Изучение функций компьютерных сетей

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть это совокупность устройств и оконечных систем, таких как компьютеры и серверы, соединённых между собой. Компьютерные сети передают данные в различных средах, включая дома, мелкие фирмы и огромные корпорации. В больших корпорациях может быть множество подразделений, разделённых территориально. В них можно выделить головной офис и удалённые подразделения:

• Головной офис это место, где каждый подключён к сети, и где располагается основная часть корпоративной информации. Головной офис может иметь сотни или даже тысячи людей, чья работа полностью зависит от доступа к сети. Он может состоять из нескольких соединённых сетей, которые занимают много этажей в офисном здании, или это может быть комплекс, содержащий несколько зданий.
• К этой компьютерной сети могут подключаться различные виды удалённых пользователей, перечисленные ниже:
  • Офисы филиалов: В них меньшие группы людей работают и соединяются посредством компьютерных сетей. В этих сетях также может храниться часть корпоративной информации, но лучше когда филиалы имеют такие локальные совместно-используемые ресурсы как принтеры, а информацию получают прямо из головного офиса.
  • Рабочие места на дому: Когда отдельные сотрудники работают из дома, это называется рабочие места на дому. Эти сотрудники обычно при необходимости временно подключаются к сети головного офиса или филиала для получения доступа к информации или сетевым ресурсам, таким как файл-серверы.
  • Мобильные пользователи: Отдельные сотрудники, которые подключаются к сети из головного офиса, из филиала или в дороге. Доступ к сети необходим им независимо от того, где они находятся.

Основные физические компоненты компьютерной сети

Эта тема описывает типичные физические компоненты компьютерной сети, включая персональные компьютеры, interconnections, коммутаторы и маршрутизаторы.
Существует четыре основных категории физических компонентов компьютерной сети:

• Компьютеры – сервера, как оконечные устройства, передающие и принимающие данные.
• Interconnections представляют собой компонент, передающий данные от одной точки сети к другой. Эта категория включает в себя следующие виды компонентов:
  • Сетевые адаптеры(сетевые платы) – преобразуют данные, обрабатываемые компьютером в формат, пригодные для передачи по локальной сети.
  • Сетевые среды, такие как кабели или провода, по которым сигналы передаются от одного сетевого адаптера к другому.
  • Коннекторы представляют собой точки соединения кабелей и проводов.
• Коммутаторы(Switches) – это устройства, объединяющие оконечные устройства и осуществляющие интеллектуальную передачу данных между ними.
• Маршрутизаторы осуществляют эффективную передачу данных между сетями.

Совместное использование ресурсов

Компьютерные сети позволяют пользователям совместно использовать как информацию так и оборудование. Обычно совместно используются следующие ресурсы:

• Данные и приложения: Пользователи, объединённые сетью могут совместно использовать файлы и даже программное обеспечение, что делает данные более доступными и позволяет более эффективное сотрудничество в разработке совместных проектов.
• Ресурсы: Совместно-используемы ресурсы могут быть как устройствами ввода(камеры), так и устройствами вывода(принтеры).
• Сетевые хранилища информации: Сегодня существует несколько путей предоставления хранилищ информации пользователям. DAS(Direct attached storage) прямое подключение физического диска к ПК или серверу. NAS(Network attached storage) делает диск доступным через специальные сетевые устройства. И, наконец, SANs (storage area networks) - сеть устройств хранения информации.
• Устройства резервного копирования: Сеть может также включать устройства резервного копирования, такие как кассетные устройства, предоставляющие возможность централизованного сохранения файлов на случай непредвиденных ситуаций, таких как поражение вирусами, взлом, неисправность оборудование и т.д., для возможности их восстановления.

Сетевые пользовательские приложения

Хотя существует множество сетевых пользовательских приложений, существует несколько типов приложений, общих для всех пользователей. Этот раздел описывает основные сетевые пользовательские приложения.
Основные сетевые пользовательские приложения:

• E-mail: Очень важный тип приложений для большинства пользователей сети. Позволяет пользователям обмениваться информацией(сообщениями и файлами) не только внутри локальной сети, но и вне её (например с поставщиками, клиентами и т.д.). Примерами программ, работающих с технологией E-mail, являются Microsoft Outlook, Eudora by Qualcomm, The Bat и т.д.
• Веб-браузер: Это приложение осуществляет доступ в Интернет, предоставляющий огромные массивы информации как для дома, так и для работы. Интернат стал жизненно необходим для бизнеса и быта. Это приложение предоставляет общий интерфейс для связи с поставщикам и и клиентами, принятия и исполнения заказов, поиска информации. Самые используемые браузеры это Microsoft Internet Explorer и Netscape Navigator.
• Instant messaging: Этот тип приложений зарождался как персональный чат пользователь-пользователь; однако вскоре были признаны достоинства такого типа приложений на корпоративном уровне и сейчас существует множество подобных продуктов, которые обладают дополнительными возможностями шифрования и аутентификации, необходимых для корпоративного использования.
• Collaboration(совместная работа): Работая группой над совместным проектом намного проще осуществлять взаимодействие через сеть. Например, отдельные сотрудники, создающие разные части годового отчёта или бизнес-плана могут создать свои файлы и отправить их на сервер для сборки в единое целое или создать и модифицировать совместно целый документ без бумажного обращения. Одна из самых известных программ для совместной это Lotus Notes.
• Базы данных: Этот тип приложений позволяет пользователям централизованно хранить информацию на серверах и совместно использовать её, преобразуя в необходимый формат.

