Handledning för datanätverk: den ultimata guiden

computer networking tutorial

Datornätverk: Den ultimata guiden till grundläggande datanätverk och nätverksbegrepp

Datorer och Internet har förändrat denna värld och vår livsstil mycket markant under de senaste decennierna.

För några decennier sedan, när vi ville ringa en långväga trunkanrop till någon, var vi tvungna att gå igenom en serie tråkiga procedurer för att få det att hända.

Under tiden skulle det vara mycket kostsamt både vad gäller tid och pengar. Dock har saker och ting förändrats under en tidsperiod eftersom avancerad teknik har införts nu. Idag behöver vi bara trycka på en liten knapp och inom en bråkdel av en sekund kan vi ringa, skicka ett text- eller videomeddelande, mycket enkelt med hjälp av smartphones, internet och datorer.

Den viktigaste faktorn som ligger bakom denna avancerade teknik är ingen annan än datornät. Det är en uppsättning noder som är anslutna med en medialänk. En nod kan vara vilken enhet som helst som ett modem, skrivare eller dator som ska kunna skicka eller ta emot data som genereras av andra noder via nätverket.

Lista över självstudier i datornätverksserier:

Nedan listas listan över alla nätverkshandledning i denna serie som referens.

Låt oss börja med den första guiden i denna serie.

Vad du kommer att lära dig:

• Introduktion till datanätverk
  • Grundläggande kommunikationsmodell
  • Behov av datanätverk
  • Användning av datanätverk
  • Typer av nätverkstopologier
    • # 1) BUS-topologi:
    • # 2) RING Topologi:
    • # 3) STAR Topology:
    • # 4) MESH Topologi:
    • # 5) TREE Topology:
  • Överföringslägen i datornätverk
    • # 1) Simplex-läge:
    • # 2) Half-Duplex Mode:
    • # 3) Full-duplexläge:
  • Sändningsmedier i datanätverk
    • # 1) Koaxialkabel:
    • # 2) Kabel med tvinnat par:
    • # 3) Fiberoptisk kabel:
  • Trådlöst kommunikationsmedia
    • # 1) Radiovågor:
    • # 2) Mikrovågor:
    • # 3) Infraröda vågor:
  • Slutsats
  • Rekommenderad läsning

Introduktion till datanätverk

Datornätverk är i grunden ett digitalt telekommunikationsnätverk som tillåter noder att fördela resurser. Ett datanätverk bör vara en uppsättning av två eller fler än två datorer, skrivare och noder som överför eller tar emot data via trådbundna medier som kopparkabel eller optisk kabel eller trådlösa medier som WiFi.

Det bästaExempeli ett datornätverk är Internet.

Ett datornätverk betyder inte ett system som har en enda styrenhet ansluten till de andra systemen som beter sig som dess slavar.

Dessutom bör den kunna uppfylla vissa kriterier som nämns nedan:

• Prestanda
• Pålitlighet
• säkerhet

Låt oss diskutera dessa tre i detalj.

# 1) Prestanda:

Nätverksprestandan kan beräknas genom att mäta transittiden och svarstiden som definieras enligt följande:

• Transittid: Det är den tid det tar för data att resa från en källpunkt till en annan destinationspunkt.
• Respons tid: Det är tiden som har gått mellan frågan och svaret.

# 2) Pålitlighet:

Tillförlitligheten kontrolleras genom att mäta nätverksfel. Ju högre antal fel, desto mindre blir tillförlitligheten.

# 3) Säkerhet:

Säkerhet definieras som hur våra data skyddas från oönskade användare.

När data flyter i ett nätverk går det genom olika nätverkslager. Därför kan data läcka ut av oönskade användare om de spåras. Således är datasäkerhet den viktigaste delen av datornätverk.

Ett bra nätverk är det som är mycket säkert, effektivt och lättillgängligt så att man enkelt kan dela data i samma nätverk utan kryphål.

Grundläggande kommunikationsmodell

Komponenter i datakommunikation:

• Meddelande: Det är den information som ska levereras.
• Avsändare: Avsändaren är den person som skickar meddelandet.
• Mottagare: Mottagare är den person som meddelandet skickas till.
• Medium: Det är mediet genom vilket meddelandet skickas. Till exempel , Ett modem.
• Protokoll: Dessa är en uppsättning regler som styr datakommunikationen.

Andra aspekter av datanätverk:

Den stöder alla typer av data och meddelanden som kan vara i form av röst, video eller text.

Det är mycket snabbt och tar bara en bråkdel av sekunden för kommunikation av data. Det är ett mycket säkert kommunikationsmedium, mycket motvilligt i kostnad och utmärkt effektivt och därmed lätt att komma åt också.

