Tutorial de rețea computerizată: Ghidul final

computer networking tutorial

Rețeaua computerizată: ultimul ghid pentru noțiunile de bază ale rețelelor computerizate și conceptele de rețea

Calculatoarele și internetul au schimbat această lume și stilul nostru de viață foarte semnificativ în ultimele decenii.

Cu câteva decenii în urmă, când am vrut să apelăm cuiva pe distanțe lungi la cineva, atunci a trebuit să parcurgem o serie de proceduri plictisitoare pentru ca acest lucru să se întâmple.

Între timp, ar fi foarte costisitor atât din punct de vedere al timpului, cât și al banilor. Cu toate acestea, lucrurile s-au schimbat de-a lungul unei perioade de timp, deoarece tehnologiile avansate au fost introduse acum. Astăzi trebuie doar să atingem un mic buton și, într-o fracțiune de secundă, putem efectua un apel, trimite un mesaj text sau video, foarte ușor cu ajutorul smartphone-urilor, internetului și computerelor.

Factorul principal care stă la baza acestei tehnologii avansate este nimeni altul decât rețelele de calculatoare. Este un set de noduri conectate printr-un link media. Un nod poate fi orice dispozitiv, cum ar fi un modem, imprimantă sau computer, care ar trebui să aibă capacitatea de a trimite sau primi date generate de celelalte noduri prin rețea.

Lista tutorialelor din seria de rețele computerizate:

Înscris mai jos este lista tuturor tutorialelor de rețea din această serie pentru referință.

Să începem cu primul tutorial din această serie.

Ce veți învăța:

• Introducere în rețeaua de calculatoare
  • Model de comunicare de bază
  • Nevoia de rețea computerizată
  • Utilizări ale rețelelor de calculatoare
  • Tipuri de topologii de rețea
    • # 1) Topologie BUS:
    • # 2) Topologie RING:
    • # 3) Topologie STAR:
    • # 4) Topologie MESH:
    • # 5) Topologie TREE:
  • Moduri de transmisie în rețele de calculatoare
    • # 1) Mod Simplex:
    • # 2) Mod semi-duplex:
    • # 3) Mod duplex complet:
  • Medii de transmisie în rețele de calculatoare
    • # 1) Cablu coaxial:
    • # 2) Cablu pereche răsucite:
    • # 3) Cablu fibra optica:
  • Comunicații fără fir
    • # 1) Undele radio:
    • # 2) Cuptoare cu microunde:
    • # 3) Undele infraroșii:
  • Concluzie
  • Lectură recomandată

Introducere în rețeaua de calculatoare

Rețeaua de calculatoare este practic o rețea de telecomunicații digitale care permite nodurilor să aloce resurse. O rețea de calculatoare ar trebui să fie un set de două sau mai mult de două computere, imprimante și noduri care vor transmite sau primi date prin medii cu fir, cum ar fi cablu de cupru sau cablu optic sau medii fără fir, cum ar fi WiFi.

Cel mai bunExemplua unei rețele de calculatoare este Internetul.

O rețea de calculatoare nu înseamnă un sistem care are o singură unitate de control conectată cu celelalte sisteme care se comportă ca sclavi.

Mai mult, ar trebui să poată îndeplini anumite criterii, după cum se menționează mai jos:

• Performanţă
• Fiabilitate
• Securitate

Să discutăm aceste trei în detaliu.

# 1) Performanță:

Performanța rețelei poate fi calculată prin măsurarea timpului de tranzit și a timpului de răspuns, care este definit după cum urmează:

• Timp de tranzit: Este timpul luat de date pentru a călători dintr-un punct sursă în alt punct de destinație.
• Timp de raspuns: Este timpul care a trecut între interogare și răspuns.

# 2) Fiabilitate:

Fiabilitatea este verificată prin măsurarea defecțiunilor rețelei. Cu cât numărul de defecțiuni este mai mare, cu atât fiabilitatea va fi mai mică.

# 3) Securitate:

Securitatea este definită ca modul în care datele noastre sunt protejate de utilizatorii nedoriti.

Când datele curg într-o rețea, acestea trec prin diferite straturi de rețea. Prin urmare, datele pot fi difuzate de utilizatorii nedoriti dacă sunt urmărite. Astfel, securitatea datelor este cea mai importantă parte a rețelelor de calculatoare.

