Водич за рачунарско умрежавање: Крајњи водич

computer networking tutorial

Рачунарске мреже: Врхунски водич за основе рачунарске мреже и концепте умрежавања

Рачунари и Интернет веома су променили овај свет и наш начин живота током последњих неколико деценија.

Пре неколико деценија, када смо неком желели да упутимо позив на магистрални телефон, тада смо морали да прођемо кроз низ заморних процедура да бисмо то остварили.

У међувремену, то би било јако скупо и временски и новчано. Међутим, ствари су се током одређеног временског периода промениле како су сада уведене напредне технологије. Данас треба само да додирнемо мало дугме и у делићу секунде можемо врло лако да телефонирамо, пошаљемо текстуалну или видео поруку уз помоћ паметних телефона, интернета и рачунара.

Главни фактор који стоји иза ове напредне технологије је нико други до рачунарске мреже. То је скуп чворова повезаних медијском везом. Чвор може бити било који уређај као што је модем, штампач или рачунар који треба да има могућност слања или пријема података које генеришу други чворови преко мреже.

Списак лекција из серијала о рачунарским мрежама:

Доље је наведена листа свих мрежних упутстава у овој серији за вашу референцу.

Почнимо са првим упутством у овој серији.

Шта ћете научити:

• Увод у рачунарске мреже
  • Основни модел комуникације
  • Потреба за рачунарским мрежама
  • Употреба рачунарских мрежа
  • Врсте мрежних топологија
    • # 1) БУС топологија:
    • # 2) Топологија РИНГ:
    • # 3) СТАР топологија:
    • # 4) МЕСХ топологија:
    • # 5) Топологија дрвећа:
  • Начини преноса у рачунарским мрежама
    • # 1) Једноставни режим:
    • # 2) Режим полудуплекса:
    • # 3) Фулл-Дуплек режим:
  • Медији преноса у рачунарским мрежама
    • # 1) Коаксијални кабл:
    • # 2) Кабл са уплетеним паром:
    • # 3) Оптички кабл:
  • Бежични комуникациони медији
    • # 1) Радио таласи:
    • # 2) Микроталасне пећнице:
    • # 3) Инфрацрвени таласи:
  • Закључак
  • Препоручено читање

Увод у рачунарске мреже

Рачунарска мрежа је у основи дигитална телекомуникациона мрежа која омогућава чворовима да распоређују ресурсе. Рачунарска мрежа треба да буде скуп од два или више рачунара, штампача и чворова који ће преносити или примати податке путем жичаних медија попут бакарног кабла или оптичког кабла или бежичних медија попут ВиФи-а.

НајбољеПримеррачунарске мреже је Интернет.

Рачунарска мрежа не значи систем који има једну контролну јединицу повезану са осталим системима који се понашају као њени робови.

Штавише, требало би да буде у стању да испуни одређене критеријуме како је наведено у наставку:

• Перформансе
• Поузданост
• Сигурност

Размотримо детаљно ово троје.

# 1) Перформансе:

Перформансе мреже могу се израчунати мерењем транзитног времена и времена одзива које је дефинисано на следећи начин:

• Транзитног времена: Време је потребно подацима за путовање од једне до друге тачке одредишта.
• Време одзива: Прошло је време између упита и одговора.

# 2) Поузданост:

Поузданост се проверава мерењем кварова на мрежи. Што је већи број кварова, то ће мања бити поузданост.

# 3) Безбедност:

Сигурност је дефинисана као заштита наших података од нежељених корисника.

Када подаци теку у мрежи, они пролазе кроз различите мрежне слојеве. Стога нежељени корисници могу процурити до података ако им се уђе у траг. Стога је сигурност података најважнији део рачунарских мрежа.

Добра мрежа је она која је високо обезбеђена, ефикасна и којој је лако приступити, тако да се може лако делити податке на истој мрежи без икаквих рупа.

Основни модел комуникације

Компоненте комуникације података:

• Порука: То су информације које треба доставити.
• Пошиљалац: Пошиљалац је особа која шаље поруку.
• Пријемник: Пријемник је особа којој се порука шаље.
• Средње: То је медиј путем којег се порука шаље. На пример , Модем.
• Протокол: То је скуп правила која регулишу пренос података.

Остали аспекти рачунарских мрежа:

Подржава све врсте података и порука које могу бити у облику гласа, видеа или текста.

Веома је брз и траје само делић секунде за комуникацију података. То је високо заштићен медиј комуникације, врло невољан по цени и изузетно ефикасан, а самим тим му је и лак приступ.

