Как называется узел обеспечивающий связь между компьютерными сетями

Обновлено: 30.06.2024

Запускаем на канале рубрику, посвященную компьютерным сетям. Буду выпускать цикл статей, которые раскроют максимальное количество полезной информации по данному направлению.

Сегодня начнем с общих понятий, терминов и видов компьютерных сетей, так сказать, чтобы у вас сложилось общее впечатление, а с каждой статьей будем с вами углубляться в более сложные и технологичные моменты.

Компьютерная или вычислительная сеть - совокупность устройств, система, которая обеспечивает обмен информацией и данными между вычислительными машинами, связанными между собой логически или физически. Сеть может состоять как из двух устройств, так и из тысячи.

Для более понятной картины, разделим участников сети на группы:

Оконечное устройство (хост) - узел, как часть компьютерной сети, который осуществляет прием или передачу данных. Такие устройства образуют интерфейс между пользователем и сетью. В качестве оконечных узлов выступают: компьютеры, планшеты телефоны, также в некоторых источниках к хостам относят и принтеры.
Промежуточные устройства - узлы сети, которые осуществляют соединение оконечных устройств между собой. Основная задача передать информацию. Промежуточные устройства не создают данные и не изменяют их. К ним относятся: коммутаторы и точки доступа, маршрутизаторы, межсетевые экраны.
Среда передачи - призвана осуществлять коммуникацию в сети для транспортировки данных. Среда дает физический канал, при помощи которого, информация переходит от с источника к адресату. Существует три основных вида сред: радиоканал (беспроводная передача), оптическое волокно, металлические провода (медный кабель).

Если с устройствами в сети, все более или менее понятно, подробно мы будем это обсуждать в процессе нашего цикла, то с классификаций сети все более разрознено.

Компьютерные сети разделяются по их назначению и характеристикам

Территориальное разделение:

WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывает географически крупные регионы, включает себя меньшие по охвату сети, соединяет в единую цепочку пользователей со всего мира.
MAN (Metropolitan Area Network) - сеть в пределах, города, области, соединяет на своем уровне сети от различных провайдеров.
LAN (Local Area Network) - локальная компьютерная сеть, замкнутая инфраструктура, доступ к которой имеют только ее участники. Под локальной сетью подразумевается объединение различных сетевых устройств в рамках одной небольшой территории. Например, офис или предприятие, ваши домашние устройства.

Архитектурное разделение:

Одноранговые сети
Многоранговые сети по типу Клиент - сервер

Разделение по виду среды передачи данных:

Проводные - передача данных посредством укладки кабеля между устройствами (витая пара, телефонные провода, коаксиальный кабель, оптическое волокно)
Беспроводные - передача информации по радио каналу с определённым частотным диапазоном

Разделение по топологии (схема построения сети):

Разделение по типу передачи:

Коммутация каналов - передача данных осуществляется после того, как канал связи будет установлен. В процессе одной передачи, вторая и последующие невозможны. Яркий пример, телефонная связь, поступает звонок, при ответе, устанавливается канал, который для второго звонка уже будет занят.
Коммутация пакетов - при передаче от одного устройства к другому данные делятся на части (пакеты), которые доставляются к оконечному узлу по сетевым маршрутам. Каждая часть не зависит друг от друга, передается отдельно, что позволяет в одном физическом канале передавать данные нескольким устройствам.

Разделение сети по типу передачи данных:

Широковещательная рассылка (broadcast)
Многоадресная рассылка (multicast)
Одноадресная рассылка (unicast), иногда используется термин точка-точка

Для первого вводного раза, думаю, информации будет достаточно. В следующих статьях данного цикла будем подробно раскрывать термины и характеристики, которые были затронуты в данном материале. Следите за появлением новых публикаций.

На этом все, спасибо за внимание.

Ставьте лайки, пишите комментарии, подписывайтесь на блог, буду регулярно размещать интересные материалы, которые возникают в процессе работы.

Краткая история развития компьютерных сетей

Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.

50-е годы: мейнфреймы

Начало 60-х годов: многотерминальные системы

В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.

70-е годы: первые компьютерные сети

Середина 70-х годов: большие интегральные схемы

Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую
одной организации.

Сетевая технология – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.

В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:

Общие принципы построения сетей

Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:

Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
Вычислительных мощностей.

Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.

Сетевые интерфейсы разделяются на:

Физические интерфейсы (порты).
Логические интерфейсы (протоколы).

Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?

Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.

Протокол

Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:

Пара клиент—сервер

Начнем с определений.