O rețea bună este cea care este extrem de securizată, eficientă și ușor de accesat, astfel încât să puteți partaja cu ușurință date pe aceeași rețea fără lacune.

Model de comunicare de bază

Componentele comunicării datelor:

• Mesaj: Este informația care trebuie livrată.
• Expeditor: Expeditor este persoana care trimite mesajul.
• Receptor: Receptorul este persoana căreia i se trimite mesajul.
• Mediu: Este suportul prin care este trimis mesajul. De exemplu , Un modem.
• Protocol: Acestea sunt un set de reguli care guvernează comunicarea datelor.

Alte aspecte ale rețelelor de calculatoare:

Suportă toate tipurile de date și mesaje care pot fi sub formă de voce, video sau text.

Este foarte rapid și durează doar o fracțiune de secundă pentru comunicarea datelor. Este un mediu de comunicare foarte securizat, foarte reticent în ceea ce privește costurile și extrem de eficient și, prin urmare, este ușor de accesat și.

Nevoia de rețea computerizată

Mai jos sunt enumerate diferitele nevoi:

• Comunicare între un PC la alt PC.
• Schimb de date între diferiți utilizatori ai aceleiași platforme.
• Schimb de software și baze de date scumpe.
• Partajarea informațiilor VAN .
• Folosit pentru partajarea dispozitivelor hardware, precum și a software-ului precum imprimante, modemuri, hub-uri etc.

Utilizări ale rețelelor de calculatoare

Să aruncăm o privire la câteva exemple de rețele de calculatoare atât în ​​viața noastră de zi cu zi, cât și în scopuri comerciale și vom vedea, de asemenea, cum va aduce revoluția în aceste domenii.

# 1) Partajarea resurselor : singurul scop este de a face ca toate echipamentele software și hardware, în special, imprimantele și comutatoarele, să fie accesibile oricui din rețea, indiferent de locația fizică a expeditorului sau a receptorului.

# 2) Model server-client : Imaginați-vă un model în care datele unei firme sunt stocate pe un computer inteligent, care este foarte securizat cu firewall-uri și este situat în biroul companiei. Acum, un angajat al firmei trebuie să acceseze datele de la distanță cu desktopul său simplu.

În acest model, desktopul angajatului va fi Clientul și computerul situat la birou va fi Serverul.

# 3) Mediu de comunicare : O rețea de calculatoare oferă o configurare puternică a mediului de comunicare între angajații dintr-un birou.

Aproape fiecare companie (care are două sau mai multe computere) va folosi o funcționalitate de poștă electronică (poștă electronică) pe care toți angajații o vor folosi în general pentru o comunicare excelentă de zi cu zi.

# 4) E-commerce: În zilele noastre, cumpărăturile online stând la confortul casei noastre sunt la curent.

A face afaceri cu consumatorii pe internet este foarte convenabil și economisește și timp. Companiilor aeriene, librăriilor, cumpărăturilor online, rezervării hotelurilor, tranzacționării online și vânzătorilor de muzică simt că clienților le place ușurința de a face cumpărături de acasă.

Cele mai populare forme de comerț electronic sunt enumerate în figura de mai jos:

Tipuri de topologii de rețea

Diferitele tipuri de topologii de rețea sunt explicate mai jos, cu reprezentări picturale, pentru o înțelegere ușoară.

# 1) Topologie BUS:

În această topologie, fiecare dispozitiv de rețea este conectat la un singur cablu și transmite date doar într-o singură direcție.

Avantaje:

• Cost-eficient
• Poate fi utilizat în rețele mici.
• Este ușor de înțeles.
• Este necesar mai puțin cablu în comparație cu celelalte topologii.

Dezavantaje:

• Dacă cablul se defectează, întreaga rețea va eșua.
• Funcționare lentă.
• Cablul are o lungime limitată.

# 2) Topologie RING:

În această topologie, fiecare computer este conectat la un alt computer sub forma unui inel cu ultimul computer conectat la primul.

Fiecare dispozitiv va avea doi vecini. Fluxul de date din această topologie este unidirecțional, dar poate fi făcut bidirecțional prin utilizarea conexiunii duale dintre fiecare nod care se numește topologie cu inel dublu.

cum să tipăriți un element dintr-o matrice în java

Într-o topologie cu două inele, două inele funcționează în legătura principală și de protecție, astfel încât, dacă o legătură eșuează, atunci datele vor circula prin cealaltă legătură și vor menține rețeaua în viață, oferind astfel arhitectură de auto-vindecare.

