computer networking tutorial
Компютърни мрежи: Най-доброто ръководство за основите на компютърната мрежа и мрежовите концепции
Компютрите и Интернет са променили този свят и нашия начин на живот през последните няколко десетилетия.
Преди няколко десетилетия, когато искахме да осъществим разговор на междуселищния багаж с някого, тогава трябваше да преминем през поредица от досадни процедури, за да го осъществим.
Междувременно би било много скъпо както по отношение на времето, така и като пари. Нещата обаче се промениха с течение на времето, тъй като сега бяха въведени усъвършенствани технологии. Днес трябва само да докоснем малък бутон и в рамките на част от секундата можем да осъществим обаждане, да изпратим текстово или видео съобщение, много лесно с помощта на смартфони, интернет и компютри.
Основният фактор, който се крие зад тази модерна технология, е не друг, а Компютърни мрежи. Това е набор от възли, свързани чрез медийна връзка. Възел може да бъде всяко устройство като модем, принтер или компютър, което трябва да има способността да изпраща или получава данни, генерирани от другите възли по мрежата.
Списък с уроци по поредица Компютърни мрежи:
По-долу е посочен списъкът с всички мрежови уроци от тази поредица за справка.
Нека започнем с първия урок от тази поредица.
Какво ще научите:
- Въведение в компютърните мрежи
Въведение в компютърните мрежи
Компютърната мрежа е основно цифрова телекомуникационна мрежа, която позволява на възлите да разпределят ресурси. Компютърната мрежа трябва да бъде набор от два или повече от два компютъра, принтери и възли, които ще предават или получават данни чрез жични носители като меден кабел или оптичен кабел или безжични носители като WiFi.
Най-добротоПримерна компютърна мрежа е Интернет.
Компютърна мрежа не означава система, която има единичен блок за управление, свързан с другите системи, които се държат като нейни роби.
Освен това той трябва да може да отговаря на определени критерии, както е посочено по-долу:
- производителност
- Надеждност
- Сигурност
Нека обсъдим тези три подробно.
# 1) Изпълнение:
Ефективността на мрежата може да бъде изчислена чрез измерване на времето за преминаване и времето за реакция, което се определя, както следва:
- Транзитно време: Времето, необходимо на данните за пътуване от една източна точка до друга дестинация.
- Време за реакция: Това е времето, което е изтекло между заявката и отговора.
# 2) Надеждност:
Надеждността се проверява чрез измерване на мрежови повреди. Колкото по-голям е броят на повредите, толкова по-малка ще бъде надеждността.
# 3) Сигурност:
Сигурността се определя като начина, по който нашите данни са защитени от нежелани потребители.
Когато данните протичат в мрежа, те преминават през различни мрежови слоеве. Следователно, данните могат да изтекат от нежелани потребители, ако бъдат проследени. По този начин сигурността на данните е най-важната част от компютърните мрежи.
Добрата мрежа е тази, която е силно защитена, ефективна и лесна за достъп, така че човек може лесно да споделя данни в една и съща мрежа без никакви вратички.
Основен комуникационен модел
Компоненти на комуникацията на данни:
- Съобщение: Информацията трябва да бъде доставена.
- Подател: Изпращачът е лицето, което изпраща съобщението.
- Приемник: Получател е човекът, на когото се изпраща съобщението.
- Средно: Това е носителят, чрез който се изпраща съобщението. Например , Модем.
- Протокол: Това са набор от правила, които управляват предаването на данни.
Други аспекти на компютърните мрежи:
Той поддържа всички видове данни и съобщения, които могат да бъдат под формата на глас, видео или текст.
Това е много бързо и отнема само част от секундата за комуникация на данни. Това е силно защитена среда за комуникация, много нежелана по отношение на разходите и изключително ефективна и по този начин е лесна за достъп.
Необходимост от компютърни мрежи
По-долу са изброени различните нужди:
- Комуникация между един компютър с друг компютър.
- Обмен на данни между различни потребители на една и съща платформа.
- Обмен на скъп софтуер и база данни.
- Споделяне на информация над ВАН .
- Използва се за споделяне на хардуерни устройства, както и софтуер като принтери, модеми, концентратори и др.
Използване на компютърни мрежи
Нека да разгледаме някои примери за компютърни мрежи както в ежедневието, така и за бизнес цели, а също така ще видим как това ще донесе революция в тези области.
# 1) Споделяне на ресурси : единствената цел е да направим цялото софтуерно и хардуерно оборудване, особено принтерите и комутаторите, достъпни за всеки в мрежата, независимо от физическото местоположение на подателя или получателя.
