Η κατανόηση της δικτύωσης υπολογιστών απαιτεί κάποια γνώση των βασικών. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει τα βασικά για να σας πάρει στο δρόμο.
Βήματα
Βήμα 1. Κατανοήστε από τι αποτελείται ένα δίκτυο υπολογιστών
Είναι ένα σύνολο συσκευών υλικού που συνδέονται μεταξύ τους, είτε φυσικά είτε λογικά, ώστε να τους επιτρέπεται να ανταλλάσσουν πληροφορίες. Τα πρώτα δίκτυα ήταν δίκτυα κοινής χρήσης χρόνου που χρησιμοποιούσαν κεντρικά πλαίσια και συνδεδεμένα τερματικά. Τέτοια περιβάλλοντα υλοποιήθηκαν τόσο από την αρχιτεκτονική Systems Network Architecture (SNA) της IBM όσο και από την αρχιτεκτονική Digital network.
Βήμα 2. Μάθετε για τα LAN
- Τα τοπικά δίκτυα (LAN) εξελίχθηκαν γύρω από την επανάσταση του υπολογιστή. Τα LAN επέτρεψαν σε πολλούς χρήστες σε σχετικά μικρή γεωγραφική περιοχή να ανταλλάσσουν αρχεία και μηνύματα, καθώς και να έχουν πρόσβαση σε κοινόχρηστους πόρους, όπως διακομιστές αρχείων και εκτυπωτές.
- Δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN) διασυνδέουν LAN με γεωγραφικά διασκορπισμένους χρήστες για να δημιουργήσουν συνδεσιμότητα. Ορισμένες από τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση LAN περιλαμβάνουν T1, T3, ATM, ISDN, ADSL, Frame Relay, συνδέσεις ραδιοφώνου και άλλες. Νέες μέθοδοι σύνδεσης διασπαρμένων LAN εμφανίζονται καθημερινά.
- Τα τοπικά δίκτυα υψηλής ταχύτητας και τα δίκτυα μεταγωγής χρησιμοποιούνται ευρέως, κυρίως επειδή λειτουργούν με πολύ υψηλές ταχύτητες και υποστηρίζουν εφαρμογές υψηλού εύρους ζώνης όπως πολυμέσα και τηλεδιάσκεψη.
Βήμα 3. Μάθετε για τα διάφορα πλεονεκτήματα των δικτύων υπολογιστών
Αυτά μπορούν να ταξινομηθούν ως συνδεσιμότητα και κοινή χρήση πόρων. Η συνδεσιμότητα επιτρέπει στους χρήστες να επικοινωνούν μεταξύ τους πιο αποτελεσματικά. Η κοινή χρήση πόρων υλικού και λογισμικού επιτρέπει την καλύτερη χρήση αυτών των πόρων, όπως για παράδειγμα ένας έγχρωμος εκτυπωτής.
Βήμα 4. Εξετάστε τα μειονεκτήματα
Όπως κάθε άλλο εργαλείο, έτσι και τα δίκτυα έχουν τα δικά τους μειονεκτήματα, όπως επιθέσεις ιών και ανεπιθύμητα μηνύματα, που προστίθενται στα έξοδα υλικού, λογισμικού και διαχείρισης για τη δημιουργία και τη συντήρηση του δικτύου.
Βήμα 5. Μάθετε για τα μοντέλα δικτύου
- Το μοντέλο OSI - Τα μοντέλα δικτύου μας βοηθούν να κατανοήσουμε διάφορες λειτουργίες των στοιχείων που μας παρέχουν την υπηρεσία δικτύωσης. Το Μοντέλο Αναφοράς Διασύνδεσης Ανοιχτού Συστήματος είναι ένα από αυτά τα μοντέλα. Το μοντέλο OSI περιγράφει πώς οι πληροφορίες από μια εφαρμογή λογισμικού σε έναν υπολογιστή μεταφέρονται μέσω ενός μέσου δικτύου σε μια εφαρμογή λογισμικού σε έναν άλλο υπολογιστή. Το μοντέλο αναφοράς OSI είναι ένα εννοιολογικό μοντέλο που αποτελείται από επτά επίπεδα, το καθένα προσδιορίζοντας συγκεκριμένες λειτουργίες δικτύου.
- Στρώμα 7 - Επίπεδο εφαρμογής: Το επίπεδο εφαρμογής είναι το επίπεδο OSI που βρίσκεται πιο κοντά στον τελικό χρήστη, πράγμα που σημαίνει ότι τόσο το επίπεδο εφαρμογής OSI όσο και ο χρήστης αλληλεπιδρούν άμεσα με την εφαρμογή λογισμικού. Αυτό το επίπεδο αλληλεπιδρά με εφαρμογές λογισμικού που υλοποιούν ένα στοιχείο επικοινωνίας. Τέτοια προγράμματα εφαρμογής δεν εμπίπτουν στο πεδίο εφαρμογής του μοντέλου OSI. Οι λειτουργίες του επιπέδου εφαρμογής περιλαμβάνουν συνήθως τον εντοπισμό συνεργατών επικοινωνίας, τον προσδιορισμό της διαθεσιμότητας πόρων και τον συγχρονισμό της επικοινωνίας. Παραδείγματα εφαρμογών επιπέδου εφαρμογής περιλαμβάνουν Telnet, Hypertext Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP), NFS και Simple Mail Transfer Protocol (SMTP).
