Введение в компьютерные сети
Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров и других устройств, соединенных каналами связи для обмена информацией и совместного использования ресурсов. Сети позволяют организациям и частным пользователям эффективно взаимодействовать, делиться данными и получать доступ к удаленным сервисам.
Современные сети классифицируются по различным параметрам, включая географический охват, топологию, способ передачи данных и функциональное назначение.
Типы компьютерных сетей
Локальные сети (LAN)
Локальные сети охватывают небольшие географические области, такие как офис, здание или кампус. Они обеспечивают высокоскоростную передачу данных и используются для совместного использования ресурсов (принтеров, файлов) внутри организации.
Городские сети (MAN)
Городские сети охватывают территорию города или крупного района. Они объединяют несколько локальных сетей и предоставляют высокоскоростные каналы связи между ними.
Глобальные сети (WAN)
Глобальные сети охватывают большие географические области, такие как страны или континенты. Интернет является самым известным примером глобальной сети.
Беспроводные сети (WLAN)
Беспроводные сети используют радиоволны для передачи данных между устройствами. Wi-Fi — наиболее распространенная технология беспроводных локальных сетей.
Сетевые протоколы и модели
Модель OSI
Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) состоит из семи уровней, каждый из которых выполняет определенные функции в процессе передачи данных:
- Физический уровень
- Канальный уровень
- Сетевой уровень
- Транспортный уровень
- Сеансовый уровень
- Уровень представления
- Прикладной уровень
Стек протоколов TCP/IP
TCP/IP — это практическая реализация сетевого взаимодействия, используемая в Интернете. Он состоит из четырех уровней:
| Уровень | Основные протоколы | Функции |
|---|---|---|
| Прикладной | HTTP, FTP, SMTP, DNS | Взаимодействие приложений с сетью |
| Транспортный | TCP, UDP | Обеспечение надежной доставки данных |
| Сетевой | IP, ICMP, ARP | Маршрутизация и адресация |
| Канальный | Ethernet, Wi-Fi | Передача данных между соседними узлами |
Современные тенденции в сетевых технологиях
Программно-определяемые сети (SDN)
SDN отделяет плоскость управления от плоскости данных, что позволяет централизованно управлять сетевыми устройствами и обеспечивает большую гибкость в настройке сетевых политик.
Виртуализация сетевых функций (NFV)
NFV позволяет запускать сетевые функции (такие как маршрутизаторы, брандмауэры) в виде программного обеспечения на стандартных серверах, уменьшая зависимость от специализированного оборудования.
Интернет вещей (IoT)
IoT расширяет концепцию сетей за пределы традиционных компьютеров и мобильных устройств, включая бытовые приборы, промышленное оборудование и другие объекты, способные собирать и передавать данные.
5G и мобильные сети
Технология 5G обеспечивает значительно более высокие скорости передачи данных, меньшие задержки и возможность подключения большего количества устройств, что открывает новые возможности для приложений реального времени и IoT.
