Архітектура мережі. Структура мережі передачі даних і устаткування

сьогодні поняттям здійснювати підключення до мережі вже нікого не здивуєш. Однак багато хто з нас при згадці про них навіть особливо не замислюються про те, що являє собою таке підключення і як працюють мережеві служби. Спробуємо розглянути дане питання в самому короткому викладі, оскільки про мережах і їх можливості в сучасному світі можна було б написати цілу монографію.

Архітектура мережі: основні типи

Отже, як випливає з основної трактування самого терміна, комп`ютерні мережі являють собою певну кількість терміналів (комп`ютерів, ноутбуків, мобільних девайсів), з`єднаних між собою, що, власне, і утворює мережу.

На сьогоднішній день виділяють два основних типи підключень: провідне і бездротове, що використовує з`єднання за допомогою маршрутизатора на кшталт Wi-Fi-роутера. Але це тільки вершина айсберга. Насправді архітектура мережі передбачає використання декількох компонентів, а тому може мати різну класифікацію. Прийнято вважати, що на даний момент існує три типи мереж:

• однорангові мережі;
• мережі з виділеними серверами;
• гібридні мережі, що включають в себе всі типи вузлів.

Крім того, окрему категорію складають широкомовні, глобальні, локальні, муніципальні, приватні мережі та інші різновиди. Зупинимося на основних поняттях.

Опис мереж за типами

Почнемо, мабуть, з мереж на основі взаємодії «головний комп`ютер в мережі-клієнт». Як уже зрозуміло, тут чільне місце займає центральний термінал, на якому здійснюється управління мережею і всіма її компонентами. Клієнтські термінали можуть тільки посилати запити на надання з`єднання і надалі - на отримання інформації. Головний термінал в такій мережі не може грати роль клієнтської машини.

Однорангові мережі, часто звані пірінговимі, відрізняються від першого типу тим, що ресурси в них в рівній мірі розподілені між усіма підключеними терміналами. Найпростішим прикладом можна вважати процеси завантаження файлів з використанням торрентів. Кінцевий файл в повному або частково завантаженому вигляді може перебувати на різних терміналах. Призначена для користувача система, його завантажують на свій комп`ютер, використовує всі доступні на даний момент ресурси в мережі, щоб завантажити частини шуканого файлу. Чим їх більше, тим вище швидкість закачування. При цьому мережева адресація особливої ролі не грає. Головна умова полягає в тому, щоб на клієнтській машині було встановлено відповідне програмне забезпечення. Воно-то і буде виробляти клієнтські запити.

Архітектура мережі типу «клієнт-сервер» є найпростішою. З`єднання між комп`ютерними терміналами (не важливо, яким способом воно проводиться) для спрощеного розуміння можна представити у вигляді бібліотечного залу, в якому є сховище або полиці з книгами (центральний сервер) і столи, де відвідувачі можуть почитати матеріал, взятий з полиць.

Відео: Архітектура мережі GSM

Очевидно, що тут простежується чіткий взаємозв`язок: відвідувач приходить в бібліотеку, реєструється або представляє вже зареєстровані особисті дані (мережева ідентифікація на основі присвоєного IP-адреси), потім шукає потрібну літературу (мережевий запит), нарешті, бере книгу і читає її.

Природно, порівняння це найпримітивніший, адже сучасні мережі працюють набагато складніше. Проте для спрощеного розуміння структури такий приклад підійде як не можна краще.

Питання ідентифікації терміналів

Тепер кілька слів про те, як проводиться розпізнавання комп`ютерів мережі будь-якого типу. Якщо хто не знає, будь-якого терміналу при підключенні присвоюється два типи IP-адреси, або, простіше кажучи, унікального ідентифікатора: внутрішній і зовнішній. Внутрішній адреса унікальним не є. А ось зовнішній IP - так. У світі немає двох машин з однаковим IP. Саме це і дає змогу ідентифікувати будь гаджет, будь то комп`ютерний термінал або мобільний пристрій, на всі сто.

За все це відповідає відповідний протокол. На даний момент найпоширенішим і найбільш широко застосовуваним є IPv4. Однак, як показує практика, він себе вже вичерпав, оскільки став нездатний надавати унікальні адреси в зв`язку з дедалі більшій кількості клієнтських пристроїв. Подивіться тільки на мобільну техніку, адже за останнє десятиліття використовуваних гаджетів стало стільки, що мало не кожен другий житель Землі має в своєму розпорядженні той же мобільний телефон.

Відео: Основи організації комп`ютерних мереж | курс "Комп`ютерні мережі"

протокол IPv6

Таким чином, і архітектура мережі, зокрема Інтернету, почала змінюватися. І на зміну четвертої версії прийшла шоста (IPv6). Поки вона ще особливо широкого застосування не отримала, проте, як стверджується, майбутнє не за горами, і незабаром практично всі провайдери, що надають послуги зв`язку, перейдуть саме на цей протокол (за умови наявності активного сервера DHCP шостої версії).