- Στρώμα 6 - Επίπεδο παρουσίασης: Το επίπεδο παρουσίασης παρέχει μια ποικιλία λειτουργιών κωδικοποίησης και μετατροπής που εφαρμόζονται σε δεδομένα επιπέδου εφαρμογής. Αυτές οι λειτουργίες διασφαλίζουν ότι οι πληροφορίες που αποστέλλονται από το επίπεδο εφαρμογής ενός συστήματος θα είναι ευανάγνωστες από το επίπεδο εφαρμογής ενός άλλου συστήματος. Ορισμένα παραδείγματα κωδικοποίησης και συστημάτων μετατροπής στρώματος παρουσίασης περιλαμβάνουν κοινές μορφές αναπαράστασης δεδομένων, μετατροπή μορφών αναπαράστασης χαρακτήρων, κοινά σχήματα συμπίεσης δεδομένων και κοινά σχήματα κρυπτογράφησης δεδομένων, για παράδειγμα, Εξωτερική απεικόνιση δεδομένων (XDR) που χρησιμοποιείται από το Σύστημα αρχείων δικτύου (NFS).
- Επίπεδο 5 - Επίπεδο περιόδου λειτουργίας: Το επίπεδο συνεδρίας δημιουργεί, διαχειρίζεται και τερματίζει τις περιόδους επικοινωνίας. Οι συνεδρίες επικοινωνίας αποτελούνται από αιτήματα υπηρεσίας και απαντήσεις υπηρεσιών που εμφανίζονται μεταξύ εφαρμογών που βρίσκονται σε διαφορετικές συσκευές δικτύου. Αυτά τα αιτήματα και οι απαντήσεις συντονίζονται από πρωτόκολλα που εφαρμόζονται στο επίπεδο συνεδρίας. Παραδείγματα πρωτοκόλλων επιπέδου συνεδρίας περιλαμβάνουν NetBIOS, PPTP, RPC και SSH κ.λπ.
- Στρώμα 4 - Επίπεδο μεταφοράς: Το επίπεδο μεταφοράς δέχεται δεδομένα από το επίπεδο περιόδου λειτουργίας και τμηματοποιεί τα δεδομένα για μεταφορά μέσω του δικτύου. Γενικά, το επίπεδο μεταφοράς είναι υπεύθυνο για να βεβαιωθεί ότι τα δεδομένα παραδίδονται χωρίς σφάλματα και με την κατάλληλη ακολουθία. Ο έλεγχος ροής συμβαίνει γενικά στο στρώμα μεταφοράς. Το πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης (TCP) και το πρωτόκολλο δεδομένων χρήστη (UDP) είναι δημοφιλή πρωτόκολλα επιπέδου μεταφοράς.
- Layer 3 - Network Layer: Το επίπεδο δικτύου ορίζει τη διεύθυνση δικτύου, η οποία διαφέρει από τη διεύθυνση MAC. Ορισμένες εφαρμογές στρώματος δικτύου, όπως το Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP), ορίζουν τις διευθύνσεις δικτύου με τρόπο που η επιλογή διαδρομής μπορεί να προσδιορίζεται συστηματικά συγκρίνοντας τη διεύθυνση δικτύου προέλευσης με τη διεύθυνση δικτύου προορισμού και εφαρμόζοντας τη μάσκα υποδικτύου. Επειδή αυτό το επίπεδο ορίζει τη λογική διάταξη δικτύου, οι δρομολογητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτό το επίπεδο για να καθορίσουν τον τρόπο προώθησης πακέτων. Εξαιτίας αυτού, μεγάλο μέρος του έργου σχεδιασμού και διαμόρφωσης για τα δίκτυα συμβαίνει στο επίπεδο 3, το επίπεδο δικτύου. Το πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP) και τα σχετικά πρωτόκολλα όπως το ICMP, το BGP κλπ χρησιμοποιούνται συνήθως πρωτόκολλα επιπέδου 3.
- Στρώμα 2 - Δεσμός σύνδεσης δεδομένων Επίπεδο: Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων παρέχει αξιόπιστη μετάδοση δεδομένων μέσω φυσικού συνδέσμου δικτύου. Διαφορετικές προδιαγραφές επιπέδου σύνδεσης δεδομένων ορίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά δικτύου και πρωτοκόλλου, συμπεριλαμβανομένης της φυσικής διεύθυνσης, της τοπολογίας του δικτύου, της ειδοποίησης σφάλματος, της αλληλουχίας των πλαισίων και του ελέγχου ροής. Η φυσική διεύθυνση (σε αντίθεση με τη διεύθυνση δικτύου) καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο διευθύνονται οι συσκευές στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων. Η λειτουργία ασύγχρονης μεταφοράς (ATM) και το πρωτόκολλο από σημείο σε σημείο (PPP) είναι κοινά παραδείγματα πρωτοκόλλων επιπέδου 2.