# 2) Модел на сървър-клиент : Представете си модел, при който данните на фирмата се съхраняват на някакъв интелигентен компютър, който е силно защитен със защитни стени и се намира в офиса на компанията. Сега служител на фирмата трябва да има достъп до данни дистанционно с простия си работен плот.
В този модел работният плот на служителя ще бъде клиентът, а компютърът, разположен в офиса, ще бъде сървърът.
# 3) Комуникационна среда : Компютърната мрежа осигурява силна настройка на комуникационния носител сред служителите в офиса.
Почти всяка компания (която има два или повече компютъра) ще използва функционалност за електронна поща (електронна поща), която всички служители обикновено използват за голяма търговия на ежедневна комуникация.
# 4) Електронна търговия: В днешно време пазаруването онлайн, като седите в уюта на нашия дом, е в тенденция.
Правенето на бизнес с потребителите през интернет е много удобно и спестява време. Авиокомпаниите, книжарниците, онлайн пазаруването, хотелските резервации, онлайн търговията и доставчиците на музика смятат, че клиентите харесват лекотата на пазаруване от вкъщи.
Най-популярните форми на електронна търговия са изброени на фигурата по-долу:
Етикет и пълно име | Пример |
---|---|
B-2-C Бизнес за потребителя | Поръчка на мобилен телефон онлайн |
B-2-B Бизнес към бизнес | Производител на велосипеди, поръчващи гуми от доставчици |
C-2-C потребител на потребител | Търговия / търг втора ръка онлайн |
G-2-C правителство към потребителя | Правителство, подаващо електронно подаване на декларация за данък върху дохода |
P-2-P peer to peer | Споделяне на обект / файл |
Видове мрежови топологии
Различните видове мрежови топологии са обяснени по-долу с изобразително представяне за вашето лесно разбиране.
# 1) Топология на BUS:
В тази топология всяко мрежово устройство е свързано към един кабел и то предава данни само в една посока.
Предимства:
- Рентабилен
- Може да се използва в малки мрежи.
- Лесно е да се разбере.
- Необходим е много по-малко кабел в сравнение с другите топологии.
Недостатъци:
- Ако кабелът се повреди, цялата мрежа ще се провали.
- Бавна работа.
- Кабелът има ограничена дължина.
# 2) Топология на RING:
В тази топология всеки компютър е свързан с друг компютър под формата на пръстен с последния компютър, свързан с първия.
Всяко устройство ще има двама съседи. Потокът от данни в тази топология е еднопосочен, но може да бъде направен двупосочен, като се използва двойната връзка между всеки възел, която се нарича двойна топология на пръстена.
c ++ недефинирана препратка към функцията в заглавния файл
При двойна топология на пръстена два пръстена работят в основната и защитна връзка, така че ако една връзка се провали, данните ще преминат през другата връзка и ще поддържат мрежата жива, като по този начин осигуряват самолечеща архитектура.
Предимства:
- Лесен за инсталиране и разширяване.
- Може лесно да се използва за предаване на огромни данни за трафика.
Недостатъци:
- Неизправността на един възел ще повлияе на цялата мрежа.
- Отстраняването на проблеми е трудно в топологията на пръстена.
# 3) ЗВЕЗДНА топология:
При този тип топология всички възли са свързани към едно мрежово устройство чрез кабел.
Мрежовото устройство може да бъде концентратор, комутатор или рутер, който ще бъде централен възел и всички останали възли ще бъдат свързани с този централен възел. Всеки възел има своя специална свързаност с централния възел. Централният възел може да се държи като ретранслатор и може да се използва с OFC, усукан проводник и т.н.
Предимства:
- Подобрението на централен възел може да се направи лесно.
- Ако един възел се провали, това няма да повлияе на цялата мрежа и мрежата ще работи безпроблемно.
- Отстраняването на неизправности е лесно.
- Лесен за работа.
Недостатъци:
- Висока цена.
- Ако централният възел се повреди, тогава цялата мрежа ще бъде прекъсната, тъй като всички възли са зависими от централния.
- Производителността на мрежата се основава на производителността и капацитета на централния възел.
# 4) MESH топология:
Всеки възел е свързан с друг с топология от точка до точка и всеки възел е свързан помежду си.
Има две техники за предаване на данни през топологията на окото. Единият маршрутизира, а другият наводнява. В техниката на маршрутизация възлите следват логика на маршрутизиране според мрежата, необходима за насочване на данните от източника към местоназначението, използвайки най-краткия път.
В техниката на наводняване същите данни се предават на всички възли на мрежата, поради което не се изисква логика на маршрутизиране. Мрежата е стабилна в случай на наводнение и е трудно да се загубят данни, но това води до нежелано натоварване в мрежата.
Предимства :
- Той е здрав.
- Грешката може лесно да бъде открита.