Avantaje:

• Ușor de instalat și extins.
• Poate fi utilizat cu ușurință pentru transmiterea datelor imense de trafic.

Dezavantaje:

• Eșecul unui nod va afecta întreaga rețea.
• Depanarea este dificilă în topologia inelului.

# 3) Topologie STAR:

În acest tip de topologie, toate nodurile sunt conectate la un singur dispozitiv de rețea printr-un cablu.

Dispozitivul de rețea poate fi un hub, switch sau router, care va fi un nod central și toate celelalte noduri vor fi conectate cu acest nod central. Fiecare nod are propria conectivitate dedicată cu nodul central. Nodul central se poate comporta ca un repetor și poate fi utilizat cu OFC, cablu răsucit etc.

Avantaje:

• Gradarea în sus a unui nod central se poate face cu ușurință.
• Dacă un nod eșuează, atunci acesta nu va afecta întreaga rețea și rețeaua va funcționa fără probleme.
• Depanarea defecțiunii este ușoară.
• Simplu de operat.

Dezavantaje:

• Cost ridicat.
• Dacă nodul central devine defect, întreaga rețea va fi întreruptă, deoarece toate nodurile sunt dependente de cel central.
• Performanța rețelei se bazează pe performanța și capacitatea nodului central.

# 4) Topologie MESH:

Fiecare nod este conectat la altul cu o topologie punct la punct și fiecare nod este conectat unul la altul.

Există două tehnici de transmitere a datelor prin Topologia Mesh. Una este rutarea, iar cealaltă este inundația. În tehnica de rutare, nodurile urmează o logică de rutare conform rețelei necesare pentru a direcționa datele de la sursă la destinație folosind cea mai scurtă cale.

În tehnica de inundare, aceleași date sunt transmise către toate nodurile rețelei, prin urmare nu este necesară nicio logică de rutare. Rețeaua este robustă în caz de inundații și este greu să pierzi orice date, cu toate acestea, duce la încărcări nedorite pe rețea.

Avantaje :

• Este robust.
• Eroarea poate fi ușor detectată.
• Foarte sigur

Dezavantaje :

• Foarte costisitor.
• Instalarea și configurarea sunt dificile.

# 5) Topologie TREE:

Are un nod rădăcină și toate subnodurile sunt conectate la nodul rădăcină sub forma arborelui, făcând astfel o ierarhie. În mod normal, are trei niveluri de ierarhie și poate fi extins în funcție de necesitatea rețelei.

Avantaje :

• Detectarea defecțiunilor este ușoară.
• Poate extinde rețeaua ori de câte ori este necesar, conform cerințelor.
• Întreținere ușoară.

Dezavantaje :

• Cost ridicat.
• Când este utilizat pentru WAN, este dificil de întreținut.

Moduri de transmisie în rețele de calculatoare

Este metoda de transmitere a datelor între două noduri conectate printr-o rețea.

Există trei tipuri de moduri de transmisie, care sunt explicate mai jos:

# 1) Mod Simplex:

În acest tip de mod, datele pot fi trimise într-o singură direcție. Prin urmare, modul de comunicare este unidirecțional. Aici, putem doar să trimitem date și nu ne putem aștepta să primim niciun răspuns la acestea.

diferențe între c ++ și java

Exemplu : Difuzoare, CPU, monitor, difuzare de televiziune etc.

# 2) Mod semi-duplex:

Modul semi-duplex înseamnă că datele pot fi transmise în ambele direcții pe o singură frecvență purtătoare, dar nu în același timp.

Exemplu : Walkie-talkie - În acest mesaj, mesajul poate fi trimis în ambele direcții, dar numai unul câte unul.

# 3) Mod duplex complet:

Full duplex înseamnă că datele pot fi trimise simultan în ambele direcții.

Exemplu : Telefon - în care atât persoanele care îl folosesc pot vorbi și asculta în același timp.

Medii de transmisie în rețele de calculatoare

Mediul de transmisie este mediul prin care vom face schimb de date sub formă de voce / mesaj / video între sursă și punctul de destinație.