Потреба за рачунарским мрежама

У наставку су наведене разне потребе:

• Комуникација између једног рачунара са другим рачунаром.
• Размена података између различитих корисника исте платформе.
• Размена скупог софтвера и базе података.
• Преко дељења информација ВАН .
• Користи се за дељење хардверских уређаја као и софтвера као што су штампачи, модеми, чворишта итд.

Употреба рачунарских мрежа

Погледајмо неке примере рачунарских мрежа како у свакодневном животу, тако и у пословне сврхе, а видећемо и како ће то донети револуцију на овим пољима.

# 1) Дељење ресурса : једини циљ је да сва софтверска и хардверска опрема, посебно штампачи и прекидачи, буду доступни свима на мрежи без обзира на физичку локацију пошиљаоца или примаоца.

# 2) Модел сервер-клијент : Замислите модел у коме се подаци фирме чувају на неком паметном рачунару који је високо заштићен заштитним зидовима и налази се у канцеларији компаније. Сада запослени у фирми треба да приступи подацима на даљину помоћу своје једноставне радне површине.

У овом моделу радна површина запосленог биће клијент, а рачунар који се налази у канцеларији Сервер.

# 3) Медијум комуникације : Рачунарска мрежа пружа снажно подешавање комуникационог медија међу запосленима у канцеларији.

Готово свака компанија (која има два или више рачунара) користиће функцију е-поште (електронске поште) коју ће сви запослени углавном користити за велику трговину свакодневном комуникацијом.

# 4) Електронска трговина: Данас је куповина на мрежи седећи у удобности нашег дома у тренду.

Склапање посла са потрошачима путем Интернета је врло згодно и такође штеди време. Авио компаније, књижаре, куповина путем Интернета, резервације хотела, трговина на мрежи и продавци музике осећају да купци воле једноставност куповине од куће.

Најпопуларнији облици е-трговине наведени су на доњој слици:

Врсте мрежних топологија

У наставку су објашњени различити типови мрежних топологија са сликовитим приказом ради лакшег разумевања.

# 1) БУС топологија:

У овој топологији, сваки мрежни уређај повезан је на један кабл и он преноси податке само у једном смеру.

Предности:

• Исплативо
• Може се користити у малим мрежама.
• То је лако разумети.
• Потребно је врло мало кабла у поређењу са осталим топологијама.

Мане:

• Ако кабл постане неисправан, цела мрежа неће успети.
• Споро у раду.
• Кабл има ограничену дужину.

# 2) Топологија РИНГ:

У овој топологији, сваки рачунар је повезан са другим рачунаром у облику прстена са последњим рачунаром повезаним са првим.

Сваки уређај ће имати по два комшија. Ток података у овој топологији је једносмеран, али се може учинити двосмерним коришћењем двоструке везе између сваког чвора која се назива двострука прстенаста топологија.

јира питања за интервју за сцрум мајстора

У топологији двоструког прстена, два прстена раде у главној и заштитној вези, тако да ако једна веза не успије, подаци ће пролазити кроз другу везу и одржавати мрежу живом, пружајући тако архитектуру самоизљечења.

Предности:

• Лако се инсталира и проширује.
• Може се лако користити за пренос огромних података о саобраћају.

Мане:

• Неуспех једног чвора утицаће на целу мрежу.
• Решавање проблема је тешко у топологији прстена.

# 3) СТАР топологија:

У овој врсти топологије, сви чворови су повезани на један мрежни уређај каблом.

Мрежни уређај може бити чвориште, прекидач или рутер, који ће бити централни чвор, а сви остали чворови биће повезани са овим централним чвором. Сваки чвор има своју наменску повезаност са централним чвором. Централни чвор се може понашати као репетитор и може се користити са ОФЦ, увијеним жичаним каблом итд.

Предности:

• Надоградња централног чвора може се извршити лако.
• Ако један чвор закаже, то неће утицати на целу мрежу и мрежа ће радити глатко.
• Отклањање кварова је једноставно.
• Једноставно руковање.

Мане:

• Високи трошкови.
• Ако централни чвор постане неисправан, цела мрежа ће се прекинути јер су сви чворови зависни од централног.
• Перформансе мреже заснивају се на перформансама и капацитету централног чвора.

# 4) МЕСХ топологија:

Сваки чвор је повезан са другим топологијом од тачке до тачке и сваки чвор је повезан међусобно.

Постоје две технике за пренос података преко мрежасте топологије. Једна рутира, а друга плави. У техници рутирања, чворови следе логику рутирања према мрежи која је потребна за усмеравање података од извора до одредишта помоћу најкраће путање.

У техници поплаве, исти подаци се преносе на све чворове мреже, па стога није потребна логика усмеравања. Мрежа је робусна у случају поплаве и тешко је изгубити податке, међутим то доводи до нежељеног оптерећења мреже.

