Локальная сеть: описание и принципы работы
Компьютеры стали логичным продолжением развития информационных технологий. С течением времени эти устройства появились почти в каждом доме. Информация на них может передаваться различными путями. Самый популярный сегодня вариант – по Сети.
В данной статье будет рассказано о том, что собой представляет локальная сеть. Информация пригодится как рядовому пользователю, так и опытному системному администратору. Нужно выяснить, как работает локальный интернет, каким образом его можно настроить на компьютере. Все это – важные знания в сфере информатики и IT.
Кратко о сетях
Вычислительная сеть дает возможность нескольким различным устройствам объединиться в единое целое, внутри которой осуществляется обмен данными. Главные элементы здесь – компьютеры. Таковыми также могут выступать:
Все это составляющие носят название оконченных узлов. В сетях также есть промежуточные компоненты – роутеры, модемы, маршрутизаторы, точки беспроводного доступа и коммутаторы. Они объединяются воедино между собой, используя сетевую среды. Это – оптоволокно, Wi-Fi, а также витые пары, при помощи которой можно выйти в Интернет, а также подключиться к сети и взаимодействовать друг с другом.
Компьютерная сетевая система может быть локальной и глобальной. Второй вариант больше первого. Локальная модель расположена на ограниченной территории, глобальная – распространяется на огромные расстояние.
Отдельно можно выделить городские компьютерные сети – MAN. Они отличаются площадью покрытия. Она составляет один город. Такая сетка позволяет получить услуги кабельного телевидения, телефонии и выступает в качестве точки опоры для провайдеров.
Терминология
Изучая основы протоколов и сетей, нужно разобраться в терминологии. Только так получится выяснить, как работает интернет и его «группы».
Запомнить рекомендуется следующие понятия:
- Соединение – возможность передачи данных от одного устройства другому. Сначала между девайсами устанавливается «коннектинг», настройки которого прописаны в протоколе. После – осуществляется обмен сведениями.
- Пакет – ключевой структурный блок информации в Сети. Все электронные материалы будут передаваться пакетами небольшого размера.
- Сетевой интерфейс – физическое или виртуальное устройство, помогающее девайсу установить подключение к Сети.
- LAN – название локальной сети. К ней подключаются только определенные компьютеры. Сторонние устройства не имеют к таковой доступа.
- WAN – глобальная сеть интернет. Обозначает как сетевой интерфейс, так и Internet целиком.
- Протокол – правила и стандарты коммуникации между устройствами.
- Порт – адрес на устройстве, связанный с определенной программой. С его помощью утилиты «общаются» друг с другом.
- Брандмауэр – ПО, контролирующее все сетевые пакеты, проходящие через ПК.
- NAT –служба преобразования сетевых адресов между локальной и глобальной сетью.
- VPN – виртуальная частная сеть. Она позволяет объединять несколько локальных сеток через Всемирную паутину. Помогает обеспечивать безопасность.
Все это пригодится тем, кто изучает основы компьютерных сетей, а также их протоколы. Без соответствующей терминологии полноценно понять, о чем идет речь, не представляется возможным.
Ключевые характеристики
Сетка локального характера подходит для использования на ограниченной территории. Пример – офис или школа, квартира. Обеспечивает достаточно быстрое подключение и передачу информации между узлами. За счет этого можно задействовать удаленный диск со скоростью, которая приравнивается к HDD или SSD на устройстве.
«Локалки» применяются для обеспечения высококачественных линий связи. Сейчас особую популярность имеют медные витые пары и оптоволокно. За счет них удается отказаться от подтверждения получения пакета, модуляции и иных методов по протоколам, которые способствуют снижению скорости обмена электронными материалами.
Среди основных преимуществ таких сеток выделяют:
- обеспечение быстрой и надежной передачи данных;
- простую настройку;
- низкую сложность методов передачи;
- возможность применения дорогой сетевой среды.
Существенный минус модели – это слабый уровень масштабирования. Чем больше узлов и протяженность линий, тем медленнее будет передаваться необходимый документ.
