computer networking tutorial
Computer Networking: The Ultimate Guide to Computer Network Basics and Networking Concepts
Datamaskiner og Internett har endret denne verden og vår livsstil veldig betydelig de siste tiårene.
For noen tiår siden, da vi ønsket å ringe en langdistanse til noen, så måtte vi gjennom en serie kjedelige prosedyrer for å få det til.
I mellomtiden vil det være veldig kostbart både når det gjelder tid og penger. Imidlertid har ting endret seg over en periode ettersom avansert teknologi har blitt introdusert nå. I dag trenger vi bare å trykke på en liten knapp, og i løpet av et brøkdel av et sekund kan vi ringe, sende en tekst- eller videomelding veldig enkelt ved hjelp av smarttelefoner, internett og datamaskiner.
Den viktigste faktoren som ligger bak denne avanserte teknologien er ingen ringere enn datanettverk. Det er et sett med noder som er koblet sammen med en mediekobling. En node kan være en hvilken som helst enhet som et modem, en skriver eller en datamaskin som skal kunne sende eller motta data generert av de andre nodene over nettverket.
Liste over opplæringsprogrammer i Computer Networking Series:
Her er listen over alle nettverksopplæringsprogrammer i denne serien som referanse.
La oss starte med den første veiledningen i denne serien.
Hva du vil lære:
- Introduksjon til datanettverk
Introduksjon til datanettverk
Datanettverk er i utgangspunktet et digitalt telekommunikasjonsnettverk som tillater nodene å fordele ressurser. Et datanettverk bør være et sett med to eller flere enn to datamaskiner, skrivere og noder som vil overføre eller motta data via kablet media som kobberkabel eller optisk kabel eller trådløse medier som WiFi.
Den besteEksempelav et datanettverk er Internett.
Et datanettverk betyr ikke et system som har en enkelt kontrollenhet koblet til de andre systemene som oppfører seg som slaver.
Videre bør den kunne oppfylle visse kriterier som nevnt nedenfor:
- Opptreden
- Pålitelighet
- Sikkerhet
La oss diskutere disse tre i detalj.
# 1) Ytelse:
Nettverksytelsen kan beregnes ved å måle transittid og responstid som er definert som følger:
- Transittid: Det er tiden det tar data å reise fra et kildepunkt til et annet destinasjonspunkt.
- Responstid: Det er tiden som er gått mellom spørringen og svaret.
# 2) Pålitelighet:
Pålitelighet kontrolleres ved å måle nettverksfeil. Jo høyere antall feil, desto mindre blir påliteligheten.
# 3) Sikkerhet:
Sikkerhet er definert som hvordan dataene våre beskyttes mot uønskede brukere.
Når data flyter i et nettverk, går det gjennom forskjellige nettverkslag. Derfor kan data lekkes av uønskede brukere hvis de spores. Dermed er datasikkerhet den viktigste delen av datanettverk.
Et godt nettverk er det som er svært sikret, effektivt og lett tilgjengelig slik at man enkelt kan dele data på samme nettverk uten smutthull.
Grunnleggende kommunikasjonsmodell
Komponenter av datakommunikasjon:
- Beskjed: Det er informasjonen som skal leveres.
- Avsender: Avsender er personen som sender meldingen.
- Mottaker: Mottaker er personen som meldingen sendes til.
- Medium: Det er mediet meldingen sendes gjennom. For eksempel , Et modem.
- Protokoll: Dette er et sett med regler som styrer datakommunikasjonen.
Andre aspekter av datanettverk:
Den støtter alle typer data og meldinger som kan være i form av tale, video eller tekst.
Det er veldig raskt og tar bare en brøkdel av sekundene for kommunikasjon av data. Det er et høyt sikret kommunikasjonsmedium, veldig motvillig i kostnad og ypperlig effektiv og er dermed også lett tilgjengelig.
