Что такое компьютерный узел
Топологии сетей | Курс «Компьютерные сети» (Декабрь 2021).
Table of Contents:
Модемы, коммутаторы, концентраторы, мосты, серверы и принтеры также являются узлами, как и другие устройства, которые подключаются через WiFi или Ethernet. Например, сеть, соединяющая три компьютера и один принтер вместе с двумя другими беспроводными устройствами, имеет шесть общих узлов.
Узлы в компьютерной сети должны иметь определенную форму идентификации, например IP-адрес или MAC-адрес, для того, чтобы быть распознанным другими сетевыми устройствами. Узел без этой информации, или тот, который был отключен, больше не функционирует как узел.
Что делает сетевой узел?
Сетевым узлом обычно является любое устройство, которое принимает и затем передает что-то через сеть, но вместо этого может просто получать и хранить данные, передавать информацию в другом месте или создавать и отправлять данные.
Например, компьютерный узел может создавать резервные копии файлов в Интернете или отправлять электронную почту, но также может передавать потоки видео и скачивать другие файлы. Сетевой принтер может получать запросы на печать с других устройств в сети, в то время как сканер может отправлять изображения обратно на компьютер. Маршрутизатор определяет, какие данные предоставляются тем устройствам, которые запрашивают загрузку файлов в сети, но также используются для отправки запросов в общедоступный Интернет.
Другие типы узлов
Что такое проблема конечного узла?
Существует термин «проблема конечных узлов», который относится к угрозе безопасности, которая возникает с пользователями, подключающими свои компьютеры или другие устройства к чувствительной сети, физически (например, на работе) или через облако (из любого места), в то время как в то же время используя это же устройство для выполнения незащищенных действий.
Некоторые примеры включают конечного пользователя, который забирает домашний рабочий ноутбук, а затем проверяет их электронную почту в незащищенной сети, например, в кафе, или пользователь, который подключает их персональный компьютер или телефон к сети WiFi компании.
Одним из самых больших рисков для корпоративной сети является персональное устройство, которое было использовано и затем используется в этой сети. Проблема довольно ясна: устройство смешивает потенциально незащищенную сеть и бизнес-сеть, которая, вероятно, содержит конфиденциальные данные.
Устройство конечного пользователя может быть заражено вредоносными программами такими вещами, как клавиатурные шпионы или программы передачи файлов, которые извлекают конфиденциальную информацию или перемещают вредоносное ПО в частную сеть после установления соединения.
Существует много способов избежать этой проблемы: от VPN и двухфакторной аутентификации до специального загрузочного клиентского программного обеспечения, которое может использовать только определенные программы удаленного доступа.
Однако другой метод состоит в том, чтобы просто обучить пользователей тому, как правильно защитить свое устройство. Персональные ноутбуки могут использовать антивирусную программу для защиты своих файлов от вредоносных программ, а смартфоны могут использовать подобное приложение для защиты от вредоносных программ, чтобы заражать вирусы и другие угрозы, прежде чем они причинят какой-либо вред.
Другие значения узла
Слово «узел» также используется с node.js, который представляет собой среду выполнения JavaScript, используемую для выполнения кода JavaScript на стороне сервера. «Js» в node.js не ссылается на расширение JS-файла, используемое с файлами JavaScript, а вместо этого является только именем инструмента.
Что такое Hops & Hop Counts в компьютерной сети?
В компьютерных сетях термин «хост» относится к общему числу маршрутизаторов, от источника к получателю, через который проходит пакет.
Что такое модем в компьютерной сети?
Первые модемы были построены в 1950-х годах, стали важным устройством для подключения к Интернету в 1990-х годах и остаются популярными сегодня.
Что такое бит в компьютерной сети?
Узлы компьютерной сети
Вы будете перенаправлены на Автор24
Компьютерная сеть может быть локальной и глобальной, состоять из двух и более компьютеров. Максимальное количество компьютеров в сети не ограничивается.
Если такая сеть содержит в себе периферийные устройства (например, принтеры), то они будут доступны для всех компьютеров в данной сети.
Это существенно расширяет возможности компьютеров и позволяет наладить коммуникации не с одним устройством, а со всеми устройствами в сети одновременно.
Что такое узел сети
Рисунок 1. Узел сети. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
ІР адрес состоит из четырех частей, разделенных между собой точками (например, 127.0.0.1). Каждое число может принимать вид от 0 до 255, что гарантирует огромное множество уникальных комбинаций для устройств в сети.
