Co to jest sieć komputerowa?

Współczesny komputer to cud techniki. Działają na maleńkich płytkach krzemu, z których każda jest wytrawiona wzorami na tyle małymi, że wymaga pomiaru w nanometrach. Ogromne ilości danych można przesłać w mgnieniu oka, a dane, które zaledwie kilka dekad temu wypełniłyby pokój, teraz mieszczą się w dłoni. O ile te maszyny są w stanie, dla przeciętnego użytkownika sam komputer jest dość ograniczony. Kluczową rzeczą, która sprawia, że ​​​​nowoczesny komputer działa, jest połączenie sieciowe, w szczególności z Internetem.

Co to jest sieć?

Sieć to zbiór komputerów i innych urządzeń komputerowych, które mogą komunikować się ze sobą we wspólnym, ale zasadniczo zamkniętym systemie. Sieci te można łączyć, co pozwala na jeszcze większe udostępnianie danych. Internet jest tego ostatecznym przejawem. Jest to efekt połączenia wielu sieci na całym świecie.

W sieci możesz mieć urządzenia użytkownika końcowego, takie jak komputer, laptop lub smartfon. Możesz także mieć urządzenia peryferyjne, takie jak drukarki, inteligentne urządzenia domowe i serwery plików. Serwery plików mogą obsługiwać duże i złożone aplikacje umożliwiające tworzenie stron internetowych.

Typowy układ sieci domowej polega na tym, że każde urządzenie łączy się z określonym urządzeniem sieciowym zwanym routerem. Router kieruje ruchem wewnątrz sieci. Znajduje się również na granicy sieci i może komunikować się z innymi sieciami, jeśli jest podłączony. Jeśli te sieci są połączone z Internetem, każdy host w sieci domowej może uzyskać dostęp do Internetu.

W dużych sieciach, które można znaleźć w środowiskach korporacyjnych, może istnieć wiele „mniejszych” sieci z dużymi urządzeniami użytkowników. Można je następnie łączyć za pośrednictwem sieci szkieletowych, które mogą mieć tylko routery lub mogą zawierać również serwery.

Podłączanie sieci

Podłączenie do sieci wymaga posiadania jakiejś formy standardu połączenia. W nowoczesnych sieciach większość urządzeń łączy się przez Ethernet lub Wi-Fi. Ethernet to standard przewodowy wykorzystujący okablowanie elektryczne. Wi-Fi to bezprzewodowy standard wykorzystujący do komunikacji fale radiowe. Połączenia światłowodowe są również dość standardowe, chociaż głównie w środowiskach o dużej szybkości, takich jak centra danych, ponieważ oferują większe ograniczenia przepustowości. Połączenia światłowodowe kodują dane w postaci sygnałów laserowych przesyłanych cienkim szklanym drutem. Dzięki refrakcji światło zostaje uwięzione we włóknie.

Dostępnych jest wiele innych opcji, w tym wykorzystanie sygnałów mikrofalowych do komunikacji z satelitami geosynchronicznymi. Łącza punkt-punkt mogą działać przy użyciu światła widzialnego lub niewidzialnego, jeśli mają bezpośrednią linię wzroku. Jest nawet żart Primaaprilisowy standard „IP przez ptasich przewoźników” standaryzuje metodę komunikacji przez gołębia pocztowego, chociaż nie zalecamy tego.

Rozważania

Routing ruchu w pojedynczej sieci wymaga zaprojektowania systemu adresowania, który może identyfikować poszczególne hosty. Ten proces staje się jeszcze bardziej skomplikowany, gdy mamy do czynienia z grupami sieci. Protokoły routingu umożliwiają routerom komunikowanie się między sobą w celu informowania innych, że mogą kierować ruch do innych lokalizacji.

Czasami możesz być zadowolony z wysyłania danych w postaci zwykłego tekstu. Oznacza to, że każdy, kto jest w stanie przechwycić dane, może w prosty sposób ustalić, co zostało wysłane. Jeśli przechwytują dane w czasie rzeczywistym, mogą je dowolnie modyfikować. Jednak w przypadku bardziej wrażliwych danych potrzebne są zabezpieczenia. Protokoły szyfrowania umożliwiają dwóm urządzeniom negocjowanie między sobą bezpiecznego połączenia, nawet jeśli urządzeniom, z którymi się komunikują, nie można ufać.

Szyfrowanie jest również przydatne, jeśli chcesz skonfigurować sieć, w której urządzenia są bezpośrednio połączone. VPN lub Virtual Private Network umożliwia skonfigurowanie szyfrowanego połączenia między dwoma urządzeniami. Następnie mogą komunikować się za pośrednictwem tego łącza, tak jakby było to pojedyncze połączenie, a nie seria połączeń. Może to również łączyć duże sieci, nawet jeśli dzielą je duże odległości.

Kluczowe wskaźniki efektywności

Przepustowość jest zazwyczaj najczęściej cytowaną liczbą, jeśli chodzi o wydajność sieci. Generalnie ma to sens. Im więcej danych można przesłać przez sieć, tym lepiej. Jednak w niektórych przypadkach inna statystyka, opóźnienie, jest równie lub nawet ważniejsza. Opóźnienie jest miarą opóźnienia. Zwykle mierzy, ile czasu zajmuje wysłanie małej wiadomości z jednego urządzenia na drugie.

Jednak w przypadku bardzo dużych ilości danych warto również wziąć pod uwagę przepustowość i opóźnienie. Samochód pełen dysków twardych może szybko przetransportować dużą ilość danych. Mimo że opóźnienie jest niewielkie, ogólny „czas transmisji” może znacznie przewyższyć prędkość Internetu. Doprowadziło to do wyrażenia „nigdy nie lekceważ przepustowości ciężarówki pełnej dysków twardych”. Wiązanie kart microSD również wykazało ten wpływ na gołębie pocztowe. Pojawiły się jednak skargi, że nie jest to zgodne ze wspomnianym powyżej standardem żartu, który dotyczy tylko ustandaryzowanych notatek papierowych.

Jakość usług, przeciążenie sieci i odporność sieci stanowią większy problem dla dostawców sieci niż dla użytkowników domowych. Nawet jeśli przepustowość jest ogólnie dobra, niska jakość usług może prowadzić do problemów z siecią w kluczowych momentach. Media transmisyjne, takie jak kable ethernetowe, mają limit ilości danych, które mogą przesłać w danej jednostce czasu. W przypadku dużego wzrostu ruchu połączenie może zostać przeciążone, co wpłynie na jakość usług wszystkich użytkowników. Czasami sprzęt i systemy mogą ulec awarii. Odporny system może poradzić sobie z niektórymi awariami bez większych zakłóceń.

Wniosek

Sieć to zbiór połączonych ze sobą urządzeń komputerowych. Sieci są zazwyczaj fizycznie lokalne, chociaż sieci wirtualne można skonfigurować w ramach bardziej rozległej sieci, aby wyglądało na to, że dwie fizycznie odległe sieci są bezpośrednio powiązane. Sieci wymagają zestawu standardów fizycznych i logicznych w celu ułatwienia komunikacji. Podczas gdy niektóre konfiguracje sieci są wykonywane ad hoc, większość wymaga routera. Router jest zarówno centralnym, jak i brzegowym punktem sieci. Wszystkie urządzenia w sieci mogą się z nim komunikować, choć niekoniecznie są bezpośrednio połączone. Router może wtedy zapewniać dostęp do innych sieci, zazwyczaj do Internetu.