При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.

Топология физических сетей

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационной оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам – физические или информационные связи между вершинами.

Полносвязная (а).
Ячеистая (б).
Кольцо (в).
Звезда (г).
Дерево (д).
Шина (е).

Адресация узлов сети

Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации, называется адресным пространством. Адресное пространство может
иметь плоскую (линейную) организацию или иерархическую организацию.

Для преобразования адресов из одного вида в другой используются специальные вспомогательные протоколы, которые называют протоколами разрешения адресов.

Коммутация

Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю, образует маршрут.

Обобщенные задачи коммутации

Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать маршруты.
Маршрутизация потоков.
Продвижение потоков, то есть распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.
Мультиплексирование и демультиплексирование потоков.

Уровни сетевой модели OSI и уровни TCP/IP

Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней, каждый последующий возводится над предыдущим.

Целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса.

Протоколы, реализующие модель OSI никогда не применялись на практике, но имена и номера уровней используются по сей день.

Физический.
Канальный.
Сетевой.
Транспортный.
Сеансовый.
Представления.
Прикладной.

Для лучшего понимания приведу пример. Вы открываете страницу сайта в интернете. Что происходит?

Канальный уровень. Канальный уровень это технология каким образом будут связаны узлы (передающий и принимающий), тут вспоминает топологию сетей: кольцо, шина, дерево. Данный уровень определяет порядок взаимодействия между большим количеством узлов.

Сетевые протоколы (IPv4 и IPv6).
Протоколы маршрутизации и построения маршрутов.

Сеансовый уровень. Отвечает за управление сеансами связи. Производит отслеживание: кто, в какой момент и куда передает информацию. На этом уровне происходит синхронизация передачи данных.

Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие приложения (например браузера) с сетью.

Уровни TCP/IP

Набор протоколов TSP/IP основан на собственной модели, которая базируется на модели OSI.

Прикладной, представления, сеансовый = Прикладной.
Транспортный = Транспортный.
Сетевой = Интернет.
Канальный, физический = Сетевой интерфейс.

Уровень сетевого интерфейса

Уровень сетевого интерфейса (называют уровнем 2 или канальным уровнем) описывает стандартный метод связи между устройствами которые находятся в одном сегменте сети.

Этот уровень предназначен для связи расположенных недалеко сетевых интерфейсов, которые определяются по фиксированным аппаратным адресам (например MAC-адресам).

Уровень сетевого интерфейса так же определяет физические требования для обмена сигналами интерфейсов, кабелей, концентраторов, коммутаторов и точек доступа. Это подмножество называют физическим уровнем (OSI), или уровнем 1.

Например, интерфейсы первого уровня это Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP) и Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Немного о Ethernet на примере кадра web-страницы

Пакеты Ethernet называют кадрами. Первая строка кадра состоит из слова Frame. Эта строка содержит общую информацию о кадре.

В полном заголовке Ethernet есть такие значения как DestinationAddress и SourceAddress которые содержат MAC-адреса сетевых интерфейсов.

Поле EthernetType указывает на следующий протокол более высокого уровня в кадре (IPv4).

Коммутаторы считывают адреса устройств локальной сети и ограничивают распространение сетевого трафика только этими адресами. Поэтому коммутаторы работают на уровне 2.

Уровень Интернета

Уровень интернета называют сетевым уровнем или уровнем 3. Он описывает схему адресации которая позволяет взаимодействовать устройствам в разных сетевых сегментах.

Если адрес в пакете относится к локальной сети или является широковещательным адресом в локальной сети, то по умолчанию такой пакет просто отбрасывается. Поэтому говорят, что маршрутизаторы блокируют широковещание.

Стек TCP/IP реализован корпорацией Microsoft ну уровне интернета (3). Изначально на этом уровне использовался только один протокол IPv4, позже появился протокол IPv6.

Протокол версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами в десятках сегментах сети. IPv4 использует 32 разрядные адреса. 32 разрядные адреса имеют довольно ограниченное пространство, в связи с этим возникает дефицит адресов.

Протокол версии 6 использует 128 разрядные адреса. Поэтому он может определить намного больше адресов. В интернете не все маршрутизаторы поддерживают IPv6. Для поддержки IPv6 в интернете используются туннельные протоколы.

В Windows по умолчанию включены обе версии протоколов.