Виды
Сетки локального характера можно разделить на две большие категории – иерархические и одноранговые. Во втором случае подразумеваются равные права у всех оконечных узлов. Пользователь каждого компьютера в пределах сетки, получает доступ к файлам и папкам, а также сам решает, что открывать на устройстве. Недостаток такой модели – низкий уровень безопасности. Одноранговый тип хорош дома, но не в офисах.
Иерархическая модель имеет собственный сервер. Это – главный компьютер, который будет заниматься:
- администрированием;
- подключением периферийных устройств;
- хранением основной информации сети;
- разработкой маршрутов передачи электронных материалов.
Здесь администратор будет определять, какие файлы и папки можно «расшарить», кто из подключенных клиентов имеет к ним доступ. Это – оптимальный вариант для корпоративных «объединений».
Уровни сетей
Значение сетевого уровня не стоит недооценивать. Сетки обычно обсуждают в горизонтальной плоскости, рассматриваются протоколы Internet верхнего уровня и приложения. Но для того, чтобы «законнектить» устройства, нужно задействовать множество вертикальных слоев и уровней абстракции.
Это значит, что существуют различные протоколы, работающие друг над другом, для реализации сетевого соединения. Каждый следующий, более высокий слой, абстрагирует передаваемую информацию, делая ее проще для восприятия следующим слоем и программой.
Сегодня выделяют 7 уровней или слоев работы сетей. Нижние уровни отличаются по задействованному оборудованию. Только в них данных передаются одинаковые, вид у них тоже совпадает. На сторонние устройства отправка происходит только на низком уровне. На другом компьютере информацию будет проходить все слои в обратном порядке.
Модель OSI
При рассмотрении уровня работы сетей, необходимо упомянуть модель OSI. Она включает в себя:
- Уровень приложений. Верхний уровень. Это – работа пользователя и приложения с Сетью. Юзеры просто передают информацию, не задумываясь о том, как она будет доставлена.
- Уровень представления. Здесь электронные материалы будут прообразовываться в низкоуровневых формат. Это нужно, что данные доходили до утилиты в той форме, которую ожидает получатель.
- Уровень сессии. Здесь происходит обработка соединения между удаленными устройствами.
- Транспортный уровень. Отвечает за организацию надежной передачи электронных материалов. Обеспечивает проверку получения обоими девайсами.
- Сетевой. Применяется тогда, когда нужно управлять маршрутизацией данных в сети, пока они не дойдут до целевого узла. Здесь пакеты могут разбираться на более мелкие составляющие. Их воедино собирает непосредственный получатель.
- Уровень соединения. Отвечает за то, как будет устанавливаться соединение между девайсами и поддержку надежности. Для этого задействуются физические устройства и специализированное оборудование.
- Физический уровень. Несет ответственность за обработку информации физическими устройствами. Подразумевает ПО, управляющее соединением. Пример – Ethernet или Wi-Fi.
Все эти уровни необходимо пройти до того, как информация перейдет к аппаратному обеспечению.
Основные протоколы
Передача файлов производится по строго установленным правилам и инструкциям. Такие «указания» носят название протоколов. Вот основные варианты:
- MAC. Протокол низкого уровня. Является средством идентификации устройств в пределах «локалки».
- IP. Более высокий протокол. Отвечает за определение IP-адреса устройства. Этот «номер» будет уникальным для каждого девайса. Относится к сетевому уровню модели TCP/IP. Реализаций протокола несколько – IPv6 и IPv4.
- ICMP. Применяется для того, чтобы обеспечить обмен сообщениями. Это могут быть уведомления об ошибках или информационные посты. Для передачи данных протокол не подходит. Он расположен выше IP.
- TCP. Основной протокол. Расположен рядом с ICMP. Его задача заключается в управлении передачей электронных материалов.
- UDP. Один из самых популярных протоколов. Напоминает TCP. Использует ненадежную передачу информации. Гарантий получения данных получателем нет. Более быстрый, чем предыдущий протокол.
- HTTP. Протокол уровня приложения. Заложен в основе функционирования всех сайтов Internet. Дает шанс на запрос определенных ресурсов у удаленных систем.
