Соединяет с другими устройствами как часть компьютерной сети

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.

Источник

Устройства для объединения и структурирования сетей

В данной статье будут рассмотрены устройства при помощи которых становится возможным функционирование локальных вычислительных сетей. Сеть может быть разбита на сегменты. Сегмент сети представляет собой часть компьютерной сети. Характер и степень сегментации сети зависит от природы сети и устройства или устройств, используемых для соединения конечных станций. Сегмент сети — логически либо физически обособленная часть сети. Разбиение сети на сегменты в основном используется с целью оптимизации сетевого потока и/либо увеличения уровня защищенности сети в целом.

Физическое разделение

• Мосты или коммутаторы (2-й уровень в модели OSI);
• Маршрутизаторы (3-й уровень в модели OSI).
• Физический сегмент сети является домен коллизии. Устройства, работающие на первом уровне модели OSI (повторители или концентраторы), домен коллизий не ограничивают.

Логическое разделение

Широко практикуется разделение сети, основанной на протоколе IP, на логические сегменты, или логические подсети. Для этого каждому сегменту выделяется диапазон адресов, который задается адресом сети и сетевой маской. Например (в CIDR записи):

• 10.100.1.0/24, 10.100.2.0/24, 10.100.3.0/24 и т. д. — в каждом сегменте до 254 узлов;
• 10.10.0.0/25, 10.10.10.0/26, 10.10.10.0/27 — в сегментах до 126, 62, 30 узлов соответственно.

Логические подсети соединяются с помощью маршрутизаторов.

Устройства объединения сетей обеспечивают связь между сегментами локальных сетей, отдельными ЛВС и подсетями любого уровня. Существуют следующие классы устройств для объединения и сегментации сетей:

Концентратор (hub, хаб)

Концентратор — работает на первом (физическом) уровне модели OSI. Объединяет сеть в сегмент на физическом уровне (домен коллизии). Также концентратором называют сетевое устройство первого уровня модели OSI. Суть работы концентратора проста: любой пакет приходящий на произвольный порт концентратора, передается на все порты, кроме порта, откуда пакет пришел. Использование концентраторов в современных сетях нежелательно, поскольку устройство забивает сеть излишними широковещательными пакетами. По этой причине, рекомендуется использовать коммутаторы.

Коммутатор (switch, свич, свитч)

Коммутатор — работает на втором (канальном) уровне модели OSI. Соединяет несколько узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких физических сегментов сети. Также коммутатором называют сетевое устройство второго уровня модели OSI. Коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю, в отличии от концентратора. Это повышает производительность (уменьшает количество широковещательных запросов) и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Маршрутизатор (router, рутер, роутер)

Работает на третьем (сетевом) уровне модели OSI. Пересылает пакеты данных между различными сегментами сети (физическими или логическими). Также маршрутизатором называют сетевое устройство третьего уровня модели OSI. Обычно маршрутизатор использует адрес получателя (IP-адрес), указанный в пакетных данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные, тем самым организуется перенаправление и оптимизация потока данных. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается. В роли маршрутизатора может использоваться как отдельное сетевое устройство, так и обычный компьютер, у которого в наличии как минимум две сетевые карты и он настроен на выполнение функций маршрутизации.

Межсетевые интерфейсы (gateways, шлюз, шлюзы)

Объединяют сети на прикладном уровне и используют функциональные возможности всех нижележащих уровней. Сетевой шлюз конвертирует протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети). Например, при соединении локального компьютера с сетью Интернет вы используете сетевой шлюз.

Соответствие сетевых устройств уровням модели OSI

Источник