Alapvető hálózatépítés: Hogyan működnek a hálózatok

A hálózat egy összekapcsolt eszközök rendszere, amely információt cserél egymással a megfelelő működés érdekében. Ez magában foglalhatja a laptopokat, szervereket, okostelefonokat és még sok mást. Az eszközök speciális hálózatokon keresztül kommunikálnak egymással, amelyeket útválasztóknak és kapcsolóknak neveznek. Ahogy az internethez csatlakozó eszközök száma tovább növekszik, meg kell értenünk, hogyan kommunikálnak egymással. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a különböző hálózati összetevőket és azt, hogyan működnek együtt, hogy lehetővé tegyék számunkra a web böngészését, e-mailek küldését és még sok mást.

Különböző típusú hálózatok léteznek, mindegyik eltérő lefedettségi kiterjedéssel. Kezdjük azzal, hogy felfedezzük a különböző hálózati típusokat:

Hálózati típusok:

LAN – Helyi hálózat

A LAN, vagy helyi hálózat, egy kisebb hálózati típus, és egy szervezetre vagy otthonra korlátozódik. Például az otthoni hálózathoz csatlakoztatott eszközök száma korlátozott egy másik hálózati típushoz képest. Egy iskolai hálózat, bár nagyobb, mint egy otthoni hálózat, még mindig LAN-nak tekinthető, mert sok eszközt kapcsol össze ugyanazon fizikai térben. Ez magában foglalja a számítógépeket, szervereket stb.

MAN – Városi hálózat

A MAN egy kiterjesztett hálózat, amely egy város egészét lefedi.

Ha több hálózatot kombinálunk és összekapcsolunk egy városon belül, egy MAN-t, vagyis városi hálózatot alkotunk. Ez a hálózati típus átfogóbb, és egy egész várost lefed. Egy olyan hálózati típus, amely viszonylag gyorsabb adatsebességet kínál, mint az átlagos internetkapcsolat, városi hálózatnak, vagyis MAN-nek nevezik.

WAN – Széles körű hálózat

A WAN (széles körű hálózat) egy nagy számítógépes hálózat, amely kisebb hálózatokat, például LAN-okat (helyi hálózatokat) kapcsol össze.

A WAN egy olyan hálózat, amely sok várost vagy országot kapcsol össze, hogy az emberek könnyen használhassák az internetet vagy kommunikálhassanak egymással nagy területen. Amikor egy szervezet több LAN-ja összekapcsolódik, WAN-t alkot.

WWAN

Alapvetően az internet egy világméretű hálózat (WWAN).

WLAN – Vezeték nélküli LAN

A vezeték nélküli LAN, röviden Wi-Fi, egy hálózat, amelyet általában az otthoni útválasztónk hoz létre.

A WLAN egy olyan LAN típus, amelyhez vezeték nélkül csatlakozhatunk okostelefonjainkról, táblagépeinkről, laptopjainkról vagy bármely más eszközünkről. A vezeték nélküli környezet, amely rádióhullámokat használ az adatok továbbítására kábelek vagy más fizikai médium helyett, eltérő jellemzőkkel bír a sebesség, biztonság és lefedettség tekintetében a vezetékes kábelalapú hálózathoz képest. A vezeték nélküli csatlakozás egyik legjobb előnye, hogy nagyon rugalmas.

Az említett hálózati típusokon kívül vannak más méretű vagy célú hálózatok is. Például,

• SAN- Tárolóhálózat.
• EPN – Vállalati magánhálózat.
• VPN – Virtuális magánhálózat.

A hálózatok kétféleképpen ábrázolhatók:

A hálózatokat általában “hálózati topológia” ábrázolja, amely arra utal, hogy a hálózaton lévő eszközök hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Két fő típusú hálózati topológia létezik: logikai és fizikai.

Logikai topológiák

A logikai topológiák a hálózat logikai aspektusait ábrázolják, mint például az IP-címeket, az eszközök közötti kapcsolatot és a használt útválasztási protokollokat.

Fizikai topológia

A hálózat fizikai topológiája az, ahogyan fizikailag el van rendezve. Ez magában foglalja, hogy hol helyezkednek el az eszközök, milyen típusú kábeleket használnak, hány port szükséges, és mely portokhoz/kapcsolókhoz csatlakoznak a szerverek. A fizikai topológia egy diagram, amely a berendezések helyét és célját mutatja a hálózatban.

Az eszköz célja azonban különböző hálózati topológiákat eredményez.

Hálózati topológiák

Többféle módon lehet ábrázolni az eszközöket egy hálózati környezetben. Ezeket különböző céljaik alapján lehet csoportosítani.

Csillag topológia

A legnépszerűbb topológia, amelyet a LAN-okhoz használnak, a csillag topológia. A csillag topológia a legjobban kisebb hálózatokhoz, például kisvállalkozások által használt hálózatokhoz illik.

Például, ha csak hálózati kapcsolatot vagy internet-hozzáférést igénylünk, az eszközöket csillag alakú topológiában csoportosíthatjuk. Minden gép ebben a hálózatban a központi HUB-hoz csatlakozik. Ha bármelyik csomópont meghibásodik, az nem károsítja vagy rongálja meg az egész hálózatot, mert nagyon könnyen karbantartható és bővíthető.

Azonban a probléma ezzel a forgatókönyvvel a redundancia hiánya, amely elengedhetetlen a számítógépes hálózatokhoz.

Háló topológia

A háló topológia a legjobb egy megbízható hálózathoz, például egy internetszolgáltatóhoz (ISP). Ezzel a kialakítással minden biztonsági mentéssel rendelkezik. Tehát ha valami probléma van egy kábellel vagy kapcsolóval, vannak más módok az internethez vagy bárhova, ahová csatlakozni próbál. Ne feledje, hogy a teljes redundancia azt jelenti, hogy több eszközre és hosszabb kábelekre lesz szüksége, ami magasabb költségeket jelent. Egy teljes háló topológia általában többe kerül, mint egy csillag topológia megvalósítása.

Néhány példa a háló topológiára a Google Wi-Fi, Google Home vagy katonai eszközök hálózatai.

Részleges háló topológia

A részleges háló topológia egy megfizethetőbb hálózati topológia, amely csak néhány kapcsoló és a hálózat részei számára biztosít redundanciát. A többi kapcsoló alternatív útvonalak nélkül marad.

Hub és küllő topológia

A hub és küllő topológiát gyakran használják a WAN (internet) tervezésében. A három útválasztó ebben a topológiában alapértelmezés szerint nem ismeri egymást. Tehát ahhoz, hogy az adatok eljussanak a céljukhoz, mind R1-nek, mind R3-nak el kell küldenie a forgalmát R2-nek, aki tudja, hogyan irányítsa azt helyesen. Például, ha R1 forgalmat akar küldeni R3-nak, azt a hubon (R2) keresztül fogja megtenni. A hub ezután tudja, hogyan dolgozza fel és irányítsa át azt a forgalmat.

Hálózati összetevők

Azok az elemek, amelyek összeállnak, hogy hálózatot alkossanak:

Végberendezés

Bármely fizikai eszköz, amelyet az internethez való csatlakozáshoz használunk, végberendezésként ismert. Ez magában foglalja a PC-ket, laptopokat, okostelefonokat, szervereket és még sok mást. A kapcsolat több csatornán keresztül is létrejöhet, például elektromosság, fényimpulzusok vagy rádióhullámok révén. Az okostelefonjainkról, laptopjainkról és PC-inkről vezeték nélkül csatlakozhatunk az internethez. Ha laptopot vagy PC-t használunk, hálózati kábelt (UTP) is használhatunk.

Kapcsoló

A kapcsoló több végberendezést, például számítógépeket és nyomtatókat kapcsol össze egy hálózaton (LAN) belül.

Ez az eszköz népszerű, mivel képes sok portot kezelni, portonként 1 és 10 Gbps közötti sebességgel. A kapcsoló MAC-címeket használ a hálózathoz csatlakoztatott végberendezések azonosítására. Ez megkönnyíti a hálózathoz csatlakozó eszközök nyomon követését, és biztosítja, hogy csak az engedélyezett eszközök férhessenek hozzá az adataihoz.