Behov for datanettverk
Nedenfor følger de forskjellige behovene:
- Kommunikasjon mellom en PC til en annen PC.
- Utveksling av data mellom forskjellige brukere på samme plattform.
- Utveksling av dyr programvare og database.
- Deling av informasjon over VAREBIL .
- Brukes til deling av maskinvareenheter samt programvare som skrivere, modemer, hubber etc.
Bruk av datanettverk
La oss se på noen eksempler på datanettverk både i vårt daglige liv og for forretningsformål, og vi vil også se hvordan det vil bringe revolusjon innen disse feltene.
# 1) Ressursdeling : det eneste målet er å gjøre all programvare og maskinvareutstyr spesielt, skrivere og brytere tilgjengelig for alle på nettverket uavhengig av avsenderens eller mottakerens fysiske plassering.
# 2) Server-klientmodell : Tenk deg en modell der et firmas data lagres på en smart datamaskin som er svært sikret med brannmurer og som ligger på firmakontoret. Nå må en ansatt i firmaet få tilgang til data eksternt med sitt enkle skrivebord.
I denne modellen vil den ansattes skrivebord være klient og datamaskinen som ligger på kontoret vil være serveren.
# 3) Kommunikasjonsmedium : Et datanettverk gir et sterkt oppsett av kommunikasjonsmedium blant de ansatte på et kontor.
Nesten hvert selskap (som har to eller flere datamaskiner) vil bruke en e-post (elektronisk post) funksjonalitet som alle ansatte vanligvis vil bruke for en god handel med daglig kommunikasjon.
# 4) E-handel: I dag er shopping på nettet ved å sitte hjemme hjemme hos oss.
Å gjøre forretninger med forbrukerne over internett er veldig praktisk, og det sparer også tid. Flyselskaper, bokhandler, online shopping, hotellbooking, online handel og musikkleverandører føler at kundene liker det enkle å handle hjemmefra.
De mest populære formene for e-handel er oppført i figuren nedenfor:
Tag & fullt navn | Eksempel |
---|---|
B-2-C Forretning til forbruker | Bestiller mobiltelefon online |
B-2-B Business to Business | Sykkelprodusent som bestiller dekk fra leverandører |
C-2-C forbruker til forbruker | Brukt handel / auksjon online |
G-2-C myndighet til forbruker | Regjeringen gir e-arkivering av selvangivelse |
P-2-P peer to peer | Objekt- / fildeling |
Typer nettverkstopologier
De forskjellige typene av nettverkstopologier er forklart nedenfor med bildemessig fremstilling for enkel forståelse.
# 1) BUS-topologi:
I denne topologien er hver nettverksenhet koblet til en enkelt kabel, og den overfører bare data i en retning.
Fordeler:
- Kostnadseffektiv
- Kan brukes i små nettverk.
- Det er lett å forstå.
- Det kreves veldig mindre kabel sammenlignet med andre topologier.
Ulemper:
- Hvis kabelen blir feil, vil hele nettverket mislykkes.
- Sakte i drift.
- Kabelen har en begrenset lengde.
# 2) RING-topologi:
I denne topologien er hver datamaskin koblet til en annen datamaskin i form av en ring med den siste datamaskinen som er koblet til den første.
Hver enhet vil ha to naboer. Datastrømmen i denne topologien er ensrettet, men kan gjøres toveis ved å bruke den dobbelte forbindelsen mellom hver node som kalles en dual ring-topologi.
oracle dba intervju spørsmål og svar for erfarne
I en to ringetopologi fungerer to ringer i hoved- og beskyttelseslenken, slik at hvis en lenke mislykkes, vil dataene strømme gjennom den andre lenken og holde nettverket i live, og derved gi selvhelende arkitektur.
Fordeler:
- Enkel å installere og utvide.
- Kan enkelt brukes til overføring av enorme trafikkdata.
Ulemper:
- Svikt i en node vil påvirke hele nettverket.