Готовые работы на аналогичную тему
Именно поэтому был придумано специальное доменное имя. Примером может быть google.com, yandex.ru и др. Когда пользователь вводит доменное имя в адресной строке, происходит специальный запрос, который отдает привязанный к данному доменному имени ІР адрес, привычный для компьютера. Таким образом, компьютер все равно приходит к общению при помощи ІР адресов, но упрощает пользователю запоминание данных, необходимых для подключения к узлу в сети.
Каждое устройство в компьютерной сети имеет свой ІР адрес. Но если компьютер подключается к глобальной сети через специальный маршрутизатор, он виден для других пользователей сети под тем же адресом, что и у маршрутизатора.
Адрес узла в сети может быть как статическим (постоянным), так и динамическим (изменяющимся). Это зависит от настроек вашего интернет-провайдера. Он может выдать вам статический ІР адрес, который будет использоваться постоянно, или же выбирать один из свободных на данный момент адресов при каждом подключении к сети.
Как устанавливается соединение с определенным узлом в сети
Каждый узел в компьютерной сети имеет уникальный идентификатор. Именно этот идентификатор (ІР адрес) используется для установки подключения к нему со стороны других компьютеров.
Первым делом, когда необходимо установить соединение, пользователь вводит доменное имя, присвоенное для конкретного узла в сети. Например, example.com.
После ввода доменного имени отправляется запрос на сервер для правильной маршрутизации. Доменное имя находится в системе и компьютер получает связанный с ним ІР адрес. Далее, когда компьютер получил привычный для него идентификатор, он может использовать его для создания подключения. После этого при помощи установленной между узлами в сети связи происходит обмен данными, передача информации и выполнение запросов.
Такой способ маршрутизации позволяет упростить задачу по доступу к разным узлам в сети, так как пользователю не нужно запоминать большой набор чисел, достаточно знать адрес в виде привычных слов, обычно ассоциирующихся с ресурсом, к которому ведет адрес.
Значение узлов в компьютерных сетях
Разные устройства в компьютерной сети отыгрывают разные роли. При этом, от многих из них в корне зависит возможность функционирования всей сети. Тот же коммутатор или маршрутизатор отвечает за правильную организацию подключений разных компьютеров между собой, за возможность подключения к глобальной сети и за видимость данного компьютера или компьютерной сети из сети Интернет.
Существуют несколько параметров, по которым различают компьютерные сети:
Если сеть соединена между собой напрямую при помощи специальных кабелей или коннекторов и все узлы находятся на небольшом расстоянии друг от друга, то такая сеть называется локальной.
Такие сети используются для установки соединения между узлами сети для передачи информации, для настройки коммуникации, удаленного управления, передачи файлов, обмена информацией и управления периферийными устройствами не с одного устройства, а с любого компьютера в сети.
Если компьютерная сеть выходит за рамки одного помещения или здания и содержит в себе большое количество узлов, находящихся на разном расстоянии в разных городах, то такая сеть называется глобальной.
Изначально компьютерные сети создавались для решения небольших проблем. Первая компьютерная сеть была создана для того, чтобы наладить коммуникацию между компьютерами одной организации. Позже, когда данный эксперимент увенчался успехом, компьютерные сети начали стремительно развиваться. Для того чтобы соединить несколько компьютеров между собой, не требовалось никаких усилий и больших затрат. Нужно было всего лишь проложить один кабель и настроить коммуникации.
Существует несколько видов связи в локальных компьютерных сетях. Если рассматривать способ подключения устройств между собой, то можно выделить круговое подключение, поочередное подключение и подключение «звездочкой».
В случае использования кругового подключения надежность системы увеличивается, подключение не усложняется, однако найти повреждение все также будет крайне сложно.
Наиболее оптимальным вариантом является подключение «звездочкой», когда все компьютеры подключаются к одному и тому же устройству и к каждому из компьютеров ведет отдельный кабель. Такой способ сложнее, но любые неполадки при таком подключении находятся за считанные минуты.
Узлы в компьютерной сети объяснили
Узлы в компьютерной сети должны иметь некоторую форму идентификации, такую как IP-адрес или MAC-адрес, чтобы другие сетевые устройства могли ее распознать. Узел без этой информации или тот, который находится в автономном режиме, больше не функционирует как узел.
Что делает сетевой узел?
Сетевые узлы — это физические части, которые составляют сеть. Они обычно включают в себя любое устройство, которое получает и передает информацию. Но они могут получать и хранить данные, передавать информацию в другом месте или вместо этого создавать и отправлять данные.
Другие типы узлов
В волоконно-оптической сети кабельного телевидения узлами являются дома или предприятия, которые подключаются к одному и тому же оптоволоконному приемнику.
