Vodič za računalno umrežavanje: Krajnji vodič

computer networking tutorial

Računalne mreže: Vrhunski vodič za osnove računalne mreže i koncepte umrežavanja

Računala i Internet vrlo su značajno promijenili ovaj svijet i naš životni stil tijekom posljednjih nekoliko desetljeća.

Prije nekoliko desetljeća, kada smo nekome htjeli uputiti poziv na magistralni telefon, tada smo morali proći kroz niz zamornih postupaka da bismo to ostvarili.

U međuvremenu, to bi bilo vrlo skupo i vremenski i novčano. Međutim, stvari su se tijekom određenog vremenskog perioda promijenile kako su sada uvedene napredne tehnologije. Danas samo trebamo dodirnuti mali gumb i u djeliću sekunde možemo nazvati, poslati tekstualnu ili video poruku, vrlo jednostavno uz pomoć pametnih telefona, interneta i računala.

Glavni čimbenik koji stoji iza ove napredne tehnologije je nitko drugi do Računalne mreže. To je skup čvorova povezanih medijskom vezom. Čvor može biti bilo koji uređaj poput modema, pisača ili računala koji bi trebao imati mogućnost slanja ili primanja podataka koje generiraju drugi čvorovi putem mreže.

Popis lekcija iz serije računalnih mreža:

Dolje je naveden popis svih mrežnih tutorijala iz ove serije za vašu referencu.

Počnimo s prvim tutorijalom iz ove serije.

Što ćete naučiti:

• Uvod u računalno umrežavanje
  • Osnovni komunikacijski model
  • Potreba za računalnim mrežama
  • Uporaba računalnih mreža
  • Vrste mrežnih topologija
    • # 1) BUS topologija:
    • # 2) Topologija RING:
    • # 3) ZVJEZDA topologija:
    • # 4) MESH topologija:
    • # 5) Topologija STABLA:
  • Načini prijenosa u računalnim mrežama
    • # 1) Jednostavni način rada:
    • # 2) Način poludupleksa:
    • # 3) Full-Duplex način:
  • Prijenosni mediji u računalnim mrežama
    • # 1) Koaksijalni kabel:
    • # 2) Kabel upletenih para:
    • # 3) Optički kabel:
  • Bežični komunikacijski mediji
    • # 1) Radio valovi:
    • # 2) Mikrovalne pećnice:
    • # 3) Infracrveni valovi:
  • Zaključak
  • Preporučena literatura

Uvod u računalno umrežavanje

Računalna mreža u osnovi je digitalna telekomunikacijska mreža koja čvorovima omogućuje raspodjelu resursa. Računalna mreža trebala bi biti skup od dva ili više računala, pisača i čvorova koji će prenositi ili primati podatke žičanim medijima poput bakrenog kabela ili optičkog kabela ili bežičnog medija poput WiFi-a.

NajboljiPrimjerračunalne mreže je Internet.

Računalna mreža ne znači sustav koji ima jednu upravljačku jedinicu povezanu s ostalim sustavima koji se ponašaju kao njegovi robovi.

Štoviše, trebao bi biti u stanju ispuniti određene kriterije kako je spomenuto u nastavku:

• Izvođenje
• Pouzdanost
• Sigurnost

Razmotrimo detaljno ovo troje.

# 1) Izvedba:

Performanse mreže mogu se izračunati mjerenjem tranzitnog vremena i vremena odziva koji su definirani kako slijedi:

• Vrijeme tranzita: Podacima je potrebno vrijeme za putovanje od jedne do druge odredišne ​​točke.
• Vrijeme odziva: Vrijeme je proteklo između upita i odgovora.

# 2) Pouzdanost:

Pouzdanost se provjerava mjerenjem kvarova na mreži. Što je veći broj kvarova, to će manja biti pouzdanost.

# 3) Sigurnost:

Sigurnost se definira kao način zaštite naših podataka od neželjenih korisnika.

Kada podaci teku u mreži, oni prolaze kroz različite mrežne slojeve. Stoga podaci mogu procuriti od strane neželjenih korisnika ako im se uđe u trag. Stoga je sigurnost podataka najvažniji dio računalnih mreža.

Dobra je mreža koja je visoko osigurana, učinkovita i kojoj se lako može pristupiti, tako da se lako može dijeliti podatke na istoj mreži bez ikakvih rupa.

Osnovni komunikacijski model

Komponente podatkovne komunikacije:

• Poruka: To su informacije koje treba dostaviti.
• Pošiljatelj: Pošiljatelj je osoba koja šalje poruku.
• Prijamnik: Primatelj je osoba kojoj se poruka šalje.
• Srednji: To je medij putem kojeg se poruka šalje. Na primjer , Modem.
• Protokol: To su skup pravila koja uređuju prijenos podataka.

Ostali aspekti računalnih mreža:

Podržava sve vrste podataka i poruka koje mogu biti u obliku glasa, videa ili teksta.

Vrlo je brz i treba mu samo djelić sekunde za komunikaciju podataka. To je visoko osiguran medij za komunikaciju, vrlo nevoljan po cijeni i izuzetno učinkovit, a samim time i do pristupa.

Potreba za računalnim mrežama

U nastavku su navedene razne potrebe:

• Komunikacija između jednog računala s drugim računalom.
• Razmjena podataka između različitih korisnika iste platforme.
• Razmjena skupog softvera i baze podataka.
• Dijeljenje informacija završeno KOMBI .
• Koristi se za dijeljenje hardverskih uređaja kao i softvera poput pisača, modema, čvorišta itd.

Uporaba računalnih mreža

Pogledajmo neke primjere računalnih mreža kako u našem svakodnevnom životu, tako i u poslovne svrhe, a vidjet ćemo i kako će to donijeti revoluciju na tim poljima.

# 1) Dijeljenje resursa : jedini cilj je učiniti svu softversku i hardversku opremu, posebno pisače i prekidače, dostupnim svima na mreži bez obzira na fizičko mjesto pošiljatelja ili primatelja.

# 2) Model poslužitelj-klijent : Zamislite model u kojem se podaci tvrtke pohranjuju na nekom pametnom računalu koje je visoko osigurano vatrozidima i nalazi se u uredu tvrtke. Sada zaposlenik tvrtke mora pristupiti podacima na daljinu putem svoje jednostavne radne površine.

U ovom modelu radna površina zaposlenika bit će klijent, a računalo smješteno u uredu poslužitelj.

# 3) Komunikacijski medij : Računalna mreža omogućuje snažno postavljanje komunikacijskog medija među zaposlenicima u uredu.

Gotovo svaka tvrtka (koja ima dva ili više računala) upotrijebit će funkciju e-pošte (elektroničke pošte) koju će svi zaposlenici uglavnom koristiti za veliku trgovinu svakodnevnom komunikacijom.

# 4) E-trgovina: Danas je kupovina putem interneta sjedeći u udobnosti našeg doma u trendu.

Poslovanje s potrošačima putem Interneta vrlo je povoljno i štedi vrijeme. Zrakoplovne tvrtke, knjižare, internetska kupnja, hotelske rezervacije, internetska trgovina i dobavljači glazbe smatraju da se kupcima sviđa jednostavnost kupovine od kuće.

Najpopularniji oblici e-trgovine navedeni su na donjoj slici:

Vrste mrežnih topologija

U nastavku su objašnjene razne vrste mrežnih topologija sa slikovitim prikazom radi lakšeg razumijevanja.

# 1) BUS topologija:

U ovoj je topologiji svaki mrežni uređaj povezan s jednim kabelom i on prenosi podatke samo u jednom smjeru.

Prednosti:

• Isplativo
• Može se koristiti u malim mrežama.
• To je lako razumjeti.
• U usporedbi s ostalim topologijama potrebno je vrlo malo kabela.

Mane:

• Ako kabel postane neispravan, tada neće uspjeti cijela mreža.
• Sporo u radu.
• Kabel je ograničene duljine.

# 2) Topologija RING:

U ovoj je topologiji svako računalo povezano s drugim računalom u obliku prstena, a posljednje računalo povezano je s prvim.

Svaki uređaj imat će dva susjeda. Tok podataka u ovoj topologiji je jednosmjeran, ali se može dvosmjerno koristiti dvostrukom vezom između svakog čvora koji se naziva dvostruka prstenasta topologija.

navedite sve operativne sustave koji su vam poznati

U dvostrukoj topologiji prstena dva prstena rade u glavnoj i zaštitnoj vezi, tako da ako jedna veza ne uspije, podaci će prolaziti kroz drugu vezu i održavati mrežu na životu, pružajući tako samoizlječivu arhitekturu.