- Layer1 - Physical Layer: Το φυσικό επίπεδο καθορίζει τις ηλεκτρικές, μηχανικές, διαδικαστικές και λειτουργικές προδιαγραφές για την ενεργοποίηση, τη διατήρηση και την απενεργοποίηση του φυσικού συνδέσμου μεταξύ των συστημάτων επικοινωνίας δικτύου. Οι προδιαγραφές φυσικού στρώματος ορίζουν χαρακτηριστικά όπως επίπεδα τάσης, χρονισμός αλλαγών τάσης, φυσικούς ρυθμούς δεδομένων, μέγιστες αποστάσεις μετάδοσης και φυσικούς συνδέσμους. Τα δημοφιλή πρωτόκολλα φυσικού επιπέδου περιλαμβάνουν RS232, X.21, Firewire και SONET.
Βήμα 6. Κατανοήστε τα χαρακτηριστικά των επιπέδων OSI
Τα επτά επίπεδα του μοντέλου αναφοράς OSI μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: ανώτερα και κάτω στρώματα.
- Τα ανώτερα στρώματα του μοντέλου OSI ασχολούνται με ζητήματα εφαρμογών και γενικά εφαρμόζονται μόνο σε λογισμικό. Το υψηλότερο επίπεδο, το επίπεδο εφαρμογής, είναι το πλησιέστερο στον τελικό χρήστη. Τόσο οι χρήστες όσο και οι διαδικασίες επιπέδου εφαρμογής αλληλεπιδρούν με εφαρμογές λογισμικού που περιέχουν ένα στοιχείο επικοινωνίας. Ο όρος ανώτερο επίπεδο χρησιμοποιείται μερικές φορές για να αναφέρεται σε οποιοδήποτε επίπεδο πάνω από ένα άλλο επίπεδο στο μοντέλο OSI.
- Τα χαμηλότερα επίπεδα του μοντέλου OSI χειρίζονται ζητήματα μεταφοράς δεδομένων. Το φυσικό επίπεδο και το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων υλοποιούνται εν μέρει σε υλικό και λογισμικό. Το χαμηλότερο επίπεδο, το φυσικό επίπεδο, είναι πιο κοντά στο φυσικό μέσο δικτύου (η καλωδίωση δικτύου, για παράδειγμα) και είναι υπεύθυνο για την πραγματική τοποθέτηση πληροφοριών στο μέσο.
Βήμα 7. Κατανοήστε την αλληλεπίδραση μεταξύ των επιπέδων μοντέλου OSI
Ένα δεδομένο επίπεδο στο μοντέλο OSI επικοινωνεί γενικά με τρία άλλα επίπεδα OSI: το επίπεδο ακριβώς πάνω του, το επίπεδο ακριβώς κάτω από αυτό και το ομότιμο επίπεδο σε άλλα δίκτυα υπολογιστικών συστημάτων. Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων στο σύστημα Α, για παράδειγμα, επικοινωνεί με το επίπεδο δικτύου του συστήματος Α, το φυσικό επίπεδο του συστήματος Α και το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων στο σύστημα Β.
Βήμα 8. Κατανοήστε τις υπηρεσίες επιπέδου OSI
Ένα επίπεδο OSI επικοινωνεί με ένα άλλο επίπεδο για να κάνει χρήση των υπηρεσιών που παρέχει το δεύτερο επίπεδο. Οι υπηρεσίες που παρέχονται από παρακείμενα επίπεδα βοηθούν ένα δεδομένο επίπεδο OSI να επικοινωνεί με το ομότιμο επίπεδο σε άλλα συστήματα υπολογιστών. Τρία βασικά στοιχεία εμπλέκονται στις υπηρεσίες επιπέδου: ο χρήστης της υπηρεσίας, ο πάροχος υπηρεσιών και το σημείο πρόσβασης υπηρεσιών (SAP). Σε αυτό το πλαίσιο, ο χρήστης της υπηρεσίας είναι το επίπεδο OSI που ζητά υπηρεσίες από ένα παρακείμενο επίπεδο OSI. Ο πάροχος υπηρεσιών είναι το επίπεδο OSI που παρέχει υπηρεσίες σε χρήστες υπηρεσιών. Τα επίπεδα OSI μπορούν να παρέχουν υπηρεσίες σε πολλούς χρήστες υπηρεσιών. Το SAP είναι μια εννοιολογική τοποθεσία στην οποία ένα επίπεδο OSI μπορεί να ζητήσει τις υπηρεσίες ενός άλλου επιπέδου OSI.