Предности :

• Робустан је.
• Квар се лако може открити.
• Веома сигурно

Мане :

• Веома скупо.
• Инсталација и конфигурација су тешки.

# 5) Топологија дрвећа:

Има коријенски чвор и сви подчворови су повезани са кореновим чвором у облику стабла, чинећи тако хијерархију. Уобичајено има три нивоа хијерархије и може се проширити према потреби мреже.

Предности :

• Откривање кварова је једноставно.
• Може проширити мрежу кад год је потребно према захтеву.
• Једноставно одржавање.

Мане :

• Високи трошкови.
• Када се користи за ВАН, тешко га је одржавати.

Начини преноса у рачунарским мрежама

То је метода преноса података између два чвора повезана мрежом.

Постоје три врсте начина преноса, који су објашњени у наставку:

# 1) Једноставни режим:

У овом начину рада подаци се могу слати само у једном смеру. Отуда је начин комуникације једносмеран. Овде можемо само да шаљемо податке и не можемо очекивати да ћемо добити било какав одговор на њих.

софтверски пакет дизајниран за аутоматизацију контроле верзија

Пример : Звучници, ЦПУ, монитор, телевизијско емитовање итд.

# 2) Режим полудуплекса:

Режим полудуплекса значи да се подаци могу преносити у оба смера на једној носећој фреквенцији, али не истовремено.

Пример : Воки-токи - У овом случају порука може да се пошаље у оба смера, али само једно по једно.

# 3) Фулл-Дуплек режим:

Фулл дуплек значи да се подаци могу истовремено слати у оба смера.

Пример : Телефон - у којем обоје који га користе могу истовремено разговарати и слушати.

Медији преноса у рачунарским мрежама

Преносни медиј је медиј путем којег ћемо размењивати податке у облику гласа / поруке / видео записа између извора и одредишне тачке.

Први слој ОСИ слоја, тј. Физички слој игра важну улогу у обезбеђивању преносног медија за слање података од пошиљаоца до примаоца или размену података са једне тачке на другу. Даље ћемо ово детаљно проучити о томе.

У зависности од фактора као што су врста мреже, цена и лакоћа инсталације, услови околине, потреба пословања и удаљеност између пошиљаоца и примаоца, одлучићемо који ће преносни медиј бити погодан за размену података.

Врсте преносних медија:

# 1) Коаксијални кабл:

Коаксијални кабл су у основи два проводника која су паралелна један другом. Бакар се углавном користи у коаксијалном каблу као централни проводник и може бити у облику пуне жице. Окружен је ПВЦ инсталацијом у којој штит има спољни метални омотач.

Спољни део се користи као штит против буке, а такође и као проводник који употпуњује цело коло. Крајњи део је пластични поклопац који се користи за заштиту целокупног кабла.

Коришћен је у аналогним комуникационим системима где једна кабловска мрежа може да пренесе 10К гласовних сигнала. Провајдери кабловске ТВ мреже такође широко користе коаксијални кабл у целој ТВ мрежи.

# 2) Кабл са уплетеним паровима:

То је најпопуларнији жичани преносни медијум и користи се врло широко. Јефтин је и лакши за инсталацију од коаксијалних каблова.

Састоји се од два проводника (обично се користи бакар), сваки који има своју пластичну изолацију и међусобно увијен. Један је уземљен, а други се користи за пренос сигнала од пошиљаоца до пријемника. За слање и примање користе се одвојени парови.

Постоје две врсте каблова упредених пара, тј. Неоклопљени уплетени пар и оклопљени уплетени пар. У телекомуникационим системима се широко користи РЈ 45 конекторски кабл који је комбинација 4 пара каблова.

Користи се у ЛАН комуникацији и телефонским фиксним везама, јер има капацитет велике пропусности и пружа велике везе података и брзине гласа.

# 3) Оптички кабл:

ДО оптички кабл састоји се од језгра окруженог прозирним материјалом за облагање са мањим индексом рефлексије. Користи својства светлости за кретање сигнала између њих. Тако се Светлост задржава у језгру методом тоталне унутрашње рефлексије која доводи до тога да влакно делује као таласовод.

У вишемодном влакну постоји више путања ширења и влакна се користе за шире пречнике језгра. Ова врста влакана се углавном користи у растворима унутар зграде.

Док у једносмјерним влакнима постоји један пут ширења, а пречник језгра који се користи је релативно мањи. Ова врста влакана користи се у мрежама широког подручја.

Оптичко влакно је флексибилно и прозирно влакно које се састоји од силицијум-стакла или пластике. Оптичка влакна преносе сигнале у облику светлости између два краја влакна, па омогућавају пренос на веће удаљености и при већој ширини опсега од коаксијалних и уплетених парних каблова или електричних каблова.