Behov av datanätverk

Nedan listas de olika behoven:

• Kommunikation mellan en dator till en annan dator.
• Utbyte av data mellan olika användare på samma plattform.
• Utbyte av dyr programvara och databas.
• Utbyte av information över SKÅPBIL .
• Används för delning av hårdvaruenheter samt programvara som skrivare, modem, hubbar etc.

Användning av datanätverk

Låt oss titta på några exempel på datanätverk både i vårt dagliga liv och i affärssyfte och vi kommer också att se hur det kommer att ge revolution inom dessa områden.

# 1) Resursdelning : det enda målet är att göra all programvara och hårdvaruutrustning, särskilt skrivare och växlar tillgängliga för alla i nätverket oavsett avsändarens eller mottagarens fysiska plats.

# 2) Server-klientmodell : Föreställ dig en modell där ett företags data lagras på någon smart dator som är starkt skyddad med brandväggar och ligger på företagskontoret. Nu måste en anställd på företaget komma åt data på distans med sitt enkla skrivbord.

I den här modellen kommer den anställdas skrivbord att vara klient och datorn på kontoret är servern.

# 3) Kommunikationsmedium : Ett datanätverk ger en stark inställning av kommunikationsmedium bland de anställda på ett kontor.

Nästan alla företag (som har två eller fler datorer) kommer att använda en e-postfunktion (elektronisk post) som alla anställda i allmänhet kommer att använda för en stor handel med daglig kommunikation.

# 4) E-handel: Numera är shopping online genom att sitta bekvämt i vårt hem.

Att göra affärer med konsumenterna via internet är mycket bekvämt och det sparar tid också. Flygbolag, bokhandlare, online-shopping, hotellbokning, online-handel och musikleverantörer känner att kunderna tycker om att det är enkelt att handla hemifrån.

De mest populära formerna av e-handel listas i figuren nedan:

Typer av nätverkstopologier

De olika typerna av nätverkstopologier förklaras nedan med bildrepresentation för din enkla förståelse.

# 1) BUS-topologi:

I denna topologi är varje nätverksenhet ansluten till en enda kabel och den överför endast data i en riktning.

Fördelar:

• Kostnadseffektiv
• Kan användas i små nätverk.
• Det är lätt att förstå.
• Mycket mindre kabel krävs jämfört med andra topologier.

Nackdelar:

• Om kabeln blir defekt kommer hela nätverket att misslyckas.
• Långsam i drift.
• Kabeln har en begränsad längd.

# 2) RING Topologi:

I denna topologi är varje dator ansluten till en annan dator i form av en ring med den sista datorn ansluten till den första.

Varje enhet har två grannar. Dataflödet i denna topologi är enkelriktad men kan göras dubbelriktad genom att använda den dubbla förbindelsen mellan varje nod som kallas en dubbelringstopologi.

oracle dba intervju frågor och svar för erfarna

I en dubbel ringtopologi fungerar två ringar i huvud- och skyddslänken så att om en länk misslyckas kommer data att strömma genom den andra länken och hålla nätverket vid liv, vilket ger självläkande arkitektur.

Fördelar:

• Lätt att installera och utöka.
• Kan enkelt användas för överföring av enorma trafikdata.

Nackdelar:

• Fel på en nod påverkar hela nätverket.
• Felsökning är svårt i en ringtopologi.

# 3) STAR Topology:

I denna typ av topologi är alla noder anslutna till en enda nätverksenhet via en kabel.

Nätverksenheten kan vara en hub, switch eller router, som kommer att vara en central nod och alla andra noder kommer att anslutas till denna centrala nod. Varje nod har sin egen dedikerade anslutning till den centrala noden. Den centrala noden kan fungera som en repeater och kan användas med OFC, snodd kabel etc.

Fördelar:

• Uppgradering av en central nod kan göras enkelt.
• Om en nod misslyckas kommer det inte att påverka hela nätverket och nätverket fungerar smidigt.
• Felsökning av felet är lätt.
• Enkel att använda.

Nackdelar:

• Hög kostnad.
• Om den centrala noden blir defekt avbryts hela nätverket eftersom alla noder är beroende av den centrala.
• Nätverkets prestanda baseras på den centrala nodens prestanda och kapacitet.

# 4) MESH Topologi:

Varje nod är ansluten till en annan med en punkt-till-punkt-topologi och varje nod är ansluten till varandra.

Det finns två tekniker för att överföra data över Mesh Topology. Den ena dirigerar och den andra översvämmer. I routingstekniken följer noderna en dirigeringslogik enligt det nätverk som krävs för att dirigera data från källan till destination med den kortaste sökvägen.

I översvämningstekniken överförs samma data till alla noder i nätverket, därför behövs ingen routningslogik. Nätverket är robust vid översvämning och det är svårt att förlora data, men det leder till oönskad belastning över nätverket.