- Много сигурно
Недостатъци :
- Много скъпо.
- Инсталирането и конфигурирането са трудни.
# 5) ДЪРВЕ Топология:
Той има корен възел и всички подвъзли са свързани към кореновия възел под формата на дървото, като по този начин правят йерархия. Обикновено той има три нива на йерархия и може да бъде разширен според нуждите на мрежата.
Предимства :
- Откриването на неизправности е лесно.
- Може да разширява мрежата, когато е необходимо според изискването.
- Лесна поддръжка.
Недостатъци :
- Висока цена.
- Когато се използва за WAN, е трудно да се поддържа.
Режими на предаване в компютърни мрежи
Това е методът за предаване на данните между два възела, свързани през мрежа.
Има три вида режими на предаване, които са обяснени по-долу:
# 1) Симплекс режим:
В този тип режим данните могат да се изпращат само в една посока. Следователно режимът на комуникация е еднопосочен. Тук можем просто да изпращаме данни и не можем да очакваме да получим отговор на тях.
масив от обекти в Java примерна програма
Пример : Високоговорители, процесор, монитор, телевизионно излъчване и др.
# 2) Режим полудуплекс:
Режим полудуплекс означава, че данните могат да се предават и в двете посоки на една носеща честота, но не едновременно.
Пример : Уоки-токи - При това съобщението може да бъде изпратено и в двете посоки, но само една по една.
# 3) Пълен дуплекс режим:
Пълен дуплекс означава, че данните могат да бъдат изпратени едновременно в двете посоки.
Пример : Телефон - в който хората, които го използват, могат да говорят и слушат едновременно.
Средства за предаване в компютърни мрежи
Предавателната среда е носителят, чрез който ще обменяме данни под формата на глас / съобщение / видео между източника и точката на местоназначение.
Първият слой на OSI слоя, т.е. физическият слой играе важна роля за осигуряване на предавателния носител за изпращане на данни от подателя до получателя или обмен на данни от една точка до друга. По-нататък ще проучим това подробно за него.
В зависимост от факторите като типа мрежа, разходите и лекотата на инсталиране, условията на околната среда, нуждите на бизнеса и разстоянията между подателя и получателя, ние ще решим кой предавателен носител ще бъде подходящ за обмен на данни.
Видове предавателни носители:
# 1) Коаксиален кабел:
Коаксиалният кабел е основно два проводника, които са успоредни един на друг. Медта се използва главно в коаксиалния кабел като централен проводник и може да бъде под формата на плътна жица. Той е заобиколен от PVC инсталация, в която щитът има външна метална обвивка.
Външната част се използва като щит срещу шума, а също и като проводник, който завършва цялата верига. Най-външната част е пластмасов капак, който се използва за защита на цялостния кабел.
Използва се в аналоговите комуникационни системи, където една кабелна мрежа може да носи 10K гласови сигнали. Доставчиците на кабелна телевизия също широко използват коаксиалния кабел в цялата телевизионна мрежа.
# 2) Кабел с усукана двойка:
Това е най-популярната жична среда за предаване и се използва много широко. Той е евтин и е по-лесен за инсталиране от коаксиалните кабели.
Състои се от два проводника (обикновено се използва мед), всеки със собствена пластмасова изолация и усукан един с друг. Единият е заземен, а другият се използва за пренасяне на сигнали от подателя към получателя. За изпращане и получаване се използват отделни двойки.
Има два вида усукани двойки кабели, т.е. неекранирана усукана двойка и екранирана усукана двойка кабели. В телекомуникационните системи широко се използва съединителен кабел RJ 45, който е комбинация от 4 двойки кабели.
Той се използва в LAN комуникация и телефонни наземни връзки, тъй като има капацитет с висока честотна лента и осигурява високи връзки за данни и скорост на глас.
# 3) Оптичен кабел:
ДА СЕ оптичен кабел се състои от сърцевина, заобиколена от прозрачен облицовъчен материал с по-малък показател на отражение. Той използва свойствата на светлината за сигналите да се движат между тях. По този начин Светлината се задържа в сърцевината, използвайки метода на пълно вътрешно отражение, което кара влакното да действа като вълновод.
В многорежимното влакно има множество пътища за разпространение и влакната, използвани да имат по-широк диаметър на сърцевината. Този вид влакна се използва най-вече при вътрешно строителни решения.
Докато при едномодовите влакна има един път на разпространение и използваният диаметър на сърцевината е сравнително по-малък. Този тип влакна се използват в широкообхватни мрежи.
Оптичното влакно е гъвкаво и прозрачно влакно, което се състои от силициево стъкло или пластмаса. Оптичните влакна предават сигнали под формата на светлина между двата края на влакното, поради което позволяват предаване на по-големи разстояния и с по-висока честотна лента от коаксиалните и усуканите двойки кабели или електрически кабели.