- Feilsøking er vanskelig i ringtopologi.
# 3) STAR-topologi:
I denne typen topologi er alle nodene koblet til en enkelt nettverksenhet via en kabel.
Nettverksenheten kan være en hub, bryter eller ruter, som vil være en sentral node, og alle de andre nodene vil være koblet til denne sentrale noden. Hver node har sin egen dedikerte tilkobling til den sentrale noden. Den sentrale noden kan oppføre seg som en repeater og kan brukes med OFC, vridd ledningskabel etc.
Fordeler:
- Oppgradering av en sentral node kan enkelt gjøres.
- Hvis en node mislykkes, vil det ikke påvirke hele nettverket, og nettverket vil fungere problemfritt.
- Feilsøking av feil er enkel.
- Enkel å betjene.
Ulemper:
- Høy kostnad.
- Hvis den sentrale noden blir feil, vil hele nettverket bli avbrutt ettersom alle noder er avhengige av den sentrale.
- Ytelsen til nettverket er basert på ytelsen og kapasiteten til den sentrale noden.
# 4) MESH Topologi:
Hver node er koblet til en annen med en punkt-til-punkt-topologi, og hver node er koblet til hverandre.
Det er to teknikker for å overføre data over Mesh Topology. Den ene rutingen og den andre flommer. I ruteteknikken følger nodene en rutelogikk i henhold til det nettverket som kreves for å dirigere dataene fra kilden til destinasjonen ved hjelp av den korteste banen.
I flomteknikken overføres de samme dataene til alle noder i nettverket, og det er derfor ikke nødvendig med noen rutelogikk. Nettverket er robust i tilfelle flom, og det er vanskelig å miste data, men det fører til uønsket belastning over nettverket.
Fordeler :
- Den er robust.
- Feil kan lett oppdages.
- Veldig sikker
Ulemper :
- Veldig kostbart.
- Installasjon og konfigurasjon er vanskelig.
# 5) TRE Topologi:
Den har en rotnode, og alle undernodene er koblet til rotnoden i form av treet, og danner dermed et hierarki. Normalt har den tre nivåer av hierarki, og den kan utvides i henhold til behovet til nettverket.
Fordeler :
- Det er enkelt å oppdage feil.
- Kan utvide nettverket når det er nødvendig i henhold til kravet.
- Enkelt vedlikehold.
Ulemper :
- Høy kostnad.
- Når det brukes til WAN, er det vanskelig å vedlikeholde.
Overføringsmodi i datanettverk
Det er metoden for overføring av data mellom to noder som er koblet over et nettverk.
Det er tre typer overføringsmodi, som forklares nedenfor:
# 1) Enkeltsidig modus:
I denne typen modus kan data bare sendes i en retning. Derfor er kommunikasjonsmodus ensrettet. Her kan vi bare sende data, og vi kan ikke forvente å motta noe svar på det.
rekke objekter i java eksempelprogram
Eksempel : Høyttalere, CPU, skjerm, TV-kringkasting osv.
# 2) Half-Duplex Mode:
Half-duplex-modus betyr at data kan overføres i begge retninger på en enkelt bærefrekvens, men ikke samtidig.
Eksempel : Walkie-talkie - I dette kan meldingen sendes i begge retninger, men bare en om gangen.
# 3) Fullt dupleksmodus:
Full dupleks betyr at dataene kan sendes i begge retninger samtidig.
Eksempel : Telefon - der både brukerne kan snakke og lytte samtidig.
Overføringsmedier i datanettverk
Overføringsmedier er mediet som vi vil utveksle data i form av tale / melding / video mellom kilde og destinasjonspunkt.
Det første laget av OSI-laget, dvs. det fysiske laget, spiller en viktig rolle for å gi overføringsmediet til å sende data fra avsenderen til mottakeren eller utveksle data fra ett punkt til et annet. Vi vil studere dette nærmere om det.
