Jak działa sieć komputerowa

Podstawy sieci

Sieci występują w wielu kształtach i rozmiarach, a każda z nich ma swój własny, unikalny zestaw cech. Niektóre są bardziej złożone niż inne, a niektóre są bardziej bezpieczne. Niezależnie od typu i wielkości sieci, wszystkie mają te same elementy.

Sieć to grupa komputerów, które mogą wymieniać dane i usługi. Sieci mogą być tak małe, jak pojedyncze pomieszczenie biurowe z komputerami zdolnymi do współdzielenia plików i drukarek, lub tak duże, jak Internet łączący miliony użytkowników na całym świecie. Sieć komputerowa składa się z następujących podstawowych elementów:

Składniki sieci

Koncentratory (ang. hub) – Najprostsza forma komponentu sieciowego, koncentratory są centralnym punktem łączącym sieć. Huby pozwalają komputerom łączyć się i komunikować ze sobą, a także zapewniają centralną lokalizację dla zarządzania siecią. Koncentratory to proste, ale skuteczne urządzenia, które są odporne na problemy sieciowe, takie jak przeciążenie i utrata danych. Chociaż koncentratory są nadal w użyciu dzisiaj, są one najczęściej spotykane w starszych, starszych sieciach.

Przełączniki sieciowe – Bardziej zaawansowana wersja koncentratora, przełączniki są preferowanym wyborem dla nowoczesnych sieci. Przełączniki sieciowe łączą komputery i pozwalają na współdzielenie danych, pasma i zasobów sieciowych. Przełączniki są bardziej zaawansowane niż koncentratory, ponieważ są w stanie zarządzać ruchem sieciowym, nadawać priorytety kluczowym danym i zapobiegać utracie danych w czasach przeciążenia. Przełączniki sieciowe zapewniają bardziej solidne i elastyczne rozwiązanie niż koncentratory, co czyni je najlepszym wyborem dla większości nowoczesnych sieci.

Routery sieciowe – Najbardziej zaawansowana forma komponentów sieciowych, routery są urządzeniami, które umożliwiają komputerom łączenie się z innymi sieciami. Routery są niezbędne do komunikacji między komputerami i sieciami, ponieważ kierują i zarządzają ruchem danych. Routery są odpowiedzialne za identyfikację pakietów danych i miejsc docelowych w sieci, a do wykonywania swoich funkcji używają m.in. tablicy routingu.

Koncepcje komunikacji sieciowej

Komunikacja sieciowa występuje wtedy, gdy komputery w sieci wysyłają i odbierają dane. Może to być prosta wymiana plików i wiadomości lub przesyłanie dużych plików danych do i ze zdalnych komputerów.

Komunikacja sieciowa opiera się na kilku koncepcjach:

Szerokość pasma – Miara tego, ile danych może być przesłanych przez sieć. Szerokość pasma sieci mierzona jest w bitach na sekundę. Wyższa przepustowość oznacza, że można przesłać więcej danych.

Medium transmisyjne – Fizyczne medium sieci, za pomocą którego przesyłane są dane. Może to być połączenie przewodowe lub bezprzewodowe. Połączenia przewodowe charakteryzują się zazwyczaj większą niezawodnością i mniejszym ryzykiem utraty danych.

Szyfrowanie – proces kodowania danych w celu ochrony ich prywatności i integralności. Szyfrowanie jest niezbędne do bezpiecznej komunikacji danych.

Standardy sieciowe

Standardy są stosowane we wszystkich branżach i sektorach, w tym w sieci komputerowej. Ogólnie rzecz biorąc, standardy sieci komputerowych są używane do zapewnienia kompatybilności w sieciach. Standardy sieciowe zapewniają, że komputery i urządzenia mogą się komunikować i przesyłać dane między sobą. Standardy sieciowe pomagają zapewnić, że komputery z różnymi systemami operacyjnymi, aplikacjami i wersjami mogą się ze sobą komunikować. Dwa najważniejsze standardy w sieci to model referencyjny OSI (Open System Interconnection) oraz standardy IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Jak działa sieć: Warstwa fizyczna

Warstwa fizyczna sieci jest punktem, w którym wchodzą w grę fizyczne komponenty sieci. Warstwa fizyczna współpracuje z warstwą łącza danych, aby wysyłać i odbierać dane w sieci. Warstwa fizyczna składa się z komponentów sieciowych, takich jak kable i media transmisyjne.

Dane są przesyłane przez sieć za pomocą kabla. Kabel przenosi dane przez medium transmisyjne, które wykorzystuje impulsy elektryczne lub świetlne. W tej warstwie wykorzystywane są komponenty fizyczne, takie jak karty sieciowe, koncentratory i repeatery, switche, routery.

Jak działa sieć: Warstwa łącza danych

Warstwa łącza danych, która współpracuje z warstwą fizyczną w celu wysyłania i odbierania danych, jest mostem pomiędzy siecią a dostawcami usług sieciowych. Warstwa łącza danych określa, jak dane są sformatowane, aby mogły być przesłane przez sieć przez warstwę fizyczną.

Warstwa łącza danych współpracuje z kartami interfejsu sieciowego, czyli urządzeniami sprzętowymi, które umożliwiają komputerom podłączenie się do sieci. Karty sieciowe zajmują się formatowaniem danych dla sieci, aby można je było przesłać. Karty wykorzystują informacje z wyższych warstw sieci, aby określić, które dane otrzymują priorytet. Warstwa ta wykorzystuje również metody wykrywania i korygowania błędów, takie jak sumy kontrolne, aby zapewnić, że dane są przesyłane bez błędów.