Вместо метални проводници в това се използват влакна, поради което сигналът ще се движи с много по-малко загуба на сигнали от подателя към приемника и също така ще бъде имунизиран срещу електромагнитни смущения. По този начин неговата ефективност и надеждност са много високи, а освен това е много лек.
Поради горните свойства на оптичните кабели, те са за предпочитане пред електрическите проводници за комуникации на дълги разстояния. Единственият недостатък на OFC е високата му цена на инсталиране и поддръжката му също е много трудна.
Безжична комуникационна медия
Досега сме изучавали жичните комуникационни режими, в които сме използвали проводници или направлявани носители за комуникация, за да пренасяме сигнали от източника до местоназначението и сме използвали стъклен или меден проводник като физически носител за комуникационни цели.
Носителят, който пренася електромагнитните сигнали, без да използва какъвто и да е физически носител, се нарича безжичен комуникационен носител или неуправляван носител за предаване. Сигналите се излъчват по въздуха и са достъпни за всеки, който има способността да го получи.
Честотата, използвана за безжична комуникация, е от 3KHz до 900THz.
Можем да категоризираме безжичната комуникация по 3 начина, както е споменато по-долу:
# 1) Радио вълни:
Сигналите, които имат честота на предаване от 3KHz до 1 GHz, се наричат радиовълни.
Те са еднопосочни, тъй като когато антената предава сигналите, тя ще я изпраща във всички посоки, което означава, че изпращащата и приемащата антена не трябва да бъдат подравнени една с друга. Ако някой изпрати радиовълнови сигнали, тогава всяка антена с приемни свойства може да го получи.
Недостатъкът му е, че тъй като сигналите се предават чрез радиовълни, той може да бъде прихванат от всеки, поради което не е подходящ за изпращане на класифицирани важни данни, но може да се използва за целта, когато има само един подател и много приемници.
Пример: Използва се в AM, FM радио, телевизия и пейджинг.
# 2) Микровълни:
Сигналите, които имат честота на предаване, варираща от 1GHz до 300GHz, се наричат микровълни.
Това са еднопосочни вълни, което означава, че когато сигналът се предава между изпращащата и приемната антена, и двете трябва да бъдат подравнени. Микровълните имат по-малко проблеми със смущенията, отколкото радиовълновата комуникация, тъй като изпращащата и приемната антена са подравнени една в друга в двата края.
Разпространението на микровълни е режим на комуникация с пряко видимост и кулите с монтирани антени трябва да са в пряката видимост, следователно височината на кулата трябва да бъде много висока за правилната комуникация. Два типа антени се използват за микровълнова комуникация, т.е. Параболично ястие и рог .
Микровълните са полезни в една към една комуникационни системи поради своите еднопосочни свойства. По този начин той се използва много широко в сателитната и безжичната LAN комуникация.
Може да се използва и за далекосъобщения на дълги разстояния, тъй като микровълните могат да пренасят 1000 гласови данни в същия интервал от време.
Има два вида микровълнова комуникация:
- Наземна микровълнова фурна
- Сателитна микровълнова фурна
Единственият недостатък на микровълновата печка е, че тя е много скъпа.
# 3) Инфрачервени вълни:
Сигналите, които имат честота на предаване, варираща от 300GHz до 400THz, се наричат Инфрачервени вълни.
Може да се използва за комуникация на къси разстояния, тъй като инфрачервената връзка с високи честоти не може да проникне в стаите и по този начин предотвратява смущенията между едно устройство на друго.
Пример : Използване на инфрачервено дистанционно управление от съседите.
Заключение
Чрез този урок изучихме основните градивни елементи на компютърната мрежа и нейното значение в днешния цифров свят.
Тук също са обяснени различните видове носители, топология и режими на предаване, използвани за свързване на различните видове възли в мрежата. Видяхме също как компютърните мрежи се използват за изграждане на мрежи в рамките на сградата, междуградски мрежи и световна мрежа, т.е. интернет.
Препоръчително четене
- 7 слоя от модела OSI (Пълно ръководство)
- TCP / IP модел с различни слоеве
- Пълно ръководство за защитна стена: Как да изградим сигурна мрежова система
- Всичко за рутерите: Видове рутери, маршрутизираща таблица и IP маршрутизация
- Всичко за превключвателите на слой 2 и слой 3 в мрежовата система
- Ръководство за маска на подмрежата (подмрежа) и калкулатор на подмрежи IP
- LAN срещу WAN срещу MAN: Точна разлика между видовете мрежи
- Какво е Wide Area Network (WAN): Примери за WAN мрежа на живо