У томе се уместо металних жица користе влакна, стога ће сигнал путовати са врло малим губицима сигнала од пошиљаоца до пријемника и такође ће бити имун на електромагнетне сметње. Стога су његова ефикасност и поузданост врло високи, а такође је и врло мале тежине.

Због горе наведених својстава оптичких каблова, они су углавном бољи од електричних жица за велике даљинске комуникације. Једини недостатак ОФЦ-а су високи трошкови уградње, а његово одржавање је такође веома тешко.

Бежични комуникациони медији

До сада смо проучавали жичане начине комуникације у којима смо користили проводнике или вођене медије за комуникацију за пренос сигнала од извора до одредишта, а стаклену или бакарну жицу користили смо као физички медиј у комуникацијске сврхе.

Медији који преносе електромагнетне сигнале без употребе било ког физичког медија називају се бежичним комуникационим медијима или невођеним медијима за пренос. Сигнали се емитују у етеру и доступни су свима који имају могућност да их приме.

Фреквенција која се користи за бежичну комуникацију је од 3КХз до 900ТХз.

Бежичну комуникацију можемо категорисати на 3 начина како је поменуто у наставку:

# 1) Радио таласи:

Сигнали који имају фреквенцију одашиљања у распону од 3КХз до 1 ГХз називају се радио таласи.

Они су свесмерни, јер када антена преноси сигнале, она ће их слати у свим смеровима, што значи да антена за слање и примање не мора бити усклађена једна с другом. Ако неко пошаље радиоталасне сигнале, тада га може примити било која антена која има пријемна својства.

Његова мана је што, пошто се сигнали преносе путем радио таласа, може их свако пресрести, стога није погодан за слање поверљивих важних података, али се може користити у сврху када постоји само један пошиљалац и много пријемника.

Пример: Користи се у АМ, ФМ радију, телевизији и пејџингу.

# 2) Микроталасне пећнице:

Сигнали који имају преносну фреквенцију у опсегу од 1ГХз до 300ГХз називају се микроталасима.

То су једносмерни таласи, што значи да када се сигнал преноси између антене пошиљаоца и пријемника, тада оба треба поравнати. Микроталаси имају мање проблема са сметњама од комуникације са радио таласима, јер су и антена пошиљаоца и пријемника поравнате једна на другој на оба краја.

Ширење микроталаса је начин видљивости путем комуникације, а торњеви са монтираним антенама морају бити у директном видокругу, стога висина торња мора бити врло велика за правилну комуникацију. Два типа антена користе се за микроталасну комуникацију, тј Параболично јело и Хорн .

Микроталаси су корисни у једном до једном комуникационом систему због својих једносмерних својстава. Стога се врло широко користи у сателитској и бежичној ЛАН комуникацији.

Такође се може користити за телекомуникације на велике даљине, јер микроталаси могу да преносе 1000 гласовних података у истом временском интервалу.

Постоје две врсте микроталасне комуникације:

1. Земаљска микроталасна
2. Сателитска микроталасна

Једини недостатак микроталасне пећнице је што је веома скупа.

# 3) Инфрацрвени таласи:

Сигнали који имају преносну фреквенцију у опсегу од 300ГХз до 400ТХз називају се инфрацрвеним таласима.

Може се користити за комуникацију на кратким удаљеностима, јер инфрацрвена мрежа са високим фреквенцијама не може продрети у собе и на тај начин спречава сметње између једног уређаја са другим.

Пример : Коришћење инфрацрвеног даљинског управљача од стране комшија.

Закључак

Кроз ово упутство смо проучавали основне градивне елементе рачунарског умрежавања и његов значај у данашњем дигиталном свету.

Овде су такође објашњени различити типови медија, топологија и начини преноса који се користе за повезивање различитих врста чворова у мрежи. Такође смо видели како се рачунарске мреже користе за умрежавање унутар зграда, међуградско умрежавање и светску мрежу, тј. Интернет.

СЛЕДЕЋА Лекција

Препоручено читање

• 7 слојева ОСИ модела (потпун водич)
• ТЦП / ИП модел са различитим слојевима
• Комплетан водич за заштитни зид: Како изградити сигуран мрежни систем
• Све о рутерима: типови рутера, табела рутирања и ИП рутирање
• Све о преклопницима нивоа 2 и слоја 3 у мрежном систему
• Водич за маску подмреже (подмреже) и калкулатор подмреже ИП
• ЛАН против ВАН-а против МАН-а: Тачна разлика између типова мрежа
• Шта је мрежа широког подручја (ВАН): примери ВАН мреже уживо