Транспортный уровень

Транспортный уровень модели TCP/IP представляет метод отправки и получения данных устройствами. Так же он создает отметку о предназначении данных для определенного приложения. В TCP/IP входят два протокола транспортного уровня:

Протокол TCP. Протокол принимает данные у приложения и обрабатывает их как поток байт.Байты группируются, нумеруются и доставляются на сетевой хост. Получатель подтверждает получение этих данных. Если подтверждение не получено, то отправитель отправляет данные заново.
Протокол UDP.Этот протокол не предусматривает гарантию и подтверждение доставки данных. Если вам необходимо надежное подключение, то стоит использовать протокол TCP.

Прикладной уровень

Обучаю HTML, CSS, PHP. Создаю и продвигаю сайты, скрипты и программы. Занимаюсь информационной безопасностью. Рассмотрю различные виды сотрудничества.

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и их периферийных устройств, соединенных между собой согласно установленным правилам и принципам.

Компьютерная сеть может быть локальной и глобальной, состоять из двух и более компьютеров. Максимальное количество компьютеров в сети не ограничивается.

Локальная компьютерная сеть - это небольшая сеть компьютеров, имеющих непосредственное соединение между собой. Устройства в такой сети могут обмениваться информацией, общаться между собой, передавать команды и данные.

Если такая сеть содержит в себе периферийные устройства (например, принтеры), то они будут доступны для всех компьютеров в данной сети.

Это существенно расширяет возможности компьютеров и позволяет наладить коммуникации не с одним устройством, а со всеми устройствами в сети одновременно.

Что такое узел сети

Рисунок 1. Узел сети. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Узел - это часть компьютерной сети или устройство, соединенное с другими участниками (узлами) данной сети. Это может быть как компьютер, так и специальный коммутатор, маршрутизатор или концентратор.

Каждый узел компьютерной сети имеет свой отдельный ІР адрес. ІР адрес (Internet Protocol Address) - это уникальный адрес устройства (компьютера), подключенного к компьютерной сети.

ІР адрес состоит из четырех частей, разделенных между собой точками (например, 127.0.0.1). Каждое число может принимать вид от 0 до 255, что гарантирует огромное множество уникальных комбинаций для устройств в сети.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Этот адрес необходим для подключения к компьютеру. Для подключения может использоваться два варианта DNS (domain name system) или ІР - адрес. DNS используется с целью упрощения использования для конечного пользователя. Запомнить IP адрес узла в сети непросто. А если нужно использовать их несколько, это вообще не представляется возможным.

Каждое устройство в компьютерной сети имеет свой ІР адрес. Но если компьютер подключается к глобальной сети через специальный маршрутизатор, он виден для других пользователей сети под тем же адресом, что и у маршрутизатора.

Адрес узла в сети может быть как статическим (постоянным), так и динамическим (изменяющимся). Это зависит от настроек вашего интернет-провайдера. Он может выдать вам статический ІР адрес, который будет использоваться постоянно, или же выбирать один из свободных на данный момент адресов при каждом подключении к сети.

Как устанавливается соединение с определенным узлом в сети

Каждый узел в компьютерной сети имеет уникальный идентификатор. Именно этот идентификатор (ІР адрес) используется для установки подключения к нему со стороны других компьютеров.

После ввода доменного имени отправляется запрос на сервер для правильной маршрутизации. Доменное имя находится в системе и компьютер получает связанный с ним ІР адрес. Далее, когда компьютер получил привычный для него идентификатор, он может использовать его для создания подключения. После этого при помощи установленной между узлами в сети связи происходит обмен данными, передача информации и выполнение запросов.

Такой способ маршрутизации позволяет упростить задачу по доступу к разным узлам в сети, так как пользователю не нужно запоминать большой набор чисел, достаточно знать адрес в виде привычных слов, обычно ассоциирующихся с ресурсом, к которому ведет адрес.

Значение узлов в компьютерных сетях

Разные устройства в компьютерной сети отыгрывают разные роли. При этом, от многих из них в корне зависит возможность функционирования всей сети. Тот же коммутатор или маршрутизатор отвечает за правильную организацию подключений разных компьютеров между собой, за возможность подключения к глобальной сети и за видимость данного компьютера или компьютерной сети из сети Интернет.

Существуют несколько параметров, по которым различают компьютерные сети:

по размеру сети (локальная или глобальная);
по принципу соединения узлов между собой;
по сходствам или различиям прав доступа у разных компьютеров.

Если сеть соединена между собой напрямую при помощи специальных кабелей или коннекторов и все узлы находятся на небольшом расстоянии друг от друга, то такая сеть называется локальной.