Другим примером узла является устройство, которое предоставляет интеллектуальную сетевую услугу в сотовой сети, например контроллер базовой станции (BSC) или узел поддержки шлюза GPRS (GGSN). Другими словами, мобильный узел — это то, что обеспечивает программные средства управления за оборудованием, например, структура с антеннами, которые передают сигналы на все устройства в сети.
Суперузел — это узел в одноранговой сети, который функционирует не только как обычный узел, но также как прокси-сервер и устройство, которое передает информацию другим пользователям в системе P2P. Из-за этого супер узлы требуют больше ресурсов процессора и пропускной способности, чем обычные узлы.
Что такое проблема конечного узла?
Термин «проблема конечного узла» относится к угрозе безопасности, которая возникает, когда пользователи подключают свои компьютеры или другие устройства к чувствительной сети, либо физически (например, на работе), либо через облако (из любого места), в то же время используя это То же устройство для выполнения незащищенных действий.
Некоторые примеры включают конечного пользователя, который забирает свой рабочий ноутбук домой, но затем проверяет свою электронную почту в незащищенной сети, например в кафе, или пользователь, который подключает свой персональный компьютер или телефон к сети Wi-Fi компании.
Одним из наиболее значительных рисков для корпоративной сети является взломанное персональное устройство, которое кто-то использует в этой сети. Проблема довольно ясна: смешивание потенциально незащищенной сети и бизнес-сети, которая, вероятно, содержит конфиденциальные данные.
Устройство конечного пользователя может быть вредоносным ПО, зараженным такими вещами, как клавиатурные шпионы или программы передачи файлов, которые извлекают конфиденциальную информацию или перемещают вредоносное ПО в частную сеть после входа в систему.
Тем не менее, другой метод заключается в обучении пользователей тому, как правильно защитить свое устройство. Персональные ноутбуки могут использовать антивирусную программу для защиты своих файлов от вредоносных программ, а смартфоны могут использовать аналогичное приложение для защиты от вредоносных программ, чтобы ловить вирусы и другие угрозы, прежде чем они причинят какой-либо вред.
Другие значения узла
Современные средства телекоммуникаций
Основы сетей передачи данных
Компьютерной сетью называют совокупность узлов (компьютеров, терминалов, периферийных устройств), имеющих возможность информационного взаимодействия друг с другом с помощью специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения. По широте охвата сети делятся по категориям на:
Следующим уровнем масштабирования является Городская вычислительная сеть (Metropolitan Area Network).
Глобальная вычислительная сеть (Global Area Network). Интернет является примером такой глобальной вычислительной сети, которая объединяет разные континенты, страны и города.
Оборудование компьютерной сети. В любой сети может быть два вида оборудования:
А ктивное сетевое оборудование
Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий и широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и т. д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.
В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное (аппаратное) устройство (характерный представитель Juniper), так и обычный компьютер, выполняющий функции роутера. Существует несколько пакетов программного обеспечения (в основном на основе ядра Linux) с помощью которого можно превратить ПК в высокопроизводительный и многофункциональный маршрутизатор, например GNU Zebra.
Рис 2.1 Маршрутизатор
Сетевой коммутатор или свитч (жарг. от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.
Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.
Пассивное сетевое оборудование
Для организации обмена информацией должен быть разработан комплекс программных и аппаратных средств, распределенных по разным устройствам сети.
Каждый уровень обеспечивает свой набор сервисных функций, прикладная ценность которых возрастает с повышением уровня. На кажом уровне передаваемые данные снабжаются служебной информацией данного уровня и спускаются на нижний уровень. На нижнем уровне происходит передача информации и затем, в приемнике, происходит соответствующий подъем по уровням и освобождение от служебной информации каждого уровня. Служебная информация управляет процессом передачи и служит для контроля этого процесса.
3. Сетевой уровень.
Отвечает за адресацию, снабжает передаваемые данные информацией о получателе, которому необходимо эти данные переслать. Осуществляет поиск пути от источника к получателю, установление и обслуживание логической связи между узлами.
5. Сеансовый уровень.
Обеспечивает начало, поддержание о завершение сеанса связи между сетевыми устройствами.
6. Уровень представления данных.
Обеспечивает кодирование и шифрование предоставляемой информации.
7. Прикладной уровень.
Обеспечивает пользовательской программе доступ к сетевым ресурсам.
Компьютерные сети состоят из конечных и промежуточных устройств, соединенных кабельной системой.
Узлами сети (nodes) называют конечные и промежуточные устройства сети, наделенные сетевыми адресами. К узлам сети относятся компьютеры с сетевыми платами, выступающими в роли рабочих станций, серверов или в обеих ролях; сетевые телекоммуникационные устройства, маршрутизаторы.
