Kaj je računalniško omrežje?

Sodoben računalnik je tehnološko čudo. Delujejo na drobnih silicijevih rezinah, na vsaki pa so vgravirani dovolj majhni vzorci, da jih je treba meriti v nanometrih. Ogromne količine podatkov je mogoče prenesti v trenutku, medtem ko so podatki, ki bi še pred nekaj desetletji napolnili sobo, zdaj lahko na vaši dlani. Kolikor so ti stroji sposobni, je za povprečnega uporabnika računalnik sam po sebi precej omejen. Ključna stvar, ki poskrbi za delovanje sodobnega računalnika, je omrežna povezava, natančneje z internetom.

Kaj je omrežje?

Omrežje je zbirka računalnikov in drugih računalniških naprav, ki lahko komunicirajo skupaj v skupnem, a v bistvu zaprtem sistemu. Ta omrežja je mogoče povezati, kar omogoča še večjo izmenjavo podatkov. Internet je najboljša manifestacija tega. Je rezultat povezovanja številnih omrežij po vsem svetu.

V omrežju imate lahko naprave končnega uporabnika, kot so računalnik, prenosnik ali pametni telefon. Imate lahko tudi zunanje naprave, kot so tiskalniki, pametne domače naprave in datotečni strežniki. Datotečni strežniki lahko služijo velikim in kompleksnim aplikacijam, ki omogočajo spletne strani.

Tipična postavitev domačega omrežja je, da se vsaka naprava poveže z določeno omrežno napravo, imenovano usmerjevalnik. Usmerjevalnik usmerja promet interno po omrežju. Nahaja se tudi na meji omrežja in lahko komunicira z drugimi omrežji, če je povezan. Če so ta omrežja povezana z internetom, lahko vsak gostitelj v domačem omrežju dostopa do interneta.

V velikih omrežjih, ki jih lahko najdete v podjetniških okoljih, je lahko veliko »manjših« omrežij z velikimi uporabniškimi napravami. Te je nato mogoče povezati prek hrbteničnih omrežij, ki imajo lahko samo usmerjevalnike ali pa tudi strežnike.

Povezovanje v omrežje

Povezovanje v omrežje zahteva določeno obliko standarda povezave. V sodobnih omrežjih je večina naprav povezanih prek Etherneta ali Wi-Fi. Ethernet je žični standard, ki uporablja električne kable. Wi-Fi je brezžični standard, ki za komunikacijo uporablja radijske valove. Povezave z optičnimi vlakni so prav tako razmeroma standardne, čeprav predvsem v okoljih z visoko hitrostjo, kot so podatkovni centri, saj ponujajo večje omejitve pasovne širine. Povezave z optičnimi vlakni kodirajo podatke v laserskih signalih, poslanih po tanki stekleni žici. Zahvaljujoč lomu se svetloba ujame v vlakno.

Na voljo je veliko drugih možnosti, vključno z uporabo mikrovalovnih signalov za komunikacijo z geosinhronimi sateliti. Povezave od točke do točke lahko delujejo z uporabo vidne ali nevidne svetlobe, če imajo neposredno vidno linijo. Obstaja celo šala, da prvoaprilski standard za »IP prek ptičjih prevoznikov« standardizira način komuniciranja prek golobov pismonoš, čeprav tega ne priporočamo.

Premisleki

Usmerjanje prometa po enem samem omrežju zahteva oblikovanje sistema naslavljanja, ki lahko identificira posamezne gostitelje. Ta postopek postane še bolj zapleten, če imamo opravka s skupinami omrežij. Usmerjevalni protokoli omogočajo usmerjevalnikom, da komunicirajo med seboj in obveščajo druge, da lahko usmerjajo promet na druge lokacije.

Včasih boste morda zadovoljni s pošiljanjem podatkov v navadnem besedilu. To pomeni, da lahko vsakdo, ki lahko prestreže podatke, brez težav ugotovi, kaj je bilo poslano. Če podatke prestrežejo v realnem času, jih lahko poljubno spreminjajo. Za bolj občutljive podatke pa je potrebna varnost. Protokoli šifriranja omogočajo dvema napravama, da vzpostavita varno povezavo med seboj, tudi če napravama, ki ju komunicirata, ni mogoče zaupati.

Šifriranje pride prav tudi, če želite vzpostaviti omrežje, kjer so naprave neposredno povezane. VPN ali navidezno zasebno omrežje vam omogoča vzpostavitev šifrirane povezave med dvema napravama. Nato lahko prek te povezave komunicirajo, kot da gre za eno samo povezavo in ne za vrsto povezav. To lahko poveže tudi velika omrežja, tudi če jih ločijo velike razdalje.

Ključni kazalniki uspešnosti

Pasovna širina je na splošno največkrat navedena številka, ko gre za zmogljivost omrežja. Na splošno je to smiselno. Več podatkov kot je mogoče prenesti po omrežju, tem bolje. V nekaterih primerih pa je enako ali celo bolj pomembna druga statistika, zakasnitev. Zakasnitev je merilo zakasnitve. Običajno meri, koliko časa traja, da se majhno sporočilo pošlje iz ene naprave v drugo.

Vendar pa je morda vredno razmisliti tudi o pasovni širini in zakasnitvi, ko imamo opravka z izjemno velikimi količinami podatkov. Avto poln trdih diskov lahko hitro prepelje veliko količino podatkov. Čeprav je zakasnitev nizka, lahko skupni "čas prenosa" bistveno preseže internetne hitrosti. To je privedlo do izraza "nikoli ne podcenjujte pasovne širine tovornjaka, polnega trdih diskov." Pripete kartice microSD so ta učinek pokazale tudi na golobih pismonošah. Vendar so bile izražene pritožbe, da to ni v skladu z zgoraj omenjenim standardom šale, ki je standardiziral samo papirnate zapiske.

Kakovost storitev, prezasedenost omrežja in odpornost omrežja so bolj problem ponudnikov omrežij kot domačih uporabnikov. Tudi če je pasovna širina na splošno dobra, lahko nizka kakovost storitve v ključnih trenutkih povzroči težave z omrežjem. Prenosni mediji, kot so ethernetni kabli, imajo omejitev količine podatkov, ki jih lahko prenesejo v dani časovni enoti. Če pride do velikega skoka prometa, lahko postane povezava preobremenjena, kar vpliva na storitev vseh. Občasno lahko strojna oprema in sistemi odpovejo. Prožen sistem lahko obvlada nekatere okvare brez večjih motenj.

Zaključek

Omrežje je zbirka povezanih računalniških naprav. Omrežja so običajno fizično lokalna, čeprav je navidezna omrežja mogoče konfigurirati prek obsežnejšega omrežja, da se zdi, kot da sta dve fizično oddaljeni omrežji neposredno povezani. Omrežja zahtevajo niz fizičnih in logičnih standardov za olajšanje komunikacije. Medtem ko se nekatere konfiguracije omrežja izvajajo ad hoc, večina vključuje usmerjevalnik. Usmerjevalnik je hkrati osrednja in robna točka omrežja. Vse naprave v omrežju lahko komunicirajo z njim, čeprav ni nujno, da so neposredno povezane. Usmerjevalnik lahko nato zagotovi dostop do drugih omrežij, običajno interneta.