Такие сети используются для установки соединения между узлами сети для передачи информации, для настройки коммуникации, удаленного управления, передачи файлов, обмена информацией и управления периферийными устройствами не с одного устройства, а с любого компьютера в сети.

Если компьютерная сеть выходит за рамки одного помещения или здания и содержит в себе большое количество узлов, находящихся на разном расстоянии в разных городах, то такая сеть называется глобальной.

Наиболее яркий пример глобальной сети - Интернет. Это так называемая "сеть компьютерных сетей", которая объединяет в одну большую структуру миллионы компьютеров по всему миру. Это действительно огромный и сильный инструмент, который может решить огромное количество задач.

Наладить общение между людьми в разных точках мира, дать доступ к любым знаниям и учебным материалам людям в любом уголке земного шара, открыть возможности обмена информацией, передачи данных на большой скорости, создать различные развлечения - все это может глобальная сеть Интернет. И это лишь малая часть возможностей, которые она предоставляет для рядового пользователя.

Изначально компьютерные сети создавались для решения небольших проблем. Первая компьютерная сеть была создана для того, чтобы наладить коммуникацию между компьютерами одной организации. Позже, когда данный эксперимент увенчался успехом, компьютерные сети начали стремительно развиваться. Для того чтобы соединить несколько компьютеров между собой, не требовалось никаких усилий и больших затрат. Нужно было всего лишь проложить один кабель и настроить коммуникации.

Существует несколько видов связи в локальных компьютерных сетях. Если рассматривать способ подключения устройств между собой, то можно выделить круговое подключение, поочередное подключение и подключение "звездочкой".

Наиболее простой способ создать локальную сеть - это просто подключить компьютеры между собой, один за другим. Такая компьютерная сеть очень просто организуется, но очень уязвима к механическим повреждениям кабеля. Если коммуникация хотя бы между двумя узлами будет повреждена - сеть не сможет функционировать, а обнаружить поломку будет крайне сложно, так как не понятно где именно происходит обрыв.

В случае использования кругового подключения надежность системы увеличивается, подключение не усложняется, однако найти повреждение все также будет крайне сложно.

Наиболее оптимальным вариантом является подключение "звездочкой", когда все компьютеры подключаются к одному и тому же устройству и к каждому из компьютеров ведет отдельный кабель. Такой способ сложнее, но любые неполадки при таком подключении находятся за считанные минуты.

Локальная сеть (Local Area Network, сокращенно LAN) — несколько компьютеров и гаджетов (принтеры, смартфоны, умные телевизоры), объединенных в одну сеть посредством специальных инструментов. Локальные сети часто используются в офисах, компьютерных классах, небольших организациях или отделениях крупных компаний. Локальная сеть дает большой простор для деятельности, например, создание умного дома с подключением саундбаров, телефонов, кондиционеров, умных колонок. Можно перебрасывать с телефона фотографии на компьютер без подключения по кабелю, настроить распознавание команд умной колонкой. Преимуществом является то, что локальная сеть — это закрытая система, к которой посторонний не может просто так подключиться.

Для чего нужна локальная сеть

Локальная сеть дает множество удобных функций для использования нескольких компьютеров одновременно:

передача файлов напрямую между участниками сети;
удаленное управление подключенными к сети принтерами, сканерами и прочими устройствами;
доступ к интернету всех участников;
в других случаях, когда нужна связь между несколькими компьютерами, к примеру, для игр по сети.

Что нужно для создания локальной сети

Для создания собственной LAN-сети минимальной конфигурации достаточно иметь пару компьютеров, Wi-Fi роутер и несколько кабелей:

непосредственно сами устройства (компьютеры, принтеры и тд).
Wi-Fi-роутер или маршрутизатор. Самое удобное устройство для создания домашней сети, поскольку Wi-Fi-роутер есть практически в каждом доме.
Интернет-кабели с витой парой. Раньше было важно использование crossover-кабелей при соединении компьютеров напрямую, без роутеров и switch-коммутаторов. Сейчас же в них нет нужды, поскольку сетевые карты сами понимают как подключен кабель и производят автоматическую настройку.
Switch-коммутаторы или hub-концентраторы. Служат для объединения устройств в одну сеть. Главный «транспортный узел». Необязательное, но удобное устройство, давно вытесненное Wi-Fi маршрутизаторами из обычных квартир.

NAS (англ. Network Attached Storage). Сетевое хранилище. Представляет собой небольшой компьютер с дисковым массивом. Используется в качестве сервера и хранилища данных. Также необязательная, но удобная вещь.

Нужное оборудование у нас есть, что дальше?

