протокола нижнего уровня, являющиеся основой связи в сети Интернет. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) разбивает передаваемую информацию на порции и нумерует все порции. С помощью протокола IP (Internet Protocol) все части передаются получателю. Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли части получены. При получении всех порций TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое. 

Наиболее известные протоколы, используемые в сети Интернет:

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) — это протокол передачи гипертекста. Протокол HTTP используется при пересылке Web-страниц с одного компьютера на другой.

FTP (File Transfer Protocol)- это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.

POP (Post Office Protocol) — это стандартный протокол почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол. который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.

UUCP (Unix to Unix Copy Protocol) — это ныне устаревший, но все еще применяемый протокол передачи данных, в том числе для электронной почты. Этот протокол предполагает использование пакетного способа передачи информации, при котором сначала устанавливается соединение клиент- сервер и передается пакет данных, а затем автономно происходит его обработка, просмотр или подготовка писем.

TELNET — это протокол удаленного доступа. TELNET дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ сети Интернет, как на своей собственной, то есть запускать программы, менять режим работы и т. д. На практике возможности лимитируются тем уровнем доступа, который задан администратором удаленной машины.