Prednosti:

• Jednostavno se instalira i proširuje.
• Može se lako koristiti za prijenos ogromnih podataka o prometu.

Mane:

• Neuspjeh jednog čvora utjecat će na cijelu mrežu.
• Rješavanje problema je teško u topologiji prstena.

# 3) ZVJEZDA topologija:

U ovoj vrsti topologije, svi su čvorovi povezani na jedan mrežni uređaj kabelom.

Mrežni uređaj može biti čvorište, prekidač ili usmjerivač, koji će biti središnji čvor, a svi ostali čvorovi bit će povezani s tim središnjim čvorom. Svaki čvor ima svoju namjensku povezanost sa središnjim čvorom. Središnji čvor može se ponašati kao repetitor i može se koristiti s OFC-om, upletenim žičanim kabelom itd.

Prednosti:

• Nadogradnja središnjeg čvora može se izvršiti lako.
• Ako jedan čvor zakaže, to neće utjecati na cijelu mrežu i mreža će raditi glatko.
• Otklanjanje kvarova je jednostavno.
• Jednostavno rukovanje.

Mane:

• Visoka cijena.
• Ako središnji čvor postane neispravan, cijela će se mreža prekinuti jer svi čvorovi ovise o središnjem.
• Performanse mreže temelje se na performansama i kapacitetu središnjeg čvora.

# 4) MESH topologija:

Svaki čvor povezan je s drugim topologijom od točke do točke, a svaki čvor povezan je međusobno.

Postoje dvije tehnike za prijenos podataka preko mrežaste topologije. Jedno usmjerava, a drugo plavi. U tehnici usmjeravanja, čvorovi slijede logiku usmjeravanja prema mreži koja je potrebna za usmjeravanje podataka od izvora do odredišta korištenjem najkraćeg puta.

U tehnici poplave isti se podaci prenose na sve čvorove mreže, stoga nije potrebna logika usmjeravanja. Mreža je robusna u slučaju poplave i teško je izgubiti podatke, no to dovodi do neželjenog opterećenja mreže.

Prednosti :

• Robustan je.
• Kvar se lako može otkriti.
• Vrlo sigurno

Mane :

• Vrlo skupo.
• Instalacija i konfiguracija su teški.

# 5) Topologija STABLA:

Ima korijenski čvor i svi su pod čvorovi povezani s korijenskim čvorom u obliku stabla, čineći tako hijerarhiju. Uobičajeno ima tri razine hijerarhije i može se proširiti prema potrebi mreže.

Prednosti :

• Otkrivanje kvarova je jednostavno.
• Može proširiti mrežu kad god je potrebno prema zahtjevu.
• Jednostavno održavanje.

Mane :

• Visoka cijena.
• Kada se koristi za WAN, teško ga je održavati.

Načini prijenosa u računalnim mrežama

To je metoda prijenosa podataka između dva čvora povezana mrežom.

Postoje tri vrste načina prijenosa, koje su objašnjene u nastavku:

# 1) Jednostavni način rada:

U ovom načinu rada podaci se mogu slati samo u jednom smjeru. Stoga je način komunikacije jednosmjeran. Ovdje možemo samo slati podatke i ne možemo očekivati ​​da ćemo na njih primiti bilo kakav odgovor.

sql upit za intervju i pitanja pdf

Primjer : Zvučnici, CPU, monitor, televizijsko emitiranje itd.

# 2) Način poludupleksa:

Poludupleksni način znači da se podaci mogu prenositi u oba smjera na jednoj nositeljskoj frekvenciji, ali ne istodobno.

Primjer : Walkie-talkie - U ovome se poruka može poslati u oba smjera, ali samo jednu po jednu.

# 3) Full-Duplex način:

Full duplex znači da se podaci mogu istovremeno slati u oba smjera.

Primjer : Telefon - u kojem obje osobe koje ga koriste mogu istovremeno razgovarati i slušati.

Prijenosni mediji u računalnim mrežama

Prijenosni medij je medij putem kojeg ćemo razmjenjivati ​​podatke u obliku glasa / poruke / videa između izvora i odredišne ​​točke.