- FTP. Протокол передачи электронных материалов. Работает на уровне приложений. За счет него файлы переходят от одного компьютера к другому. Не выделяется особой безопасностью.
- DNS. Протокол аналогичного уровня. Необходим для того, чтобы хранить понятные и легко читаемые адреса, вложенные в IP.
- SSH. Протокол уровня приложений, реализация которого нужна для обеспечения удаленного управления системой по защищенным каналам.
Есть еще и другие, дополнительные протоколы. Но они не относятся к сетевым. Перечисленные протоколы необходимы для общего понимания принципов работы рассматриваемой технологии.
TCP/IP
Стоит также изучить еще один достаточно важный компонент. А именно – модель TCP/IP. Это – ключевой набор протоколов интернета. Он дает возможность представить себе уровни работы интернета в простой форме.
У соответствующего набора протоколов есть следующие «слои»:
- Приложения. Здесь он отвечает за соединение и передачу информации между пользователями.
- Транспорт. Несет ответственность за связь между процессами. Примеряет в работе порты для того, чтобы определить, какой утилите требуется направить документацию. Также выбирает протоколы для дальнейшей реализации.
- Интернет. Используется для того, чтобы перенаправлять сведения от узла к узлу по интернету. Конечные точки известны, но непосредственная связь отсутствует. Тут, согласно протоколам, определяются IP-адреса.
- Соединение. Реализует коннектинг на физическом уровне. Это дает возможность передавать между собой информацию, независимо от того, какие именно технологии задействованы.
Модель TCP/IP менее абстрактна. Ее намного проще понять среднестатистическому пользователю. Электронные материалы здесь проходят упаковку при помощи специальных нескольких протоколов, далее – передаются в «сетку» через узлы и распаковываются в обратном порядке получателем. Конечные утилиты могут не знать, что информация передана по Сети. Для них соответствующий процесс иногда выглядит как обмен по «локалке».
Как создать
Собственную сеть локального характера можно сделать достаточно быстро. Для этого потребуется:
- несколько устройств, которые хочется объединить;
- кабель или витая пара;
- роутер (для подключения более двух девайсов).
После этого нужно создать одну рабочую группу. Клиенту требуется перейти в «Панель управления»-«Система и безопасность»-«Система». В соответствующем блоке будет прописана информация о рабочей группе. В Windows изначально это – WORKGROUP.
Чтобы сделать сеть локального характера, можно просто соединить два устройства кабелем между собой. В службе «Проводник» удастся получать доступ к расшаренным папкам и документам.
Несколько девайсов лучше подключать по роутеру. Каждый компьютер подключается к маршрутизатору (пример – по Wi-Fi с соответствующими протоколами). После этого все устройства будут видеть друг друга.
Здесь – подробная инструкция о том, как сделать сеть локального характера на Windows 10.
Лучшее решение для изучения
В Москве системные администраторы, разбирающиеся в сетях, протоколах и локалках высоко ценятся. Получить соответствующие знания можно несколькими способами:
- В техникуме. Это – первоначальный этап для получения образования.
- В ВУЗе. Долгий и кропотливый путь. Лучше отдавать предпочтение информационным технологиям. По выпуску гарантируется выдача диплома. Основы сетей и даже программирование – направления, в которых предстоит работать.
- Самообучение. Неплохой вариант для новичков. Можно сконцентрироваться на том, что интересно конкретному пользователю. Здесь в основе заложена практика. Но документально подтвердить навыки не получится. Зато можно тщательно разбирать модель TCP/IP, никуда не торопясь.
Дистанционные компьютерные курсы – лучшее решение для тех, кто хочет разобрать интернет model, а также локалки и их настройку. В режиме онлайн за короткий срок можно освоить системное администрирование с нуля, а также сконцентрироваться на нескольких направлениях сразу. В конце будет выдан электронный сертификат.
P. S. Интересуют компьютерные сети, сетевые технологии, протоколы передачи данных? Обратите внимание на следующие курсы в Otus: