Обзор различных типов сетей или архитектура компьютерных систем

По сети мы подразумеваем любое количество независимых систем, которые связаны друг с другом таким образом, чтобы обеспечить обмен данными . Системы, соединенные друг с другом, должны иметь физическое соединение, а также логику. Последний создается через определенные сетевые протоколы, такие как TCP (протокол управления передачей). Соединение двух компьютеров достаточно, чтобы считаться сетью.

 

Сети сконфигурированы с очень специфической целью, которая может быть передачей данных из одной системы в другую или к созданию общих ресурсов, таких как серверы, базы данных или принтеры, доступные в сети. В зависимости от размера и диапазона компьютерной системы можно различать различные размеры сети . Среди наиболее важных типов сетей:

 

  • Персональная сеть (PAN)

  • Локальная сеть (LAN)

  • Столичная зона (MAN)

  • Глобальная сеть (WAN)

  • Глобальная зональная сеть (GAN)


Физическое соединение, которое лежит в основе этих типов сетей, может быть реализовано кабелем или радиоволнами (радиотехника). Часто физические сети связи устанавливают необходимые условия для нескольких сетей логических соединений, так называемых виртуальных частных сетей (VPN) . Хотя эти сети используют общий физический носитель передачи данных, такой как волоконно-оптический кабель, для передачи данных, они назначаются различным виртуальным логическим сетям через программное обеспечение для туннелирования.

 

Каждый тип сети был разработан для конкретных секторов использования, основан на разных методах и стандартах и ​​поэтому имеет разные преимущества и ограничения.

Персональная сеть (PAN)

Современные устройства, такие как смартфоны, планшеты, ноутбуки или настольные компьютеры, могут быть подключены к сети ad hoc, чтобы обеспечить обмен данными. Когда соединение подключено, это называется Личной сетью (PAN). В этом случае наиболее распространенными способами передачи являются USB или FireWire . Беспроводный вариант беспроводной персональной сети (WPAN) основан на таких технологиях, как Bluetooth, беспроводной USB, Insteon, IrDA, ZigBee или Z-Wave. Беспроводная персональная сеть, работающая через Bluetooth, называется пикосети . Соединения PAN и WPAN обычно расширяются на несколько метров и поэтому не подходят для подключения устройств в разных помещениях или в других зданиях.

 

Помимо связи между двумя терминалами, персональная сеть также позволяет подключаться к другим более крупным сетям. В этом случае мы говорим о восходящей линии связи . Из-за ограниченного диапазона и одинаково низкой скорости передачи данных сети PAN в основном используются для подключения периферийных устройств в области хобби и развлечений. Типичными примерами являются беспроводные наушники, игровые консоли и цифровые камеры. В сети Интернета (IoT) сети WPAN используются для функций управления и мониторинга с низкой скоростью передачи данных. Протоколы, такие как Insteon, Z-Wave и ZigBee, были разработаны специально для умных домов и домашней автоматизации.

Локальная сеть (LAN)

Типы компьютерных сетей Lan

Обычно несколько компьютеров соединены вместе в одной сети через локальную сеть (LAN). Локальная сеть этого типа может подключать два компьютера в частном доме, а также подключать к ней тысячи устройств. Даже сети государственных учреждений, таких как власти, школы или университеты, реализуются через ЛВС. Широко используемым стандартом для локальных сетей с кабельным подключением является Ethernet . Протоколы для локальных сетей, таких как ARCNET, FDDI и Token Ring, менее используются и явно устарели. Передача данных осуществляется электронным способом через медные или волоконно-оптические кабели , то есть через волокна из стекловолокна.

 

Если в локальной сети подключено более двух компьютеров, необходимы дополнительные сетевые компоненты, такие как концентраторы, мосты и коммутаторы, которые действуют как соединяющие элементы и узлы подключения. ЛВС была разработана для быстрой передачи больших объемов данных . В зависимости от структуры сети и используемой среды передачи, передача данных по ЛВС обычно составляет от 10 до 1000 Мбит / с. Сетевые сети позволяют легко обмениваться информацией между различными устройствами, подключенными друг к другу в сети. Обычно в компаниях через локальную сеть файловые серверы, принтеры или программы становятся доступными для нескольких компьютеров.

 

Когда локальная сеть создается радиоволнами, она называется беспроводной локальной сетью (WLAN) . Технические основы стандартов WLAN определены в стандарте IEEE 802.11. Беспроводные локальные сети предлагают возможность удобного подключения устройств к вашей домашней или корпоративной сети и совместимы с сетями LAN, подключенными через кабель Ethernet. Однако передача данных остается ниже, чем у Ethernet-соединения.

 

Объем сети LAN зависит от стандарта и используемых средств передачи, однако можно увеличить его через ретранслятор ( повторитель ). С помощью Gigabit Ethernet через оптоволокно можно достичь диапазона в несколько километров. Однако локальные сети редко выходят за пределы комплекса зданий. Более географически закрытые локальные сети могут быть подключены к более крупным сетям под названием « Метрополитен» (MAN) или глобальной сети (WAN) .

Столичная зона (MAN)

Сеть Metropolitan Area (MAN), который по - итальянски можно перевести как беспроводной городской сети, определяется как сеть широкополосной связи, подключения географически близлежащих локальных сетей. Обычно это отдельные филиалы компании, которые подключены к MAN через аренду выделенных линий . Для этого используются эффективные маршрутизаторы и высокопроизводительные волоконно-оптические соединения, которые обеспечивают большую передачу данных, чем Интернет. Скорость передачи между двумя удаленными узлами сопоставима с внутренней связью локальной сети.

 

Инфраструктура сетей MAN предоставляется поставщиками, работающими на международном уровне. Города с проводкой MAN также подключаются к надрегиональным сетям, называемым глобальной сетью (WAN) , и международным сетям , которые называются Глобальной сетевой сетью (GAN).

 

С помощью Ethernet-измерителя , использующего технологию Carrier Ethernet (CE 1.0) или Carrier Ethernet 2.0 (CE 2.0), появилась специальная технология передачи для MAN, с помощью которой создается так называемый Metropolitan Ethernet Сеть (MEN) , высокая производительность.

 

Благодаря стандартам IEEE 802.16 беспроводная городская сеть (WMAN) также регулировалась для крупных региональных радиосетей, и благодаря известной технологии, известной как WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), можно создать так называемый WiFi Hotspot. Точки доступа Wi-Fi определяются как точки доступа WiFi в разных частях города. Помимо предоставления возможности подключения к Интернету в обширных районах города, WMAN также предлагают эффективное подключение к Интернету потенциальным клиентам в регионах с отсутствием инфраструктуры. Фактически, передача DSL технически связана с подключением медных кабелей; там, где их нет, соединение через DSL невозможно.

Глобальная сеть (WAN)

В то время как столичные территориальные сети связывают точки друг с другом в сельских районах или крупных городах, глобальные сети (WAN) распространяются на более широкую территорию, такую ​​как целые страны и континенты. Число локальных сетей или отдельных компьютеров, которые могут быть подключены к одной глобальной сети, теоретически неограниченно.

 

Хотя сети LAN и MAN реализованы через кабели Ethernet из-за географической близости подключаемых устройств, WAN использует различные методы, такие как IP / MPLS (многопротокольная коммутация меток), PDH (плексиохронная цифровая иерархия), SDH (синхронный цифровой Иерархия), SONET (синхронная оптическая сеть), ATM (режим асинхронной передачи) и редко все еще устаревший X.25.

 

Широкополосные сети в основном принадлежат определенной организации или компании и управляются в частном порядке или сдаются в аренду . Кроме того, провайдеры интернет-услуг (ISP) используют WAN для подключения корпоративных сетей и конечных пользователей к Интернету.

Глобальная зональная сеть (GAN)

Универсальная сеть, которая является Интернетом определяется как Globe Area Network (GAN). Однако такая сеть, как Интернет, не единственная в своем роде. Есть компании, которые управляют закрытыми сетями, которые включают в себя несколько WAN, и поэтому они могут подключать свои компьютеры по всему миру. GAN используют волоконно-оптические WAN-инфраструктуры и подключают их через международные подводные кабели или спутниковые передачи.

Виртуальная частная сеть (VPN)

Virtual Private Network (VPN)  представляет собой виртуальную сеть связи с использованием инфраструктуры физической сети, для подключения системы в аналоговой форме. Однако это может быть любая из сетей, описанных выше. Обычно это сеть, использующая Интернет как средство транспорта , соединяющая почти все компьютеры по всему миру и доступные бесплатно, в отличие от MAN или WAN, которые находятся в частной собственности. Передача данных осуществляется через виртуальный туннель, который служит для установления соединения между VPN-клиентом и VPN-сервером.

 

Для обеспечения конфиденциальности данных виртуальные частные сети обычно шифруются . Цель использования VPN - это, как правило, подключение нескольких локальных сетей в Интернете или разрешение удаленного доступа к сети или одному компьютеру через общедоступное соединение.