Sieci komputerowe podstawy i rodzaje

Sieć to grupa urządzeń (węzłów) połączonych łączami komunikacyjnymi, z których każdy może wysyłać i/lub odbierać dane generowane przez inne węzły w sieci.

Prawnodobnie tak bym wam podyktowała, gdybym prowadziła wykład „sieci komputerowe” na uczelni 😉 Na szczęście zaczynamy wyzwanie wiedzowe – Sieci komputerowe podstawy, a dzisiaj fundamenty tych podstaw.

Na początku, systemy komputerowe były scentralizowane i zajmowały duże pomieszczenia. Średniej wielkości firmy czy uniwersytety posiadały jeden lub dwa komputery, a największe instytucje—kilka do kilkunastu. Dopiero integracja komputerów z komunikacją zrewolucjonizowała podejście systemów informatycznych. Wprowadzenie sieci komputerów jest tą rewolucją. Co to znaczy?

komputer pierwszej generacji

Zastąpiono model pojedynczego komputera obsługującego wszystkie zadania modelem sieciowym, w którym wiele maszyn współpracuje, dzieląc się zasobami i usługami.

sieci komputerowe historia

Zobacz też: [Krótka historia na 30 urodziny… sieci www]

Sieć komputerowa, to po prostu grupa maszyn połączonych fizycznie i oprogramowaniem, które dzielą się informacjami. Fizyczne medium, czyli medium transmisyjne, łączy te systemy, a zasady ich komunikacji określają protokoły sieciowe. Protokoły można porównać do języka ludzkiego — umawiamy się, jakiego języka używamy, aby komunikować się czyli wymieniać dane.

Sieć czyli system transmisji danych składa się z pięciu komponentów:

  1. Komunikat: Wiadomość to informacja (dane), która ma zostać przekazana. Może składać się z tekstu, liczby, obrazów, dźwięku, wideo lub jako dowolna ich kombinacja.
  2. Nadawca: Urządzenie, które wysyła wiadomość z danymi. Może to być komputer, stacja robocza, słuchawka telefoniczna, kamera itp.
  3. Odbiorca: Urządzenie, które odbiera wiadomość. Może to być komputer, stacja robocza, słuchawka telefoniczna, telewizor itp.
  4. Medium transmisyjne: Fizyczna ścieżka, za pomocą której wiadomość przemieszcza się od nadawcy do odbiorcy. Może składać się ze skrętki, kabla koncentrycznego, światłowodu, lasera lub fal radiowych itp
  5. Protokół: Zestaw reguł, które regulują transmisję danych. Reprezentuje on
    porozumienie między komunikującymi się urządzeniami. Bez protokołu dwa urządzenia mogą być połączone, ale nie komunikują się.

sieci komputerowe rodzaje

Model KLIENT-SERWER

Sieć powinna charakteryzować się wysoką niezawodnością, a na wypadek awarii zapewniać odpowiednie kopie zapasowe. Tradycyjnie, do realizacji takich zadań używano dużych komputerów typu mainframe. Chociaż są one BARDZO wydajne (i mają wiele innych zalet), ich koszty zakupu i utrzymania są ogromne, co czyni je rozwiązaniem pod względem kosztów „nie dla każdego”.

Model klient-serwer, który jest jednym z najbardziej fundamentalnych i powszechnych paradygmatów w informatyce, powstał właśnie w odpowiedzi na te ograniczenia.

Komputery mainframe, zajmujące całe pomieszczenia, są nawet 10 razy szybsze niż komputery osobiste. Przy czym, ich koszt jest -dzisiąt razy wyższy (pomijając oczywiście sam koszt sprzętu doliczyć tu trzeba zapewnienie przestrzeni, dostawy energii i innych zasobów niezbędnych do ich działania). Z tego powodu wiele organizacji poszukiwało modelu pracy wykorzystującego mniejsze komputery, które oferują lepszy stosunek ceny do wydajności. Czy można skorzystać z rozwiązań opierających się na komputerach osobistych? – a no można (skoro czytacie ten tekst, to jest to pośrednim dowodem).

W takim systemie, każdy użytkownik korzysta z własnego komputera, a dane są przechowywane na jednym lub kilku współdzielonych serwerach plików.

Ten model, znany jest jako model klient-serwer. Opiera się na komunikacji, która przebiega przez wymianę wiadomości z żądaniem wykonania zadania wysyłanym przez klienta do serwera.

Następnie serwer (potężny komputer czy też grupa komputerów aka jednostek obliczeniowych) przetwarza żądanie, wykonuje zadanie i odsyła odpowiedź do klienta.

sieci komputerowe komunikacja klient-serwer
W tym modelu „klient” to komputer lub inne urządzenie użytkownika, który wysyła żądania do centralnego serwera, a „serwer” to potężny system komputerowy, który obsługuje te żądania i zwraca odpowiedzi.

Model klient-serwer charakteryzuje się tym, że zazwyczaj wielu klientów korzysta z usług stosunkowo niewielkiej liczby serwerów, a to pozwala na wydajne zarządzanie zasobami i przetwarzanie danych.

Typy sieci komputerowych

Rodzaje sieci komputerowych można klasyfikować na podstawie ich zasięgu geograficznego. Wyróżnia się tu trzy główne kategorie:

  • LAN – Sieć lokalna Local Area Network
  • MAN – Sieć miejska Metropolitan Area Network
  • WAN – Sieć rozległa Wide Area Network

Sieć lokalna

LAN zwykle ogranicza się do specyficznych, małych obszarów takich jak pojedyncze piętra, budynki lub inne niewielkie przestrzenie. Dzięki temu, że wszystkie urządzenia znajdują się blisko siebie, możliwe jest stosowanie jednego medium transmisyjnego jak okablowanie. Jest najtańsza we wdrożeniu, tańsza niż technologia wykorzystywana w sieciach o większym zasięgu, jak WAN. Tutaj nasze koszty są ograniczone do małego obszaru. Zazwyczaj też LANy oferują także wyższą prędkość transmisji danych.

Sieci komputerowe nie znaczą dosłownie samych komputerów. Gdy używasz WiFi do połączenia różnych urządzeń w domu — takich jak komputery, smartfony, drukarka czy smart TV i inne — tworzysz domową sieć LAN. Ta sieć pozwala na łatwe dzielenie się zasobami, takimi jak dostęp do Internetu, pliki czy urządzenia peryferyjne. Sam jednak dostęp do Interentu jest tylko jednym z zasobów. Mając dostęp do domowego rutera możesz wydrukować dokument z telefonu bez użycia Internetu.

LANy są powszechnie stosowane do łączenia komputerów w biurach umożliwiając współdzielenie zasobów. Może zdarzyło Ci się w biurze udostępniać dane na wspólny dysk firmowy, dostępny dla wszystkich komputerów w sieci bez dostępu do Interentu?

Sieć miejska

MANy są większe niż LANy, ale mniejsze niż WANy.
To rodzaj sieci komputerowej, która jest rozwinięciem idei sieci lokalnej (LAN).

Sieć miejska zazwyczaj obejmuje większy obszar niż LAN, często rozciągając się na kilka budynków biurowych w pobliżu lub całe miasto. Często obejmują obszar całego miasta lub kilku miast w bliskim sąsiedztwie, pozwalając na połączenie wielu LANów w jednym regionie geograficznym.

Sieć taka może być zarówno prywatna, jak i publiczna, co oznacza, że może być zarządzana przez pojedynczą organizację lub dostarczać usługi dla szerszej publiczności.

Na przykład, MAN może łączyć różne lokalizacje firmy w obrębie jednego miasta, umożliwiając współpracę i komunikację między oddziałami.

Sieć rozległa

WANy to sieci komputerowe o największym zasięgu, łączące urządzenia geograficznie rozproszone, często na poziomie krajowym lub międzynarodowym.

WAN składa się z wielu połączonych sieci LAN, które mogą być od siebie oddzielone nawet znacznymi odległościami. Na przykład, sieć LAN w głównej siedzibie firmy w Warszawie może być połączona z sieciami LAN w biurach terenowych w Poznaniu i Gdańsku, tworząc jednolitą sieć WAN.

W sieciach WAN wykorzystywane są różnorodne technologie transmisyjne, takie jak światłowody, łącza satelitarne czy połączenia leased line, które zapewniają bezpośrednią komunikację między lokalizacjami. Routery w takiej sieci zarządzają przesyłem danych, kierując ruch przez najefektywniejsze ścieżki. Dla użytkowników indywidualnych, komunikacja na długie odległości często wykorzystuje połączenia internetowe zamiast tradycyjnych modemów, które były popularne w przeszłości.
sieci man wan lan