Avhengig av faktorer som nettverkstype, kostnad og enkel installasjon, miljøforhold, virksomhetens behov og avstandene mellom avsender og mottaker, vil vi bestemme hvilket overføringsmedium som vil være egnet for utveksling av data.
Typer overføringsmedier:
# 1) Koaksialkabel:
Koaksialkabel er i utgangspunktet to ledere som er parallelle med hverandre. Kobber brukes hovedsakelig i koaksialkabelen som en sentral leder, og den kan være i form av solid ledning. Det er omgitt av en PVC-installasjon der et skjold har en ytre metallinnpakning.
Den ytre delen brukes som et skjerm mot støyen og også som en leder som fullfører hele kretsen. Den ytterste delen er et plastdeksel som brukes til å beskytte den totale kabelen.
Den ble brukt i de analoge kommunikasjonssystemene der et enkelt kabelnett kan bære 10K talesignaler. Kabel-TV-leverandører bruker også mye koaksialkabelen i hele TV-nettverket.
# 2) Twisted Pair Cable:
Det er det mest populære kablede overføringsmediet og brukes veldig mye. Det er billig og er lettere å installere enn koaksialkabler.
Den består av to ledere (ofte brukes kobber), som hver har sin egen plastisolasjon og vridd med hverandre. Den ene er jordet og den andre brukes til å bære signaler fra avsenderen til mottakeren. Separate par brukes til sending og mottak.
Det er to typer tvinnede kabler, dvs. uskjermet tvunnet par og skjermet tvunnet parkabel. I telekommunikasjonssystemene brukes RJ 45-kontaktkabelen, som er en kombinasjon av 4 par kabler.
Den brukes i LAN-kommunikasjon og fasttelefonforbindelser, da den har høy båndbreddekapasitet og gir høy data- og talehastighetstilkoblinger.
# 3) Fiberoptisk kabel:
TIL fiberoptisk kabel består av en kjerne omgitt av et gjennomsiktig kledningsmateriale med en mindre refleksjonsindeks. Den bruker lysets egenskaper for signaler å reise mellom dem. Dermed holdes lys i kjernen ved å bruke metoden for total intern refleksjon som får fiberen til å fungere som en bølgeleder.
I fiber med flere moduser er det flere formeringsveier, og fibrene pleide å ha større kjernediametre. Denne typen fiber brukes mest i løsninger innen bygging.
Mens det i enkeltmodusfibre er en enkelt formeringsbane, og kjernediameteren som brukes er relativt mindre. Denne typen fiber brukes i bredt nettverk.
En optisk fiber er en fleksibel og gjennomsiktig fiber som består av kiselglass eller plast. Optiske fibre overfører signaler i form av lys mellom de to ender av fiberen, slik at de tillater overføring over lengre avstander og med en høyere båndbredde enn de koaksiale og tvinnede kablene eller elektriske kablene.
Fibre brukes i stedet for metalltråder i dette, derfor vil signalet bevege seg med veldig mindre tap av signaler fra avsenderen til mottakeren og også immun mot elektromagnetisk interferens. Dermed er effektiviteten og påliteligheten veldig høy, og den er også veldig lett i vekt.
På grunn av de ovennevnte egenskapene til fiberoptiske kabler, er disse mest å foretrekke fremfor elektriske ledninger for langdistansekommunikasjon. Den eneste ulempen med OFC er kostnadene for høy installasjon, og vedlikeholdet er også veldig vanskelig.
Trådløs kommunikasjonsmedier
Så langt har vi studert de kablede kommunikasjonsmodusene der vi har brukt ledere eller guidede medier for kommunikasjon for å bære signaler fra kilden til destinasjonen, og vi har brukt glass eller kobbertråd som et fysisk medium for kommunikasjonsformål.