Prvi sloj OSI sloja, tj. Fizički sloj igra važnu ulogu u pružanju prijenosnog medija za slanje podataka od pošiljatelja do primatelja ili razmjenu podataka s jedne točke na drugu. Dalje ćemo to detaljno proučiti o tome.

Ovisno o čimbenicima poput vrste mreže, cijene i jednostavnosti instalacije, uvjeta okoliša, potrebe poslovanja i udaljenosti između pošiljatelja i primatelja, odlučit ćemo koji će prijenosni medij biti prikladan za razmjenu podataka.

Vrste prijenosnih medija:

# 1) Koaksijalni kabel:

Koaksijalni kabel u osnovi su dva vodiča koji su međusobno paralelni. Bakar se uglavnom koristi u koaksijalnom kabelu kao središnji vodič i može biti u obliku pune žice. Okružen je PVC instalacijom u kojoj štit ima vanjski metalni omot.

Vanjski dio koristi se kao štit protiv buke, a također i kao vodič koji dovršava cijeli krug. Krajnji je dio plastični poklopac koji služi za zaštitu cjelokupnog kabela.

Korišten je u analognim komunikacijskim sustavima gdje jedna kabelska mreža može prenositi 10K glasovnih signala. Davatelji usluga kabelske televizije također široko koriste koaksijalni kabel u cijeloj TV mreži.

# 2) Kabel upletenih para:

To je najpopularniji žičani prijenosni medij i vrlo se često koristi. Jeftin je i lakši za instalaciju od koaksijalnih kabela.

Sastoji se od dva vodiča (obično se koristi bakar), svaki od kojih ima vlastitu plastičnu izolaciju i međusobno uvijen. Jedan je uzemljen, a drugi služi za prijenos signala od pošiljatelja do prijamnika. Za slanje i primanje koriste se zasebni parovi.

Postoje dvije vrste upletenih parnih kabela, tj. Neoklopljeni upleteni par i oklopljeni upleteni kabel. U telekomunikacijskim sustavima široko se koristi RJ 45 priključni kabel koji je kombinacija 4 para kabela.

Koristi se u LAN komunikaciji i telefonskim fiksnim vezama, jer ima kapacitet velike propusnosti i pruža velike brzine prijenosa podataka i glasa.

# 3) Optički kabel:

DO svjetlovodni kabel sastoji se od jezgre okružene prozirnim materijalom za oblaganje s manjim indeksom refleksije. Koristi svojstva svjetlosti za signale koji putuju između njih. Tako se Svjetlost zadržava u jezgri metodom potpune unutarnje refleksije koja uzrokuje da vlakno djeluje kao valovod.

U višemodnom vlaknu postoji više putova širenja, a vlakna se koriste za širi promjer jezgre. Ova vrsta vlakana uglavnom se koristi u otopinama za izgradnju.

Dok u jednosmjernim vlaknima postoji jedan put širenja, a upotrijebljeni promjer jezgre je relativno manji. Ova vrsta vlakana koristi se u mrežama širokog područja.

Optička vlakna su fleksibilna i prozirna vlakna koja se sastoje od silicijevog stakla ili plastike. Optička vlakna prenose signale u obliku svjetlosti između dva kraja vlakna, stoga omogućuju prijenos na veće udaljenosti i većoj širini pojasa od koaksijalnih kabela i kabela upletenih para ili električnih kabela.

Umjesto toga koriste se vlakna umjesto metalnih žica, stoga će signal putovati s vrlo manje gubitaka signala od pošiljatelja do prijemnika, a također će biti imun na elektromagnetske smetnje. Stoga su njegova učinkovitost i pouzdanost vrlo visoki, a također je i vrlo male težine.

Zbog gore navedenih svojstava optičkih kabela, oni su uglavnom bolji od električnih žica za velike daljinske komunikacije. Jedini nedostatak OFC-a su visoki troškovi instalacije, a održavanje je također vrlo teško.

Bežični komunikacijski mediji

Do sada smo proučavali žičane komunikacijske načine u kojima smo koristili vodiče ili vođene medije za komunikaciju za prijenos signala od izvora do odredišta, a staklenu ili bakrenu žicu koristili smo kao fizički medij u komunikacijske svrhe.

