Типы компьютерных сетей и обзор архитектуры компьютерных систем

Типы компьютерных сетей и обзор архитектуры компьютерных систем

Под сетью мы подразумеваем любое количество независимых систем, которые связаны друг с другом таким образом, чтобы обеспечить обмен данными.

Системы, соединенные друг с другом, должны иметь физическое соединение, а также логику, которая создается через определенные сетевые протоколы, такие как TCP (протокол управления передачей). Соединение двух компьютеров достаточно, чтобы считаться сетью.

Сети сконфигурированы специфической целью - это может быть передача данных из одной системы в другую или создание общих ресурсов, таких как серверы, базы данных или принтеры. В зависимости от размера и диапазона компьютерной системы можно различать различные размеры сети . Среди наиболее важных типов сетей:

  • Персональная сеть (PAN)

  • Локальная сеть (LAN)

  • Столичная зона (MAN)

  • Глобальная сеть (WAN)

  • Глобальная зональная сеть (GAN)

Физическое соединение, которое лежит в основе этих типов сетей, может быть реализовано кабелем или радиоволнами (радиотехника). Часто физические сети связи устанавливают необходимые условия для нескольких сетей логических соединений, так называемых виртуальных частных сетей (VPN).

Каждый тип сети был разработан для конкретных секторов использования, основан на разных методах и стандартах и ​​поэтому имеет разные преимущества и ограничения.

Персональная сеть (PAN)

Современные устройства, такие как смартфоны, планшеты, ноутбуки или настольные компьютеры, могут быть подключены к сети ad hoc, для обеспечения обмена данными. Когда соединение подключено, это называется Личной сетью (PAN). В этом случае наиболее распространенными способами передачи являются USB или FireWire.

Беспроводный вариант персональной сети (WPAN) основан на таких технологиях, как Bluetooth, беспроводной USB, Insteon, IrDA, ZigBee или Z-Wave. Беспроводная персональная сеть, работающая через Bluetooth, называется пикосети . Соединения PAN и WPAN обычно расширяются на несколько метров и поэтому не подходят для подключения устройств в разных помещениях или в других зданиях.

Помимо связи между двумя терминалами, персональная сеть также позволяет подключаться к другим более крупным сетям. В этом случае мы говорим о восходящей линии связи . Из-за ограниченного диапазона и одинаково низкой скорости передачи данных сети PAN в основном используются для подключения периферийных устройств в области хобби и развлечений. Типичными примерами являются беспроводные наушники, игровые консоли и цифровые камеры. В сети Интернета (IoT) сети WPAN используются для функций управления и мониторинга с низкой скоростью передачи данных. Протоколы, такие как Insteon, Z-Wave и ZigBee, были разработаны специально для умных домов и домашней автоматизации.

Локальная сеть (LAN)

Типы компьютерных сетей Lan

Обычно несколько компьютеров соединены вместе в одной сети через локальную сеть (LAN). Локальная сеть этого типа может подключать два компьютера в частном доме, а также подключать к ней тысячи устройств. Даже сети государственных учреждений, таких как административные здания, школы или университеты, реализуются через ЛВС. Широко используемым стандартом для локальных сетей с кабельным подключением является Ethernet. Протоколы для локальных сетей, таких как ARCNET, FDDI и Token Ring, менее используются и явно устарели. Передача данных осуществляется электронным способом через медные или волоконно-оптические кабели.

Если в локальной сети подключено более двух компьютеров, необходимы дополнительные сетевые компоненты, такие как концентраторы, мосты и коммутаторы, которые действуют как соединяющие элементы и узлы подключения. ЛВС была разработана для быстрой передачи больших объемов данных. В зависимости от структуры сети и используемой среды передачи, передача данных по ЛВС обычно составляет от 10 до 1000 Мбит/с. Сетевые сети позволяют легко обмениваться информацией между различными устройствами, подключенными друг к другу в сети. Обычно в компаниях через локальную сеть файловые серверы, принтеры или программы становятся доступными для нескольких компьютеров.

Когда локальная сеть создается радиоволнами, она называется беспроводной локальной сетью (WLAN). Технические основы стандартов WLAN определены в стандарте IEEE 802.11. Беспроводные локальные сети предлагают возможность удобного подключения устройств к вашей домашней или корпоративной сети и совместимы с сетями LAN, подключенными через кабель Ethernet. Однако передача данных остается ниже, чем у Ethernet-соединения.

Объем сети LAN зависит от стандарта и используемых средств передачи, однако можно увеличить его через ретранслятор ( повторитель ). С помощью Gigabit Ethernet через оптоволокно можно достичь диапазона в несколько километров. Однако локальные сети редко выходят за пределы комплекса зданий. Более географически закрытые локальные сети могут быть подключены к более крупным сетям под названием « Метрополитен» (MAN) или глобальной сети (WAN).

