Компьютерные сети — это основная часть окружающего нас цифрового мира. Можно сказать, три кита, на которых все держится. Они позволяют пользователям производить обмен информацией. Разбираемся, что же такое компьютерные сети и для чего они нужна
Что такое компьютерная сеть
Компьютерная сеть простыми словами — это соединенные между собой компьютеры и другие девайсы, обменивающиеся за счет этого данными. Сети могут быть созданы в конкретно взятом помещении (локальные сети), районе, городе или окутывать мир целиком (глобальные сети).
Для чего же нужна компьютерная сеть
1.Обмен данными
Сети дают возможность обмениваться информацией. Какой? Например, файлами, документами, мемами, роликами, то есть мультимедийным контентом, и прочими данными. Это значительно упрощает работу пользователей над конкретными проектами и делает доступными ресурсы для сотрудничества.
2. Ресурсы
Сети делают возможным совместное использование общих перифирийных ресурсов: сканеров, принтеров, серверов и так далее. Это уменьшает издержки и повышает эффективность оборудования.
3. Коммуникации
Компьютерные сети дают доступ к таким коммуникационным средствам, как электронная почта, видеоконференции, голосовая связь и др.
4. Интернет
Глобальные компьютерные сети — это основа обмена информацией, предоставляющая возможность общения миллиардам пользователей.
Как называлась первая компьютерная сеть
Первая компьютерная сеть называлась ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network). Она была создана в конце 1960-х годов и представляла собой экспериментальный проект, разработанный по заказу агентства DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) США. Разрабатывая ARPANET, специалисты агентства стремились обеспечить связь между университетами и научными учреждениями, финансируемыми DARPA.
В основу ARPANET была положена концепция пакетной передачи данных, это когда информация разбивается на небольшие части — «пакеты» и передается посредством различных узлов сети. Кстати, именно эта концепция стала базой для развития современных интернет-технологий.
Днем рождения ARPANET считается 9 октября 1969 года. Именно в этот день в Лос-Анджелесе была установлена связь между компьютером в университете UCLA и компьютерами военных лабораторий в Стэнфорде. Таким образом была успешно протестирована передача данных между удаленными друг от друга компьютерами. Впоследствии этот эксперимент перерос в такое явление, как интернет.
Именно ARPANET впервые внедрила в практику ключевые технологии, применяющиеся до сих пор. Например, TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) и доменная система имен, ставшая основой для URL-адресов.
Основные виды компьютерных сетей
Локальная сеть (LAN) применяется для подключения электронных девайсов внутри одного здания или небольшой территории. С ее помощью можно осуществлять обмен файлами, а также подключаться к интернету и другим ресурсам.
Глобальная сеть (GAN) покрывает большие территории величиной со страны. Самый известный пример глобальной сети — это всем хорошо известный интернет. GAN связывает в единый пучок LAN из разных частей мира, обеспечивая тем самым связь с такими ресурсами, как сайты, онлайн-сервисы, социальные сети и так далее.
Беспроводная сеть (Wi-Fi) подключает устройства к интернету без проводов
Виртуальная частная сеть (VPN) работает поверх общественных сетей и за счет зашифрованных соединений дает возможность пользователям безопасно обмениваться данными.
Общедоступная сеть (PAN) соединяет компьютеры, смартфоны, а также планшеты и другие периферийные девайсы, внутри отдельного жилья.
Принципы построения компьютерных сетей
Кольцевая топология сети — это метод построения сети, при котором компьютеры соединены в кольцевую цепь, где каждый компьютер соединен с двумя соседними. Кольцевая топология обеспечивает высокую скорость передачи данных, поскольку они проходят от компьютера к компьютеру по кольцу. Однако в случае выхода из строя или обрыва соединения одного компьютера, вся сеть прерывается.
Линейная топология предполагает, что компьютеры соединены последовательно друг за другом. Это простая и недорогая топология, но при этом она имеет и существенный недостаток: если один компьютер выходит из строя, все компьютеры, подключенные за ним, неизбежно теряют связь.
Звездообразная топология стала одной из самых распространенных. Она позволяет соединить все компьютеры с центральным устройством, так называемым коммутатором. Одно из преимуществ такой топологии — возможность централизованной масштабируемости устройств.
Смешанная (гибридная) топология, как несложно догадаться, состоит из комбинации различных типов топологий. Например, в сети может сочетаться звездообразная топология в отдельных отделах, соединяемая через маршрутизатор в кольцевую топологию.
Компоненты компьютерной сети
Функционирование компьютерных сетей осуществляется за счет определенных компонентов.
1.Коммутатор (Switch)
Коммутатор представляет собой устройство, соединяющее устройства. В результате становится возможной передача данных с высокой пропускной способностью и низким уровнем задержки.
2. Маршрутизатор (Router)
Маршрутизатор непосредственно обеспечивает соединение между сетями и устройствами, а также определяет наилучший путь для передачи данных от отправителя к получателю.
3. Сетевой кабель
Служит для физического соединения устройств, состоящих в сети. Есть несколько видов сетевых кабелей:
- витая пара (Ethernet кабель),
- оптоволокно
- коаксиальный кабель.
4. Сетевая карта (Network Interface Card, NIC)
Это аппаратное устройство, которое устанавливается в компьютеры для их подключения к сети. Она обеспечивает связь между компьютером и сетью, а также позволяет передавать и принимать данные.
5. Протоколы
Протоколы представляют собой набор правил и стандартов, определяющих способы передачи данных в компьютерных сетях. Наиболее распространенные протоколы:
- TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol),
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol),
- FTP (File Transfer Protocol) и другие.
6. Брандмауэр (Firewall)
Брандмауэр — это компонент, основная функция которого обеспечивать безопасность сети. Это достигается за счет контроля входящего и исходящего трафика. Брандмауэр может блокировать нежелательные соединения и защищать сеть от вредоносных атак.
Есть еще серверы, повторители (репитеры), мосты (bridges), шлюзы (gateways), медиаконвертеры. Каждый компонент играет свою уникальную роль в обеспечении связи и обмена данными в компьютерной сети.