Посудіть самі, адже із застосуванням цього проткола з наданням 128-бітного адреси дозволяє зарезервувати набагато більше адрес, ніж при використанні четвертої версії.

виділені сервери

Тепер розглянемо виділені сервери. Позначення говорить сама за себе: вони призначені для якихось конкретних завдань. Грубо кажучи, це справжнісінький інтернет-сервер віртуального типу, яке повністю належить користувачеві, який бере його в оренду. В цьому і полягає сенс хостингу, коли власник подкасти головного ресурсу може розміщувати на виділеному просторі будь-яку інформацію.

Відео: Лекція 2: Мережеві протоколи

Крім того, за безпеку відповідає не орендар, а саме той, хто здає серверне простір в оренду. Прикладів таких серверів можна навести досить багато. Тут вам і пошта, і гри, і файлообмінники, і особисті сторінки (не плутати з акаунтами в соціальних мережах і службах такого типу), і багато іншого.

локальні мережі

Локальна мережа, або, як її часто називають, «локалка», організовується для об`єднання в одне ціле обмеженого числа терміналів. Архітектура локальної мережі в сенсі підключення, як вже зрозуміло, може являти собою і дротове з`єднання, і доступ на кшталт VPN. І в тому і в іншому випадку потрібна наявність підключення до головного перевірений адміністратором сайту сервера. Мережеві служби в цьому випадку можуть працювати в подвійному режимі: з автоматичною ідентифікацією (присвоєнням адреси кожній машині) або з ручним введенням параметрів.

Локальні мережі, в принципі, мають відмінну рису, що складається тільки в тому, що будь-якому терміналу потрібні реєстрація (що не потрібно, наприклад, в пірінгових мережах) і центральний сервер (плюс адмін). Крім того, доступ до «расшаренной» інформації може бути або повним, або обмеженим. Тут все залежить від налаштувань. Однак якщо подивитися навіть на так звані хмарні сервіси, вони-то, по суті, теж є віртуальну мережу, де користувачі, проходячи аутентифікацію, і отримують права на доступ до певної інформації, скачування або редагування файлів і т. Д. При цьому іноді передбачено навіть одночасна зміна вмісту файлу в режимі реального часу.

Архітектура мережі Інтернет: трохи історії

Нарешті, переходимо до мережі, яка сьогодні є найбільшою в світі. Звичайно ж, це Інтернет, або World Wide Web. Прототипом Всесвітньої павутини прийнято вважати ARPANET - комунікацію, розроблену для військових цілей в США ще в 1969 році. Тоді, правда, було протестовано з`єднання всього лише між двома вузлами, але з часом підключення до мережі за допомогою кабелю було встановлено навіть з терміналами, що знаходяться у Великобританії.

Тільки багато пізніше, коли з`явилася ідентифікація на основі протоколів TCP / IP і система присвоєння доменних імен, і виникло те, що сьогодні ми і називаємо Інтернетом.

Відео: Комп`ютерні мережі

Взагалі, як вважається, в мережі Інтернет не існує єдиного центрального сервера, де могла б зберігатися вся інформація. Так на сьогоднішній день і дискових накопичувачів такої ємності не існує. Вся інформація розподілена між сотнями тисяч окремих серверів різного типу. Іншими словами, Інтернет в рівній мірі можна віднести і до тимчасової, і до гібридної мережі. При цьому на окремо взятій машині можна створити власний інтернет-сервер, який дозволить не тільки керувати параметрами мережі або зберегти потрібну інформацію, а й забезпечити до неї доступ іншим користувачам. Роздача Wi-Fi - чому не найпростіший приклад?

Основні параметри і настройки

Що ж стосується параметрів і налаштувань, тут все просто. Як правило, ручне введення мережевих IP, DNS- або проксі-серверів давно не використовується. Замість цього будь-який провайдер надає послуги автоматичного розпізнавання комп`ютера або мобільного девайса в мережі.

У Windows-системах доступ до цих налаштувань проводиться через властивості мережі з вибором параметрів протоколу IPv4 (або, якщо працює, IPv6). Як правило, в самих настройках вказується автоматичне отримання адрес, що позбавляє користувача від введення даних вручну. Правда, в деяких випадках, особливо при налаштуванні RDP-клієнтів (віддалений доступ) або при організації доступу до деяких специфічних службам, ручне введення даних є обов`язковим.

висновок

Як бачимо, розуміння того, що собою являє архітектура мережі, в общем-то, особливо складним не є. В принципі, тут розглядалися тільки основні аспекти організації роботи мереж, щоб пояснити будь-кому, навіть самому непідготовленому користувачеві, це питання, так би мовити на пальцях. Насправді ж, звичайно, все набагато складніше, адже ми не зачіпали поняття серверів DNS, проксі, DHCP, WINS і т. Д., А також питання, пов`язані з програмним забезпеченням. Здається, навіть цієї мінімальної інформації вистачить для розуміння структури та основних принципів функціонування мереж будь-якого типу.