Маршрутизатор (router) работает на третьем сетевом уровне и используется для передачи пакетов между сетями. Маршрутизаторы обычно ориентируются на конкретный протокольный стек.
Повторители, мосты и коммутаторы невидимы для других сетевых устройств. Присутствие маршрутизатора известно узлам сети, каждый сетевой разъем маршрутизатора имеет свой особенный сетевой адрес, на который узлы посылают пакеты информации, предназначенные узлам других сетей.
Протокол TCP обеспечивает надежность передачи, устанавливает связь между сетевыми устройствами, организует повторную передачу в случае обнаружения ошибок, выстраивает пакеты в нужном порядке.
Кроме того в стеке TCP/IP используется целый ряд вспомогательных протоколов, покрывающих оставшиеся уровни сетевой модели. Но протоколы TCP и IP являются основными.
Соотношение размеров частей адреса определяется а зависимости от принятого способа адресации.
Все современные сети IP делятся на пять классов в зависимости от соотношения префиксной и хостовой части.
| Класс сети | 1 байт адреса | 2 байт адреса | 3 байт адреса | 4 байт адреса | Число сетей | Число хостов в каждой сети |
| A | 0 nnnnnnn | hhhhhhhh | hhhhhhhh | hhhhhhhh | 126 | |
| B | 10 nnnnnn | nnnnnnnn | hhhhhhhh | hhhhhhhh | ||
| C | 110 nnnnn | nnnnnnnn | nnnnnnnn | hhhhhhhh | 254 | |
| D | 1110 nnnn | nnnnnnnn | nnnnnnnn | nnnnnnnn | Не ограничено | |
| E | 11110 nnn | nnnnnnnn | nnnnnnnn | nnnnnnnn |
Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети.
Узлы сети бывают трёх типов:
Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией
Наиболее распространенные виды топологий сетей:
Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.
Звездообразная сеть
Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной.
Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.
Даже при рассмотрении простейшей сети, состоящей всего из двух машин, можно увидеть многие проблемы, присущие любой вычислительной сети, в том числе проблемы, связанные с физической передачей сигналов по линиям связи, без решения которой невозможен любой вид связи.
Аналогичные подходы могут быть использованы для кодирования данных и при передаче их между двумя компьютерами по линиям связи. Однако эти линии связи отличаются по своим электрическим характеристикам от тех, которые существуют внутри компьютера. Главное отличие внешних линий связи от внутренних состоит в их гораздо большей протяженности, а также в том, что они проходят вне экранированного корпуса по пространствам, зачастую подверженным воздействию сильных электромагнитных помех. Все это приводит к значительно большим искажениям прямоугольных импульсов (например, «заваливанию» фронтов), чем внутри компьютера. Поэтому для надежного распознавания импульсов на приемном конце линии связи при передаче данных внутри и вне компьютера не всегда можно использовать одни и те же скорости и способы кодирования. Например, медленное нарастание фронта импульса из-за высокой емкостной нагрузки линии требует передачи импульсов с меньшей скоростью (чтобы передний и задний фронты соседних импульсов не перекрывались и импульс успел дорасти до требуемого уровня).
Примеры представления дискретной информации
Потенциальное или импульсное кодирование применяется на каналах высокого качества, а модуляция на основе синусоидальных сигналов предпочтительнее в том случае, когда канал вносит сильные искажения в передаваемые сигналы. Обычно модуляция используется в глобальных сетях при передаче данных через аналоговые телефонные каналы связи, которые были разработаны для передачи голоса в аналоговой форме и поэтому плохо подходят для непосредственной передачи импульсов.
На способ передачи сигналов влияет и количество проводов в линиях связи между компьютерами. Для сокращения стоимости линий связи в сетях обычно стремятся к сокращению количества проводов и из-за этого используют не параллельную передачу всех бит одного байта или даже нескольких байт, как это делается внутри компьютера, а последовательную, побитную передачу, требующую всего одной пары проводов.
Еще одной проблемой, которую нужно решать при передаче сигналов, является проблема взаимной синхронизации передатчика одного компьютера с приемником другого. При организации взаимодействия модулей внутри компьютера эта проблема решается очень просто, так как в этом случае все модули синхронизируются от общего тактового генератора. Проблема синхронизации при связи компьютеров может решаться разными способами, как с помощью обмена специальными тактовыми синхроимпульсами по отдельной линии, так и с помощью периодической синхронизации заранее обусловленными кодами или импульсами характерной формы, отличающейся от формы импульсов данных.