Vad är ett datornätverk?

En modern dator är ett tekniskt under. De körs på små skivor av kisel, var och en etsad med design som är tillräckligt liten för att behöva mätas i nanometer. Stora mängder data kan överföras på ett ögonblick, medan data som skulle ha fyllt ett rum för bara några decennier sedan nu kan få plats i din handflata. Så mycket som dessa maskiner är kapabla till, för den genomsnittliga användaren, är en egen dator ganska begränsad. Det viktigaste som får en modern dator att ticka är en nätverksanslutning, speciellt till Internet.

Vad är ett nätverk?

Ett nätverk är en samling datorer och andra datorenheter som kan kommunicera tillsammans i ett delat men i huvudsak slutet system. Dessa nätverk kan anslutas, vilket gör att data kan delas ytterligare. Internet är den ultimata manifestationen av detta. Det är resultatet av anslutningen av många nätverk över hela världen.

Du kan ha slutanvändarenheter som en dator, bärbar dator eller smartphone i ett nätverk. Du kan också ha kringutrustning som skrivare, smarta hemenheter och filservrar. Filservrar kan tjäna stora och komplexa applikationer som möjliggör webbsidor.

Den typiska layouten för ett hemnätverk är att varje enhet ansluter till en viss nätverksenhet som kallas routern. Routern dirigerar trafik internt runt nätverket. Den sitter också på nätverkets gräns och kan kommunicera med andra nätverk om den är ansluten. Om dessa nätverk är anslutna till Internet kan varje värd i hemnätverket komma åt Internet.

Det kan finnas många "mindre" nätverk med stora användarenheter i stora nätverk som kan finnas i företagsmiljöer. Dessa kan sedan anslutas via stamnät som kanske bara har routrar på sig, eller så kan de också ha servrar.

Ansluta ett nätverk

Att ansluta ett nätverk kräver att man har någon form av anslutningsstandard. I moderna nätverk är de flesta enheter anslutna via Ethernet eller Wi-Fi. Ethernet är en trådbunden standard som använder elektriska kablar. Wi-Fi är en trådlös standard som använder radiovågor för att kommunicera. Fiberoptiska anslutningar är också rimligt standard, dock främst i höghastighetsmiljöer som datacenter, eftersom de erbjuder högre bandbreddsbegränsningar. Fiberoptiska anslutningar kodar data i lasersignaler som skickas ner i en tunn glastråd. Tack vare brytning fångas ljuset i fibern.

Många andra alternativ finns tillgängliga, inklusive användning av mikrovågssignaler för att kommunicera med geosynkrona satelliter. Punkt-till-punkt-länkar kan arbeta med synligt eller osynligt ljus om de har en direkt siktlinje. Det finns till och med ett skämt aprilskämt standard för "IP över fågelbärare" standardiserar en metod för att kommunicera via brevduva, även om vi inte rekommenderar att du använder detta.

Överväganden

Att dirigera trafik över ett enda nätverk kräver design av ett adresseringssystem som kan identifiera enskilda värdar. Denna process blir ännu mer komplicerad när man arbetar med grupper av nätverk. Routningsprotokoll tillåter routrar att kommunicera sinsemellan för att informera andra om att de kan dirigera trafik till andra platser.

Ibland kan du vara nöjd med att skicka data i vanlig text. Detta innebär att vem som helst som är i stånd att fånga upp data kan trivialt avgöra vad som skickades. Om de fångar upp data i realtid kan de ändra det efter behag. För känsligare data behövs dock säkerhet. Krypteringsprotokoll tillåter två enheter att förhandla fram en säker anslutning sinsemellan, även om de enheter som de kommunicerar inte kan lita på.

Kryptering är också praktiskt om du vill sätta upp ett nätverk där enheterna är direktanslutna. Ett VPN eller ett virtuellt privat nätverk låter dig skapa en krypterad anslutning mellan två enheter. De kan sedan kommunicera över denna länk som om det vore en enda anslutning snarare än en serie anslutningar. Detta kan också koppla ihop stora nätverk även om stora avstånd skiljer dem åt.

Key Performance Indicators

Bandbredd är i allmänhet det mest noterade numret när det kommer till nätverksprestanda. I allmänhet är det vettigt. Ju mer data som kan överföras över nätverket, desto bättre. I vissa fall är dock en annan statistik, latens, lika eller ännu viktigare. Latens är ett mått på fördröjning. Vanligtvis mäter det hur lång tid det tar för ett litet meddelande att skickas från en enhet till en annan.

Det kan dock också vara värt att överväga bandbredd och latens när man hanterar extremt stora mängder data. En bil full med hårddiskar kan snabbt transportera en stor mängd data. Även om latensen är dålig kan den totala "överföringstiden" avsevärt överträffa internethastigheterna. Detta har lett till frasen, "underskatta aldrig bandbredden för en lastbil full av hårddiskar." Bandning av microSD-kort har också visat denna effekt på brevduvor. Det har dock framförts klagomål om att detta inte överensstämmer med skämtstandarden som nämns ovan, som bara standardiserade pappersanteckningar.

Tjänstens kvalitet, nätstockning och nättålighet är mer ett problem för nätleverantörer än hemanvändare. Även om bandbredden generellt är god kan låg tjänstekvalitet leda till nätverksproblem vid viktiga tillfällen. Överföringsmedia som ethernetkablar har en gräns för hur mycket data de kan överföra under en given tidsenhet. Om det finns en stor ökning i trafiken kan en anslutning bli överbelastad, vilket påverkar allas tjänster. Ibland kan hårdvara och system misslyckas. Ett fjädrande system kan hantera vissa fel utan större störningar.

Slutsats

Ett nätverk är en samling anslutna datorenheter. Nätverk är vanligtvis fysiskt lokala, även om virtuella nätverk kan konfigureras över ett mer omfattande nätverk för att få det att verka som om två fysiskt avlägsna nätverk är direkt relaterade. Nätverk kräver en uppsättning fysiska och logiska standarder för att underlätta kommunikation. Medan vissa nätverkskonfigurationer utförs ad hoc, involverar de flesta en router. Routern är både central- och kantpunkten i nätverket. Alla enheter i nätverket kan kommunicera med det, även om de inte nödvändigtvis är direktanslutna. Routern kan då ge åtkomst till andra nätverk, vanligtvis Internet.