Программное обеспечение администрирования компьютерных сетей

Этот тип приложений необходим для людей, отвечающих за поддержку работоспособности сети, чтобы видеть, что происходит в ней в любой момент времени, т.о. обеспечивается беспрерывный доступ пользователей к сети. Администрирование сетей включает конфигурирование, мониторинг и обнаружение неисправностей, а также расширение и развитие сети при росте количества пользователей или требований к связи. Инструменты, используемые для управления компьютерными сетями включают:

• Программы мониторинга сетей: Этот тип программ может быть как простым, так и достаточно сложным, а также существуют платные и бесплатные представители класса. Различают две основные категории программ мониторинга сети:
  • Анализаторы протоколов: Анализаторы протоколов захватывают пакеты, передаваемые по сети между компьютерами и декодируют их, таким образом администратор может просмотреть содержимое и определить что происходит во время передачи.
  • Снифферы: Этот тип программного обеспечения (также называемый снифферы пакетов) работает примерно также, как устройство для подслушивания телефонных разговоров. Они позволяют администратору использовать встроенные инструменты для наблюдения за соединением между обозначенными компьютерами в сети, чтобы определить, как происходит передача данных, и даже что передавалось. Большинство операционных , таких как Microsoft Windows, содержат встроенные инструменты мониторинга сети (Windows Performance Monitor or System Monitor software). Также существуют продукты независимых производителей, таких как Ethereal, Sniffer Technologies и EtherPeek.
• Программы управления сетью: Этот тип программного обеспечения позволяет администратору решать следующие задачи:
  • Документирование состояния устройств сети
  • Управление полномочиями в сети
  • Удалённое управление компьютерами сети
  • Получение сообщений о неисправностях сети
  Многие крупные компании предлагают системы управления сетью, включая Microsoft Systems Management Server (SMS), IBM (Tivoli Enterprise) и Hewlett-Packard (OpenView).

Характеристики компьютерных сетей

Для описания и сравнения сетей могут использоваться множество параметров, в этом курсе будет описан набор наиболее часто используемых характеристик, с помощью которых в дальнейшем будут описываться различные виды сетей. При развитии новой области деятельности очень полезно иметь руководство, описывающее какие параметры этой области важны и как их измерить. <
Сети могут быть описаны с точки зрения исполнения и структуры следующими параметрами:

• Скорость: Это параметр показывает как быстро данные передаются по сети. Более точной характеристикой могла бы быть пропускная способность.
• Стоимость: Показывает полную стоимость компонентов, установки и поддержки сети.
• Защищённость: Показывает насколько защищена сама сеть и данные, передаваемые в ней. Понятие защиты очень важно в компьютерной сети. Защита должна быть продумана перед любым внесением изменений, влияющих на сеть.
• Доступность: Доступность это мера, показывающая насколько сеть будет доступна для использования при необходимости. Для сети, которая должна работать 24 часа сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году доступность рассчитывается делением времени, которое она действительно была доступна для работы на полное количество времени и умножением на 100 для получения процентного показателя. Например, если сеть недоступна 15 минут за год из-за неисправностей, процент доступности сети может быть вычислен следующим образом:
  ([Количество минут в году – не недоступности]/[Количество минут в году]*100) = =[525600 - 15] / [5256000]) * 100 = 99.9971
• Масштабируемость: Масштабируемость(расширяемость) показывает насколько легко сеть может быть расширена, т.е. сможет обслуживать большее количество пользователей или передавать большее количество данных. Если сеть была спроектирована и оптимизирована только для текущих требований, когда в сети потребуются изменения или расширение, можно прийти к мнению что это будет слишком сложно и дорого для сети встретить новые требования.
• Надёжность: Эта характеристика показывает надёжность компонентов (маршрутизаторов, коммутаторов, персональных компьютеров и т.д.), комплектующих сеть и измеряет возможность аварий называемую среднее время между авариями(MTBF - mean time between failure)
• Топология: В описании сетей используются 2 типа топологий: физическая - расположение кабелей, сетевых устройств и оконечных систем, и логическая топология – пути, по которым сигналы передаются по сети.

Эти характеристики и атрибуты предоставляют возможность сравнивать сетевые решения.

Итоги

• Компьютерная сеть это совокупность соединённых между собой устройств, которые могут обмениваться данными друг с другом.
• Существует 4 основных категории физических компонентов сети: компьютер, interconnections, коммутаторы и маршрутизаторы.
• Основные совместно-используемые ресурсы включают: данные и приложения, периферийное оборудование, устройства хранения информации и устройства поддержки.
• Самыми распространёнными сетевыми пользовательскими приложениями являются электронная почта, веб браузер, программы для обмена сообщениями, приложения для совместной разработки проектов и базы данных.
• Программное обеспечение администрирования сети позволяет людям, ответственным за управлением сетью, видеть что происходит в сети. Два главных типа программ сетевого администрирования это программы мониторинга сети(анализаторы протоколов и снифферы пакетов) и программы управления сетью.

*Способы описания компьютерных сетей включают такие характеристики, как скорость, стоимость, защищённость, доступность, масштабируемость, надёжность и топология.