Mediene som transporterer de elektromagnetiske signalene uten å bruke noe fysisk medium kalles et trådløst kommunikasjonsmedium eller ikke-styrt overføringsmedium. Signalene sendes gjennom luften og er tilgjengelige for alle som har muligheten til å motta den.
Frekvensen som brukes for trådløs kommunikasjon er fra 3 KHz til 900 THz.
Vi kan kategorisere trådløs kommunikasjon på 3 måter som nevnt nedenfor:
# 1) Radiobølger:
Signalene som har sendefrekvens fra 3KHz til 1 GHz kalles radiobølger.
Disse er retningsbestemte som når en antenne overfører signalene, vil den sende den i alle retninger, noe som betyr at sende- og mottakerantenner ikke trenger å være justert med hverandre. Hvis man sender radiobølgesignalene, kan enhver antenne med mottaksegenskapene motta den.
Dens ulempe er at, ettersom signalene overføres gjennom radiobølger, kan den avskjæres av hvem som helst, og derfor er den ikke egnet for sending av klassifiserte viktige data, men kan brukes til formålet der det bare er én sender og mange mottakere.
Eksempel: Den brukes i AM, FM-radio, TV og personsøk.
# 2) Mikrobølger:
Signalene som har sendefrekvens fra 1 GHz til 300 GHz kalles mikrobølger.
Dette er ensrettet bølger, noe som betyr at når signalet overføres mellom sender- og mottakerantenne, må begge justeres. Mikrobølger har færre forstyrrelsesproblemer enn radiobølgekommunikasjonen, ettersom både sender- og mottakerantennen er innrettet mot hverandre i begge ender.
Mikrobølgeovns forplantning er synsfeltet for kommunikasjon, og tårnene med monterte antenner må være i direkte synsfelt, derfor må tårnhøyden være veldig høy for riktig kommunikasjon. To typer antenner brukes til mikrobølgekommunikasjon, dvs. Parabolsk rett og Horn .
Mikrobølger er nyttige i ett til ett kommunikasjonssystem på grunn av dets ensrettede egenskaper. Dermed er det veldig mye brukt i satellitt- og trådløs LAN-kommunikasjon.
Den kan også brukes til langdistansetelekommunikasjon, ettersom mikrobølger kan føre 1000-talls stemmedata med samme tidsintervall.
Det er to typer mikrobølgeovnskommunikasjon:
- Terrestrisk mikrobølgeovn
- Satellitt mikrobølgeovn
Den eneste ulempen med mikrobølgeovnen er at den er veldig kostbar.
# 3) Infrarøde bølger:
Signalene som har sendefrekvens fra 300 GHz til 400 THz kalles infrarøde bølger.
Den kan brukes til kommunikasjon over kort avstand, da infrarød med høye frekvenser ikke kan trenge gjennom rommene og dermed forhindrer interferens mellom en enhet til en annen.
Eksempel : Bruk av infrarød fjernkontroll av naboene.
Konklusjon
Gjennom denne veiledningen har vi studert de grunnleggende byggesteinene i datanettverk og dens betydning i dagens digitale verden.
De forskjellige typene medie-, topologi- og overføringsmodus som brukes til å koble til de forskjellige typer noder i nettverket, er også forklart her. Vi har også sett hvordan datanettverk brukes til nettverksbygging, nettverk mellom byer og internett på internett, dvs. internett.
Anbefalt lesing
- 7 lag av OSI-modellen (En komplett guide)
- TCP / IP-modell med forskjellige lag
- En komplett guide til brannmur: Hvordan lage et sikkert nettverkssystem
- Alt om rutere: Typer rutere, rutetabell og IP-ruting
- Alt om Layer 2 og Layer 3 Switches i Networking System
- Veiledning til nettverksmaske (subnetting) og IP-nettverkskalkulator
- LAN Vs WAN Vs MAN: Nøyaktig forskjell mellom typer nettverk
- Hva er Wide Area Network (WAN): Eksempler på live WAN-nettverk