Столичная зона (MAN)

Сеть Metropolitan Area (MAN), который по - итальянски можно перевести как беспроводной городской сети, определяется как сеть широкополосной связи, подключения географически близлежащих локальных сетей. Обычно это отдельные филиалы компании, которые подключены к MAN через аренду выделенных линий . Для этого используются эффективные маршрутизаторы и высокопроизводительные волоконно-оптические соединения, которые обеспечивают большую передачу данных, чем Интернет. Скорость передачи между двумя удаленными узлами сопоставима с внутренней связью локальной сети.

Инфраструктура сетей MAN предоставляется поставщиками, работающими на международном уровне. Города с проводкой MAN также подключаются к надрегиональным сетям, называемым глобальной сетью (WAN) , и международным сетям , которые называются Глобальной сетевой сетью (GAN).

С помощью Ethernet-измерителя , использующего технологию Carrier Ethernet (CE 1.0) или Carrier Ethernet 2.0 (CE 2.0), появилась специальная технология передачи для MAN, с помощью которой создается так называемый Metropolitan Ethernet Сеть (MEN) , высокая производительность.

Благодаря стандартам IEEE 802.16 беспроводная городская сеть (WMAN) также регулировалась для крупных региональных радиосетей, и благодаря известной технологии, известной как WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), можно создать так называемый WiFi Hotspot. Точки доступа Wi-Fi определяются как точки доступа WiFi в разных частях города. Помимо предоставления возможности подключения к Интернету в обширных районах города, WMAN также предлагают эффективное подключение к Интернету потенциальным клиентам в регионах с отсутствием инфраструктуры. Фактически, передача DSL технически связана с подключением медных кабелей; там, где их нет, соединение через DSL невозможно.

Глобальная сеть (WAN)

В то время как столичные территориальные сети связывают точки друг с другом в сельских районах или крупных городах, глобальные сети (WAN) распространяются на более широкую территорию, такую ​​как целые страны и континенты. Число локальных сетей или отдельных компьютеров, которые могут быть подключены к одной глобальной сети, теоретически неограниченно.

Хотя сети LAN и MAN реализованы через кабели Ethernet из-за географической близости подключаемых устройств, WAN использует различные методы, такие как IP / MPLS (многопротокольная коммутация меток), PDH (плексиохронная цифровая иерархия), SDH (синхронный цифровой Иерархия), SONET (синхронная оптическая сеть), ATM (режим асинхронной передачи) и редко все еще устаревший X.25.

Широкополосные сети в основном принадлежат определенной организации или компании и управляются в частном порядке или сдаются в аренду . Кроме того, провайдеры интернет-услуг (ISP) используют WAN для подключения корпоративных сетей и конечных пользователей к Интернету.

Глобальная зональная сеть (GAN)

Универсальная сеть, которая является Интернетом определяется как Globe Area Network (GAN). Однако такая сеть, как Интернет, не единственная в своем роде. Есть компании, которые управляют закрытыми сетями, которые включают в себя несколько WAN, и поэтому они могут подключать свои компьютеры по всему миру. GAN используют волоконно-оптические WAN-инфраструктуры и подключают их через международные подводные кабели или спутниковые передачи.

Виртуальная частная сеть (VPN)

Virtual Private Network (VPN)  представляет собой виртуальную сеть связи с использованием инфраструктуры физической сети, для подключения системы в аналоговой форме. Однако это может быть любая из сетей, описанных выше. Обычно это сеть, использующая Интернет как средство транспорта , соединяющая почти все компьютеры по всему миру и доступные бесплатно, в отличие от MAN или WAN, которые находятся в частной собственности. Передача данных осуществляется через виртуальный туннель, который служит для установления соединения между VPN-клиентом и VPN-сервером.

Для обеспечения конфиденциальности данных виртуальные частные сети обычно шифруются . Цель использования VPN - это, как правило, подключение нескольких локальных сетей в Интернете или разрешение удаленного доступа к сети или одному компьютеру через общедоступное соединение.

 

Новости в области цифровых технологий

Цифровые технологии развиваются в неумолимой гонке со временем и против самих себя. За несколько десятилетий произошла полная цифровизация всех аспектов жизни : невозможно вести нормальную жизнь, если у вас нет компьютера или смартфона. Банковские счета, пенсии, текущие счета, налоги, школьные взносы, официальные сообщения, участие в открытых тендерах: вы обязательно должны быть знакомы с новыми технологиями.