Fördelar :

• Det är robust.
• Fel kan lätt upptäckas.
• Mycket säker

Nackdelar :

• Mycket kostsamt.
• Installation och konfiguration är svårt.

# 5) TREE Topology:

Den har en rotnod och alla undernoder är anslutna till rotnoden i form av trädet, vilket gör en hierarki. Normalt har den tre nivåer av hierarki och den kan utvidgas efter behovet av nätverket.

Fördelar :

• Feldetektering är lätt.
• Kan utöka nätverket när det behövs enligt kravet.
• Enkelt underhåll.

Nackdelar :

• Hög kostnad.
• När det används för WAN är det svårt att underhålla.

Överföringslägen i datornätverk

Det är metoden att överföra data mellan två noder som är anslutna via ett nätverk.

Det finns tre typer av överföringslägen, vilka förklaras nedan:

# 1) Simplex-läge:

I denna typ av läge kan data bara skickas i en riktning. Följaktligen är kommunikationsläget enkelriktat. Här kan vi bara skicka data och vi kan inte förvänta oss att få något svar på det.

pc renare gratis nedladdning för Windows 10

Exempel : Högtalare, CPU, bildskärm, TV-sändningar etc.

# 2) Half-Duplex Mode:

Half-duplex-läge betyder att data kan överföras i båda riktningarna på en enda bärfrekvens, men inte samtidigt.

Exempel : Walkie-talkie - I detta kan meddelandet skickas i båda riktningarna men bara en i taget.

# 3) Full-duplexläge:

Full duplex innebär att data kan skickas i båda riktningarna samtidigt.

Exempel : Telefon - där både personerna som använder den kan prata och lyssna samtidigt.

Sändningsmedier i datanätverk

Sändningsmedier är det medium genom vilket vi kommer att utbyta data i form av röst / meddelande / video mellan källan och destinationspunkten.

Det första lagret i OSI-lagret, dvs. det fysiska lagret, spelar en viktig roll för att tillhandahålla överföringsmediet för att skicka data från avsändaren till mottagaren eller utbyta data från en punkt till en annan. Vi kommer att studera detta mer detaljerat om det.

Beroende på faktorer som typ av nätverk, kostnad och enkel installation, miljöförhållanden, verksamhetens behov och avstånd mellan avsändare och mottagare, kommer vi att bestämma vilket överföringsmedium som är lämpligt för utbyte av data.

Typer av sändningsmedier:

# 1) Koaxialkabel:

Koaxialkabel är i grunden två ledare som är parallella med varandra. Koppar används huvudsakligen i koaxialkabeln som en central ledare och den kan vara i form av fast ledningstråd. Det är omgivet av en PVC-installation där en sköld har en yttre metallinpackning.

Den yttre delen används som ett skydd mot bullret och också som en ledare som kompletterar hela kretsen. Den yttersta delen är ett plasthölje som används för att skydda den totala kabeln.

Den användes i de analoga kommunikationssystemen där ett enda kabelnät kan bära 10K röstsignaler. Kabel-TV-leverantörer använder också i stor utsträckning koaxialkabeln i hela TV-nätverket.

# 2) Kabel med tvinnat par:

Det är det mest populära trådbundna överföringsmediet och används mycket. Det är billigt och är lättare att installera än koaxialkablar.

Den består av två ledare (vanligtvis används koppar), var och en har sin egen plastisolering och vriden med varandra. En är jordad och den andra används för att överföra signaler från avsändaren till mottagaren. Separata par används för att skicka och ta emot.

Det finns två typer av tvinnade kablar, dvs. oskärmad tvinnad par och skärmad tvinnad kabel. I telekommunikationssystem används RJ 45-kontaktkabel som är en kombination av 4 kabelpar i stor utsträckning.

Den används i LAN-kommunikation och telefonanslutningar till fasta telefoner, eftersom den har hög bandbreddskapacitet och ger hög data- och rösthastighetsanslutningar.

# 3) Fiberoptisk kabel:

TILL fiberoptisk kabel består av en kärna omgiven av ett transparent beklädnadsmaterial med ett mindre reflektionsindex. Den använder ljusets egenskaper för signaler att resa mellan dem. Således hålls ljus i kärnan genom att använda metoden för total inre reflektion som får fibern att fungera som en vågledare.

I fiber med flera lägen finns det flera utbredningsvägar och fibrerna brukade ha bredare kärndiametrar. Denna typ av fiber används mest i lösningar inom byggnad.

Medan det i fibrer med en enda metod finns en enda utbredningsväg och den använda kärndiametern är jämförelsevis mindre. Denna typ av fiber används i breda nätverk.