Primul strat al stratului OSI, adică stratul fizic joacă un rol important în furnizarea suportului de transmisie pentru a trimite date de la expeditor la receptor sau a schimba date dintr-un punct în altul. Vom studia în detaliu acest lucru în legătură cu aceasta.

În funcție de factori precum tipul de rețea, costul și ușurința instalării, condițiile de mediu, necesitatea afacerii și distanțele dintre expeditor și receptor, vom decide ce mediu de transmisie va fi potrivit pentru un schimb de date.

Tipuri de suporturi de transmisie:

# 1) Cablu coaxial:

Cablul coaxial este practic doi conductori care sunt paraleli unul cu celălalt. Cuprul este utilizat în principal în cablul coaxial ca conductor central și poate fi sub formă de cablu solid. Este înconjurat de o instalație din PVC în care un scut are o învelire metalică exterioară.

Partea exterioară este utilizată ca un scut împotriva zgomotului și, de asemenea, ca un conductor care completează întregul circuit. Partea exterioară este un capac din plastic care este utilizat pentru a proteja cablul general.

A fost utilizat în sistemele de comunicații analogice în care o singură rețea de cablu poate transporta semnale vocale de 10K. De asemenea, furnizorii de rețele TV prin cablu utilizează pe scară largă cablul coaxial în întreaga rețea TV.

# 2) Cablu pereche răsucite:

Este cel mai popular mediu de transmisie prin cablu și este utilizat pe scară largă. Este ieftin și este mai ușor de instalat decât cablurile coaxiale.

Este alcătuit din doi conductori (în mod obișnuit se folosește cupru), fiecare având propria izolație din plastic și răsucite între ele. Unul este împământat, iar celălalt este utilizat pentru a transporta semnale de la expeditor la receptor. Perechi separate sunt utilizate pentru trimiterea și primirea.

Există două tipuri de cabluri cu perechi răsucite, adică perechi răsucite neecranate și cabluri cu perechi răsucite ecranate. În sistemele de telecomunicații, cablul conector RJ 45, care este o combinație de 4 perechi de cabluri, este utilizat pe scară largă.

Este utilizat în comunicații LAN și conexiuni telefonice fixe, deoarece are o capacitate mare de lățime de bandă și oferă conexiuni cu date și voce ridicate.

# 3) Cablu fibra optica:

LA cablu de fibra optica este alcătuit dintr-un miez înconjurat de un material transparent de placare cu un indice mai mic de reflexie. Folosește proprietățile luminii pentru ca semnalele să circule între ele. Astfel, Lumina este păstrată în miez folosind metoda reflexiei interne totale care determină fibra să acționeze ca un ghid de undă.

În fibra multi-mod, există mai multe căi de propagare și fibrele utilizate pentru a avea diametre mai mari ale miezului. Acest tip de fibră este utilizat în cea mai mare parte în soluții intra-clădire.

În timp ce în fibrele monomod există o singură cale de propagare și diametrul miezului utilizat este relativ mai mic. Acest tip de fibră este utilizat în rețelele cu zone largi.

O fibră optică este o fibră flexibilă și transparentă care constă din sticlă de siliciu sau plastic. Fibrele optice transmit semnale sub formă de lumină între cele două capete ale fibrei, permițând astfel transmiterea pe distanțe mai mari și la o lățime de bandă mai mare decât cablurile perechi coaxiale și răsucite sau cablurile electrice.

Fibrele sunt folosite în locul firelor metalice în acest sens, prin urmare, semnalul va circula cu pierderi foarte mici de semnale de la emițător la receptor și, de asemenea, imune la interferențele electromagnetice. Astfel, eficiența și fiabilitatea sa sunt foarte mari și, de asemenea, are o greutate foarte mică.

Datorită proprietăților de mai sus ale cablurilor cu fibră optică, acestea sunt de preferat în general față de firele electrice pentru comunicațiile pe distanțe lungi. Singurul dezavantaj al OFC este costul ridicat de instalare, iar întreținerea este, de asemenea, foarte dificilă.

Comunicații fără fir

Până acum am studiat modurile de comunicații prin cablu în care am folosit conductori sau suporturi ghidate pentru comunicare pentru a transporta semnale de la sursă la destinație și am folosit sârmă de sticlă sau cupru ca suport fizic în scopul comunicării.

Mediile care transportă semnalele electromagnetice fără a utiliza niciun mediu fizic se numesc medii de comunicații fără fir sau medii de transmisie neguidate. Semnalele sunt transmise prin aer și sunt disponibile pentru oricine are capacitatea de a le primi.

Frecvența utilizată pentru comunicația fără fir este de la 3KHz la 900THz.

Putem clasifica comunicarea fără fir în 3 moduri, după cum se menționează mai jos:

# 1) Undele radio:

Semnalele care au o frecvență de transmisie cuprinsă între 3KHz și 1 GHz se numesc unde radio.

Acestea sunt omnidirecționale, deoarece atunci când o antenă transmite semnale, aceasta o va trimite în toate direcțiile, ceea ce înseamnă că transmiterea și recepția antenei nu trebuie să fie aliniate una cu cealaltă. Dacă cineva trimite semnale de undă radio, atunci orice antenă cu proprietăți de recepție o poate primi.

Dezavantajul său este că, deoarece semnalele sunt transmise prin unde radio, acesta poate fi interceptat de oricine, prin urmare nu este potrivit pentru trimiterea de date importante clasificate, dar poate fi utilizat în scopul în care există un singur expeditor și mai mulți receptori.

Exemplu: Este utilizat în AM, radio FM, televiziune și paginare.

# 2) Cuptoare cu microunde:

Semnalele care au o frecvență de transmisie cuprinsă între 1GHz și 300GHz se numesc microunde.

Acestea sunt unde unidirecționale, ceea ce înseamnă că atunci când semnalul este transmis între antena emițătorului și receptorului, atunci ambele trebuie aliniate. Microundele au mai puține probleme de interferență decât comunicația cu unde radio, deoarece atât emițătorul, cât și antena receptorului sunt aliniate una la cealaltă la ambele capete.

Propagarea cu microunde este modul de comunicare prin linia de vedere, iar turnurile cu antene montate trebuie să se afle în linia directă de vedere, prin urmare, înălțimea turnului trebuie să fie foarte mare pentru o comunicare adecvată. Două tipuri de antene sunt utilizate pentru comunicarea cu microunde, adică Vas parabolic și Corn .

Microundele sunt utile în sistemele de comunicație unu la unu datorită proprietăților sale unidirecționale. Astfel, este foarte utilizat în comunicațiile prin satelit și LAN fără fir.

Poate fi folosit și pentru telecomunicații pe distanțe mari, deoarece microundele pot transporta 1000 de date vocale în același interval de timp.

Există două tipuri de comunicații cu microunde:

1. Cuptor cu microunde terestru
2. Cuptor cu microunde prin satelit

Singurul dezavantaj al cuptorului cu microunde este că este foarte costisitor.

# 3) Undele infraroșii:

Semnalele care au o frecvență de transmisie cuprinsă între 300GHz și 400THz se numesc unde infraroșii.

Poate fi utilizat pentru comunicații pe distanțe scurte, deoarece infraroșii cu frecvențe înalte nu pot pătrunde în încăperi și astfel împiedică interferența dintre un dispozitiv la altul.

Exemplu : Utilizarea telecomenzii cu infraroșu de către vecini.

Concluzie

Prin acest tutorial, am studiat elementele de bază ale rețelelor de calculatoare și semnificația acesteia în lumea digitală de astăzi.

Diferitele tipuri de suporturi, topologie și moduri de transmisie utilizate pentru conectarea diferitelor tipuri de noduri din rețea au fost, de asemenea, explicate aici. Am văzut, de asemenea, modul în care rețelele de calculatoare sunt utilizate pentru rețelele intra-clădire, rețelele inter-orașe și internetul mondial, adică internetul

NEXT Tutorial

Lectură recomandată

• 7 straturi ale modelului OSI (un ghid complet)
• Model TCP / IP cu diferite straturi
• Un ghid complet pentru firewall: Cum să construiți un sistem de rețea securizat
• Totul despre routere: tipuri de routere, tabel de rutare și rutare IP
• Totul despre comutatoarele Layer 2 și Layer 3 din sistemul de rețea
• Ghid pentru masca de subrețea (subrețea) și calculatorul de subrețea IP
• LAN VS WAN VS MAN: Diferența exactă între tipurile de rețea
• Ce este rețeaua extinsă (WAN): Exemple de rețea WAN live