Medij koji prenosi elektromagnetske signale bez upotrebe bilo kojeg fizičkog medija naziva se bežični komunikacijski medij ili neupravljani prijenosni medij. Signali se emitiraju u zraku i dostupni su svima koji to mogu primiti.

Frekvencija koja se koristi za bežičnu komunikaciju je od 3KHz do 900THz.

Bežičnu komunikaciju možemo kategorizirati na 3 načina kako je spomenuto u nastavku:

# 1) Radio valovi:

Signali koji imaju frekvenciju odašiljanja u rasponu od 3KHz do 1 GHz nazivaju se radio valovima.

Oni su svesmjerni, jer kad antena odašilje signale, ona će ih poslati u svim smjerovima, što znači da antena za slanje i primanje ne mora biti međusobno poravnana. Ako netko pošalje signale radio vala, tada ga može primiti bilo koja antena koja ima prijemna svojstva.

Njegova je mana što ga, budući da se signali prenose putem radio valova, može presresti bilo tko, stoga nije prikladan za slanje klasificiranih važnih podataka, ali se može koristiti u svrhu kada postoji samo jedan pošiljatelj i mnogo prijemnika.

Primjer: Koristi se u AM, FM radiju, televiziji i pozivima.

# 2) Mikrovalne pećnice:

Signali koji imaju frekvenciju odašiljanja u rasponu od 1GHz do 300GHz nazivaju se mikrovalnim pećnicama.

To su jednosmjerni valovi, što znači da kada se signal prenosi između antene pošiljatelja i prijamnika, tada oboje treba poravnati. Mikrovalne pećnice imaju manje problema sa smetnjama od komunikacije s radio valovima, jer su i antena pošiljatelja i prijemnika poravnate jedna na drugoj na oba kraja.

Širenje mikrovalnih pećnica je način vidljivosti, a tornjevi s montiranim antenama moraju biti u izravnom vidokrugu, stoga visina tornja mora biti vrlo velika za pravilnu komunikaciju. Dvije vrste antena koriste se za mikrovalnu komunikaciju, tj Parabolično jelo i Rog .

Mikrovalne pećnice korisne su u jednom do jednom komunikacijskom sustavu zbog svojih jednosmjernih svojstava. Stoga se vrlo široko koristi u satelitskoj i bežičnoj LAN komunikaciji.

Također se može koristiti za telekomunikacije na velike udaljenosti, jer mikrovalne pećnice mogu nositi 1000 glasovnih podataka u istom vremenskom intervalu.

Postoje dvije vrste mikrovalne komunikacije:

1. Zemaljska mikrovalna pećnica
2. Satelitska mikrovalna pećnica

Jedini nedostatak mikrovalne pećnice je što je vrlo skupa.

# 3) Infracrveni valovi:

Signali koji imaju odašiljajuću frekvenciju u rasponu od 300GHz do 400THz nazivaju se infracrvenim valovima.

Može se koristiti za komunikaciju na kratkim udaljenostima jer infracrveni zrak s visokim frekvencijama ne može prodrijeti u prostorije i na taj način sprječava smetnje između jednog uređaja s drugim.

Primjer : Upotreba infracrvenog daljinskog upravljača od strane susjeda.

Zaključak

Kroz ovaj tutorial proučili smo osnovne gradivne dijelove računalnog umrežavanja i njegov značaj u današnjem digitalnom svijetu.

Ovdje su također objašnjene različite vrste medija, topologija i načini prijenosa koji se koriste za povezivanje različitih vrsta čvorova u mreži. Također smo vidjeli kako se računalne mreže koriste za umrežavanje unutar zgrada, međugradsko umrežavanje i svjetsku mrežu, tj. Internet.

SLJEDEĆA Vodič

Preporučena literatura

• 7 slojeva OSI modela (cjelovit vodič)
• TCP / IP model s različitim slojevima
• Cjelovit vodič za vatrozid: Kako izgraditi siguran mrežni sustav
• Sve o usmjerivačima: Vrste usmjerivača, tablica usmjeravanja i IP usmjeravanje
• Sve o preklopnicima sloja 2 i sloja 3 u mrežnom sustavu
• Vodič za masku podmreže (podmreže) i Kalkulator podmreže IP
• LAN VS WAN Vs MAN: Točna razlika između vrsta mreže
• Što je mreža širokog područja (WAN): Primjeri mreže WAN uživo