En optisk fiber är en flexibel och transparent fiber som består av kiseldioxidglas eller plast. Optiska fibrer överför signaler i form av ljus mellan de båda ändarna av fibern, varför de tillåter överföring över längre avstånd och med en högre bandbredd än de koaxiella och tvinnade kablarna eller elektriska kablarna.

Fibrer används istället för metalltrådar i detta, därför kommer signalen att förflyttas med mycket mindre förlust av signaler från avsändaren till mottagaren och även immun mot elektromagnetisk störning. Således är dess effektivitet och tillförlitlighet mycket hög och dessutom är den mycket lätt i vikt.

På grund av ovanstående egenskaper hos fiberoptiska kablar är dessa mest föredragna framför elektriska ledningar för fjärrkommunikation. Den enda nackdelen med OFC är dess höga installationskostnad och dess underhåll är också mycket svår.

Trådlöst kommunikationsmedia

Hittills har vi studerat de trådbundna kommunikationslägena där vi har använt ledare eller styrt media för kommunikation för att bära signaler från källan till destinationen och vi har använt glas eller koppartråd som ett fysiskt medium för kommunikationsändamålen.

Mediet som transporterar de elektromagnetiska signalerna utan att använda något fysiskt medium kallas ett trådlöst kommunikationsmedium eller ostyrt överföringsmedium. Signalerna sänds genom luften och är tillgängliga för alla som har möjlighet att ta emot den.

Frekvensen som används för trådlös kommunikation är från 3 KHz till 900 THz.

Vi kan kategorisera trådlös kommunikation på tre sätt som nämns nedan:

# 1) Radiovågor:

Signalerna som har sändningsfrekvens från 3KHz till 1 GHz kallas radiovågor.

Dessa är rundstrålande som när en antenn sänder signalerna kommer den att skicka den i alla riktningar, vilket innebär att sändande och mottagande antenner inte behöver anpassas till varandra. Om man skickar radiovågssignalerna kan alla antenner som har de mottagande egenskaperna ta emot den.

Dess nackdel är att eftersom signalerna sänds via radiovågor kan den fångas upp av vem som helst, därför är den inte lämplig för att skicka klassificerade viktiga data utan kan användas för ändamålet där det bara finns en avsändare och många mottagare.

Exempel: Den används i AM, FM-radio, TV & personsökning.

# 2) Mikrovågor:

Signalerna som har sändningsfrekvens från 1 GHz till 300 GHz kallas mikrovågor.

Dessa är enriktade vågor, vilket innebär att när signalen sänds mellan sändaren och mottagarantennen måste båda vara inriktade. Mikrovågor har färre störningar än radiovågskommunikationen eftersom både sändar- och mottagarantennen är inriktade mot varandra i båda ändarna.

Mikrovågsutbredning är synfältet för kommunikation och tornen med monterade antenner måste vara i direkt siktlinje, därför måste tornhöjden vara mycket hög för korrekt kommunikation. Två typer av antenner används för mikrovågskommunikation, dvs. Parabolisk maträtt och horn .

Mikrovågor är användbara i ett till ett kommunikationssystem på grund av dess enriktade egenskaper. Således används den mycket i satellit- och trådlös LAN-kommunikation.

Den kan också användas för fjärrtelekommunikation eftersom mikrovågor kan bära 1000 tals röstdata vid samma tidsintervall.

Det finns två typer av mikrovågskommunikation:

1. Markbaserad mikrovågsugn
2. Satellitmikrovågsugn

Den enda nackdelen med mikrovågsugnen är att den är mycket kostsam.

# 3) Infraröda vågor:

Signalerna som har sändningsfrekvens från 300 GHz till 400 THz kallas infraröda vågor.

Den kan användas för kortdistanskommunikation eftersom infraröd med höga frekvenser inte kan tränga igenom rummen och därmed förhindrar störningar mellan en enhet till en annan.

Exempel : Grannarnas användning av infraröd fjärrkontroll.

Slutsats

Genom denna handledning har vi studerat de grundläggande byggstenarna för datanätverk och dess betydelse i dagens digitala värld.

De olika typerna av media, topologi och överföringslägen som används för att ansluta olika typer av noder i nätverket har också förklarats här. Vi har också sett hur datanätverk används för byggnätverk, nätverk mellan städer och internet, dvs. internet.

NÄSTA självstudie

Rekommenderad läsning

• 7 lager av OSI-modellen (en komplett guide)
• TCP / IP-modell med olika lager
• En komplett guide till brandvägg: Hur man bygger ett säkert nätverkssystem
• Allt om routrar: Typer av routrar, Routing Table och IP Routing
• Allt om Layer 2 och Layer 3 Switches i Networking System
• Guide till Subnet Mask (Subnetting) & IP Subnet Calculator
• LAN Vs WAN Vs MAN: Exakt skillnad mellan typer av nätverk
• Vad är Wide Area Network (WAN): Live WAN Network Exempel