Útválasztó

Az útválasztó több kisebb hálózatot (LAN-okat) kapcsol össze, hogy egy nagy hálózatot (WAN- Széles körű hálózat) alkosson. Az útválasztó egy olyan eszköz, amely az internethez csatlakoztat minket azáltal, hogy kezeli az adatcsomagok kézbesítését bármely hálózati forrásból bármely célhálózatba. Az útválasztó IP-címeket használ az adatok küldésére és fogadására szolgáló eszközök azonosítására. Egy útválasztónak általában 2-5 portja van, ellentétben a kapcsolóval, amely sokkal többel rendelkezhet. Ezenkívül mindkét eszköz hasonló sebességgel rendelkezik, 100 Mbps-tól 10 Gbps-ig, a modelltől függően.

Tűzfal

Jobban fel vagyunk készülve a lehetséges virtuális betörések megállítására egy tűzfal segítségével.

Átvitel közeg

Az átvitel közeg az az eszköz, amelyen keresztül az információ továbbítódik, például kábelen vagy vezeték nélkül.

Hogyan kommunikálnak a számítógépek az interneten keresztül?

A forgalomnak egyedi azonosítóval kell rendelkeznie, hogy kommunikálhasson olyan webhelyekkel, mint a Facebook és a Google. Ezt IP-nek vagy Internet Protocol-nak hívják. Az IP, vagy Internet Protocol, az, ahogyan azonosítunk egy eszközt akár egy hálózaton, akár az interneten. Ennek a számnak egyedinek kell lennie. Nem lehet két azonos IP-cím ugyanazon a hálózaton vagy az interneten, mert az konfliktust okoz, és a kapcsolat nem fog megfelelően működni.

Az internet növekedése

Az elmúlt években a világszerte csatlakoztatott eszközök száma robbanásszerűen megnőtt. Tudta, hogy 2020-ban körülbelül 50 milliárd eszköz volt csatlakoztatva az internethez? És ebből az 50 milliárd eszközből egyre nagyobb számú az Internet of Things (IoT) része.

Az Internet of Things (IoT) olyan eszközöket ír le, amelyek képesek adatokat gyűjteni egymástól, és az internetet használják a kommunikációhoz. Néhány példa a közönséges IoT-eszközökre: érzékelők, okos otthoni eszközök, fizetési terminálok és okos viselhető eszközök. Ezeknek az eszközöknek is rendelkezniük kell IP-címmel.

Az IP-címek kétfélék:

Nyilvános IP VS Privát IP

Nyilvános IP-címek

Ahogy a nevük is sugallja, a nyilvános IP-címeket az interneten való kommunikációhoz használják. Szervezetek, mint például a NIC (Hálózati Információs Központ) és az IANA regisztrálják a nyilvános IP-címeket, amelyeket aztán internetszolgáltatóknak (ISP-k) vagy más csoportoknak osztanak ki.

Privát IP-címek

A privát IP-címeket általában helyi hálózatokban (LAN-okban), például otthoni vagy iskolai hálózatokban használják. Következésképpen a privát IP-címek nem találhatók meg az interneten. Annak érdekében, hogy a számítógépek kommunikálhassanak egymással az interneten keresztül, egy protokollt terveztek, amelyet NAT-nak (Hálózati Címfordítás) neveznek. Ez átalakítja a privát IP-címeket nyilvános IP-kké.

A NAT javíthatja a hálózatunk biztonságát azáltal, hogy megnehezíti a támadók számára a privát IP-címek elérését.

Röviden

Ahogy az internethez csatlakozó eszközök száma tovább növekszik, meg kell értenünk, hogyan kommunikálnak egymással. Ez a cikk megvizsgálja a különböző hálózati összetevőket és azt, hogyan működnek együtt, hogy lehetővé tegyék számunkra a web böngészését, e-mailek küldését és még sok mást. Megvizsgáltuk azt is, hogy az IP-címek milyen szerepet játszanak az eszközök azonosításában, és miért használnak privát IP-ket a helyi hálózatokban. Ezen technológiák működésének megértése egyre fontosabb, ahogy egyre inkább összekapcsolt világba lépünk.