Сначала необходимо определиться, каким образом будут соединяться между собой компьютеры. Если используется проводной способ подключения, то подключаем все кабели к роутеру или коммутатору и соединяем их в сеть. Существует несколько способов создания LAN-сетей.

Если используется Wi-Fi, то сначала необходимо убедиться, поддерживают ли устройства данный вид связи. Для компьютера может пригодиться отдельный Wi-Fi-адаптер, который придется отдельно докупать. В ноутбуках же он предустановлен с завода. Подключаем устройства к одному Wi-Fi-маршрутизатору.

Настройка обнаружения

Просто подключить оборудование друг к другу недостаточно, поэтому идем дальше:

Теперь наступает важный этап работы: настроить сетевое обнаружение и общий доступ к файлам

Важно убедиться, чтобы у всех компьютеров были правильные IP-адреса. Обычно система автоматически настраивает данный параметр, но если при работе LAN появятся сбои, то нужно будет указать адреса вручную. Проверить IP можно с помощью «настроек параметров адаптера». Заходим в «Центр управления сетями и общим доступом» и оттуда нажимаем «Изменение параметров адаптера».

Нажимаем ПКМ по подключению и открываем свойства. Дальше открываем свойства IP версии 4 TCP / IPv4 (может иметь название «протокол Интернета версии 4»). IP-адрес — то, что нам нужно. Смотрим, чтобы у первого компьютера был адрес, отличный от второго. Например, для первого будет 192.168.0.100, 192.168.0.101 у второго, 192.168.0.102 у третьего и т.д. Для каждого последующего подключенного компьютера меняем последнюю цифру адреса. Стоит учесть, что у разных роутеров могут быть разные, отличные от указанных IP-адреса. На этом этапе локальная сеть уже готова и функционирует.

Заходим в раздел «Сеть» проводника. Если все подключено правильно, то мы увидим подключенные к сети устройства. Если же нет, то Windows предложит нам настроить сетевое обнаружение. Нажмите на уведомление и выберите пункт «Включить сетевое обнаружение и доступ к файлам». Стоит учесть, что брадмауэр может помешать работе LAN, и при проблемах с работой сети надо проверить параметры брадмауэра. Теперь надо только включить нужные папки и файлы для общего доступа.

Как открыть доступ к папкам?

Нажимаем ПКМ по нужной папке и заходим во вкладку «Доступ». Нажимаем «Общий доступ» и настраиваем разрешения. Для домашней локальной сети легче всего выбрать вариант «Все». Выбираем уровень доступа для остальных участников «чтение или чтение + запись».

Теперь из свойств папки заходим во вкладку безопасности. Нажимаем «Изменить» и «Добавить». Выбираем «Все» и активируем изменения. В списке разрешений для папки должна находиться группа «Все». Если нужно открыть доступ не к отдельной папке, а всему локальному диску, то нужно зайти в свойства диска, нажать «Расширенная настройка» и поставить галочку в поле «Открыть общий доступ». Командой «\localhost» можно посмотреть, какие папки данного компьютера имеют общий доступ для локальной сети. Чтобы просмотреть файлы из общих папок нужно в проводнике найти раздел «Сеть» и открыть папку нужного компьютера.

Как подключить принтер в локальную сеть

В «Устройствах и принтерах» нужно выбрать принтер и нажав ПКМ перейти в свойства принтера. Во вкладке «Доступ» нажать на галочку «Общий доступ». Принтер должен отображаться иконкой, показывающей, что устройство успешно подключено к LAN.

Если нужно закрыть доступ к папке, то в свойствах надо найти пункт «Сделать недоступными». Если же нужно отключить весь компьютер от LAN, то легче всего изменить рабочую группу ПК.

Администрирование и создание локальных сетей с помощью программ

Бывают ситуации, когда необходимо сделать локальную сеть, но это физически невозможно. На помощь приходит программное обеспечение, позволяющее создавать виртуальные локальные сети. Существуют разные программы для создания администрирования локальных сетей. Расскажем о паре из них:

RAdmin

Очень удобное приложение, позволяющее работать с локальной сетью или VPN в пару кликов. Основные функции программы это: удаленное управление компьютером с просмотром удаленного рабочего стола, передача файлов. Также программа может помочь геймерам, играющим по локальной сети.

Hamachi

Пожалуй, самая популярная программа в данной категории. Может создавать виртуальные локальные сети с собственным сервером. Позволяет переписываться, передавать файлы и играть в игры по сети. Также имеет клиент для Android.

Читайте также: