Узлы компьютерной сети
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.
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.
Именно поэтому был придумано специальное доменное имя. Примером может быть google.com, yandex.ru и др. Когда пользователь вводит доменное имя в адресной строке, происходит специальный запрос, который отдает привязанный к данному доменному имени ІР адрес, привычный для компьютера. Таким образом, компьютер все равно приходит к общению при помощи ІР адресов, но упрощает пользователю запоминание данных, необходимых для подключения к узлу в сети.
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.
Первым делом, когда необходимо установить соединение, пользователь вводит доменное имя, присвоенное для конкретного узла в сети. Например, example.com.
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.
Коммуникационные узлы —
Компьютерные сети включают в себя вычислительные сети, предназначенные для распределенной обработки данных (совместное использование вычислительных мощностей), и информационные сети, предназначенные для совместного использования информационных ресурсов. Компьютерная сеть позволят коллективно решать различные прикладные задачи, увеличивает степень использования имеющихся в сети ресурсов (информационных, вычислительных, коммуникационных) и обеспечивает удаленный доступ к ним.
Компьютерная сеть —
система взаимосвязанных аппаратных и программных компонентов, осуществляющая обработку информации и взаимодействующая с другими подобными системами. Аппаратные компоненты сети включают в себя компьютеры и коммуникационное оборудование, программные компоненты — сетевые операционные системы и сетевые приложения.
Возможности компьютерной сети определяются характеристиками компьютеров, включенных в сеть. Однако и коммуникационное оборудование (кабельные системы, повторители, мосты, маршрутизаторы и др.) играет не менее важную роль. Некоторые из этих устройств представляют собой компьютеры, которые решают сугубо специфические задачи по обслуживанию работы сети.
Для эффективной работы сетей используются специальные операционные системы, которые, в отличие от персональных операционных систем, предназначены для решения специальных задач по управлению работой сети компьютеров. Это сетевые ОС. Сетевые ОС устанавливаются на специально выделенные компьютеры.
Сетевые приложения — это прикладные программные комплексы, которые расширяют возможности сетевых ОС. Среди них можно выделить почтовые программы, системы коллективной работы, сетевые базы данных и др.
Функциональные элементы компьютерных сетей
Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три функциональные группы с точки зрения их отношения к ресурсам:
Рабочая станция (workstation) —
это ПК, подключенный к сети, на котором пользователь сети выполняет свою работу. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою операционную систему. Но при этом пользователю доступны ресурсы сети. Можно выделить три типа рабочих станций: рабочая станция с локальным диском, бездисковая рабочая станция, удаленная рабочая станция.
На рабочей станции с диском (жестким или гибким) ОС загружается с этого локального диска. Для бездисковой станции ОС загружается с диска файлового сервера. Такая возможность обеспечивается специальной микросхемой, устанавливаемой на сетевом адаптере бездисковой станции. Удаленная рабочая станция — это станция, которая подключается к локальной сети через телекоммуникационные каналы связи (например, с помощью телефонной сети).
Сервер (server) —
это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги, например, хранение данных общего пользования, печать заданий, обработку запроса к СУБД, удаленную обработку заданий и т.д.
Коммуникационные узлы —
к коммуникационным узлам сети относятся следующие устройства: повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршутизаторы, шлюзы.
Протяженность сети, расстояние между станциями определяются, в первую очередь, физическими характеристиками передающей среды (коаксиального кабеля, витой пары и т.д.). При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. Чтобы преодолеть это ограничение и расширить сеть, устанавливают специальные устройства — повторители, мосты и коммутаторы. Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом сети.
устройство, усиливающее или регенерирующее пришедший на него сигнал. Повторитель, приняв пакет из одного сегмента, передает его во все остальные. При этом повторитель не выполняет развязку присоединенных к нему сегментов. В каждый момент времени во всех связанных повторителем сегментах поддерживается обмен данными только между двумя станциями.
устройство, которое, как и повторитель, позволяет объединять несколько сегментов. В отличие от повторителя, мост выполняет развязку присоединенных к нему сегментов, то есть одновременно поддерживает несколько процессов обмена данными для каждой пары станций разных сегментов.
устройство, позволяющее объединить несколько рабочих станций в один сетевой сегмент. При применении концентратора все пользователи делят между собой полосу пропускания сети. Пакет, принимаемый по одному из портов концентратора, рассылается во все другие порты, которые анализируют этот пакет — предназначен он для них или нет.
устройство, соединяющее сети одного или разных типов по одному протоколу обмена данными. Маршрутизатор анализирует адрес назначения и направляет данные по оптимально выбранному маршруту.
это устройство (как правило, выделенный компьютер, оснащенный специальным ПО), позволяющее организовать обмен данными между разными сетевыми объектами, использующими разные протоколы обмена данными.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: