Mi az a számítógépes hálózat?

A modern számítógép egy technológiai csoda. Apró szilícium lapkákon működnek, amelyek mindegyike elég kicsi ahhoz, hogy nanométerben kell mérni. Hatalmas adatmennyiség vihető át egy szempillantás alatt, míg az adatok, amelyek néhány évtizeddel ezelőtt még egy szobát töltöttek volna meg, most elférnek a tenyerében. Amennyire ezek a gépek képesek, az átlagfelhasználó számára egy számítógép önmagában meglehetősen korlátozott. A legfontosabb dolog, ami miatt a modern számítógépek kipihenik magukat, az a hálózati kapcsolat, különösen az internethez.

Mi az a hálózat?

A hálózat számítógépek és egyéb számítástechnikai eszközök gyűjteménye, amelyek egy megosztott, de lényegében zárt rendszerben tudnak egymással kommunikálni. Ezek a hálózatok összekapcsolhatók, lehetővé téve az adatok további megosztását. Ennek végső megnyilvánulása az internet. Ez világszerte számos hálózat összekapcsolásának eredménye.

A hálózaton belül lehetnek végfelhasználói eszközök, például számítógép, laptop vagy okostelefon. Perifériái is lehetnek, például nyomtatók, intelligens otthoni eszközök és fájlszerverek. A fájlszerverek nagy és összetett alkalmazásokat szolgálhatnak ki, amelyek lehetővé teszik a weboldalak létrehozását.

Az otthoni hálózat tipikus elrendezése az, hogy minden eszköz egy adott hálózati eszközhöz, az úgynevezett routerhez csatlakozik. Az útválasztó a forgalmat a hálózaton belül irányítja. Ezenkívül a hálózat határán helyezkedik el, és csatlakoztatva tud kommunikálni más hálózatokkal. Ha ezek a hálózatok csatlakoznak az internethez, az otthoni hálózat minden gazdagépe hozzáférhet az internethez.

Sok „kisebb” hálózat lehet nagy felhasználói eszközökkel a nagy hálózatokban, amelyek vállalati környezetben is megtalálhatók. Ezeket aztán gerinchálózatokon keresztül lehet csatlakoztatni, amelyeken lehet, hogy csak routerek vannak, vagy kiszolgálókat is tartalmazhatnak.

Hálózat csatlakoztatása

A hálózathoz való csatlakozáshoz valamilyen csatlakozási szabvány szükséges. A modern hálózatokban a legtöbb eszköz Etherneten vagy Wi-Fi-n keresztül csatlakozik. Az Ethernet egy vezetékes szabvány, amely elektromos kábelezést használ. A Wi-Fi egy vezeték nélküli szabvány, amely rádióhullámokat használ a kommunikációhoz. A száloptikai kapcsolatok is meglehetősen szabványosak, bár elsősorban nagy sebességű környezetekben, például adatközpontokban, mivel nagyobb sávszélesség-korlátozást kínálnak. A száloptikai csatlakozások vékony üveghuzalon lézerjelekben kódolják az adatokat. A fénytörésnek köszönhetően a fény megakad a szálban.

Számos más lehetőség is rendelkezésre áll, beleértve a mikrohullámú jelek használatát a geoszinkron műholdakkal való kommunikációhoz. A pont-pont kapcsolatok látható vagy láthatatlan fénnyel működhetnek, ha közvetlen rálátásuk van. Van még egy vicc, az „IP over Avian Carriers” szabvány az „IP over Avian Carriers”-re vonatkozóan szabványosítja a postagalambokon keresztüli kommunikációt, bár ennek használatát nem javasoljuk.

Megfontolások

A forgalom egyetlen hálózaton keresztüli irányításához olyan címzési rendszert kell megtervezni, amely képes azonosítani az egyes gazdagépeket. Ez a folyamat még bonyolultabbá válik, ha hálózatok csoportjaival foglalkozunk. Az útválasztási protokollok lehetővé teszik, hogy az útválasztók egymás között kommunikáljanak, hogy tájékoztassák másokat arról, hogy a forgalmat más helyekre irányíthatják.

Néha elégedett lehet az adatok egyszerű szöveges küldésével. Ez azt jelenti, hogy bárki, aki képes lehallgatni az adatokat, triviálisan meghatározhatja, hogy mit küldtek. Ha valós időben lehallgatják az adatokat, tetszés szerint módosíthatják azokat. Az érzékenyebb adatokhoz azonban biztonságra van szükség. A titkosítási protokollok lehetővé teszik két eszköz számára, hogy biztonságos kapcsolatot létesítsenek egymás között, még akkor is, ha az általuk kommunikált eszközök nem megbízhatóak.

A titkosítás akkor is jól jön, ha olyan hálózatot szeretne létrehozni, ahol az eszközök közvetlenül csatlakoznak. A VPN vagy virtuális magánhálózat lehetővé teszi titkosított kapcsolat létrehozását két eszköz között. Ezután úgy kommunikálhatnak ezen a linken keresztül, mintha egyetlen kapcsolat lenne, nem pedig kapcsolatok sorozata. Ez nagy hálózatokat is összeköthet, még akkor is, ha nagy távolságok választják el őket.

Kulcsfontosságú teljesítménymutatók

A sávszélesség általában a legtöbbet idézett szám a hálózati teljesítmény tekintetében. Általában véve ennek van értelme. Minél több adatot lehet továbbítani a hálózaton, annál jobb. Egyes esetekben azonban egy másik statisztika, a késleltetés ugyanilyen vagy még fontosabb. A késleltetés a késleltetés mértéke. Általában azt méri, hogy mennyi ideig tart egy apró üzenet elküldése egyik eszközről a másikra.

Azonban érdemes lehet figyelembe venni a sávszélességet és a késleltetést is, amikor rendkívül nagy mennyiségű adatot kezelünk. A merevlemezekkel teli autó gyorsan nagy mennyiségű adatot képes szállítani. Annak ellenére, hogy a késleltetés gyenge, az általános „átviteli idő” jelentősen meghaladhatja az internet sebességét. Ez a következő kifejezéshez vezetett: „soha ne becsülje alá egy merevlemezekkel teli teherautó sávszélességét”. A microSD-kártyák pántolása a postagalambokon is kimutatta ezt a hatást. Felmerült azonban a panasz, hogy ez nem felel meg a fent említett viccszabványnak, amely csak szabványosított papíron jegyzi meg.

A szolgáltatás minősége, a hálózati torlódások és a hálózat ellenálló képessége inkább a hálózati szolgáltatók, mint az otthoni felhasználók számára jelent problémát. Még ha a sávszélesség általában jó is, az alacsony szolgáltatásminőség kulcsfontosságú időszakokban hálózati problémákhoz vezethet. Az átviteli adathordozók, például az Ethernet-kábelek korlátozzák, hogy egy adott időegység alatt mennyi adatot továbbíthatnak. Ha nagy a forgalom kiugrása, egy kapcsolat túlterheltté válhat, ami mindenki szolgáltatását érinti. Időnként a hardver és a rendszerek meghibásodhatnak. Egy rugalmas rendszer nagyobb fennakadás nélkül képes kezelni bizonyos hibákat.

Következtetés

A hálózat összekapcsolt számítástechnikai eszközök gyűjteménye. A hálózatok jellemzően fizikailag helyiek, bár a virtuális hálózatok konfigurálhatók egy kiterjedtebb hálózaton is, hogy úgy tűnjön, mintha két fizikailag távoli hálózat közvetlenül kapcsolódik egymáshoz. A hálózatokhoz fizikai és logikai szabványok szükségesek a kommunikáció megkönnyítése érdekében. Míg néhány hálózati konfigurációt ad hoc módon hajtanak végre, a legtöbb esetben útválasztó is szükséges. Az útválasztó a hálózat központi és perempontja is. A hálózaton lévő összes eszköz kommunikálhat vele, bár nem feltétlenül csatlakozik közvetlenül. Az útválasztó ezután hozzáférést biztosíthat más hálózatokhoz, jellemzően az internethez.