Компьютерные сети: классификация, топологии и Интернет

Компьютерная сеть — это совокупность двух или более компьютеров и вычислительных устройств, объединенных линиями связи (кабелями или радиоканалами Wi-Fi) и оснащенных специальным программным обеспечением для совместного использования данных, программ и аппаратных ресурсов (принтеров, накопителей, доступа в Интернет).

По территориальной распространенности сети делятся на:

1. Локальные сети (LAN — Local Area Network) — объединяют устройства в пределах одной комнаты, квартиры, школьного кабинета или офисного здания (радиус действия от нескольких метров до сотен метров);

2. Корпоративные / Городские сети (MAN — Metropolitan Area Network) — связывают филиалы организаций в пределах одного города или кампуса университета;

3. Глобальные сети (WAN — Wide Area Network) — объединяют миллионы компьютеров по всему земному шару. Самой известной и масштабной глобальной сетью является Интернет (World Wide Web).

Главное преимущество локальной сети в школе — возможность одновременного доступа всех учеников к общим учебным папкам, единому сетевому принтеру и централизованному серверу.

Топология сети — это геометрическая схема соединения компьютеров (сетевых узлов) физическими линиями связи.

Существуют три классические базовые топологии:

1. Топология «Шина» (Bus) — все компьютеры подключены последовательно к одному общему магистральному кабелю (коаксиалу), на концах которого установлены заглушки (терминаторы). Если кабель повреждается в одном месте, вся сеть выходит из строя;

2. Топология «Кольцо» (Ring) — компьютеры соединены в замкнутую кольцевую цепочку. Сигнал передается строго в одном направлении от узла к узлу по кругу. Поломка одного компьютера разрывает кольцо;

3. Топология «Звезда» (Star) — каждый компьютер отдельным кабелем (витой парой) подключается к центральному сетевому коммутатору (свитчу / концентратору). Это самая надежная и популярная современная топология: при выходе из строя одного ПК или кабеля остальные компьютеры продолжают работать без помех.

Физическая передача битов информации в сети осуществляется по проводным или беспроводным каналам:

• Витая пара (Twisted Pair) — наиболее популярный кабель в школах и офисах. Состоит из 4 витых пар медных изолированных проводов с разъемом RJ-45. Обеспечивает скорость 100 Мбит/с – 1 Гбит/с на дистанции до 100 метров;

• Оптоволоконный кабель (Fiber Optic) — тончайшие стеклянные нити, по которым данные передаются световыми лазерными импульсами со скоростью до сотен гигабит в секунду на десятки километров без затухания и помех;

• Беспроводные сети Wi-Fi (радиоканал) — передача информации на ультракоротких радиоволнах частотой 2.4 ГГц и 5 ГГц. Позволяет подключать ноутбуки и телефоны без проводов через точку доступа (роутер).

Интернет (Internet) — это всемирная сеть сетей, объединяющая сотни тысяч локальных сетей по единому стандарту протоколов TCP/IP.

Каждому компьютеру или серверу, подключенному к Интернету, присваивается уникальный номер — IP-адрес. В классической версии IPv4 этот адрес состоит из четырех десятичных чисел от 0 до 255, разделенных точками (например, 192.168.1.1 или 8.8.8.8).

Поскольку людям трудно запоминать длинные ряды цифр, была создана доменная система имен (DNS — Domain Name System). DNS автоматически преобразует понятные человеку буквенные адреса (например, ibrain.kz или google.com) в соответствующие числовые IP-адреса серверов.

Всемирная паутина (WWW — World Wide Web) — самая популярная служба Интернета, представляющая собой гигантскую взаимосвязанную паутину гипертекстовых веб-страниц, для просмотра которых служат программы-браузеры (Google Chrome, Mozilla Firefox, Safari).