La red informática es un campo importante de aplicaciones informáticas y una parte importante de la autopista de la información. Las redes informáticas tienen una actividad sin precedentes y han penetrado en casi todos los rincones de la sociedad.
Concepto básico de red
Una red informática es un conjunto de ordenadores geográficamente dispersos que funcionan de forma independiente y están conectados entre sí a través de circuitos de comunicación cuando están equipados con el software de red correspondiente bajo el capó. , un sistema que permite compartir recursos e información.
Las funciones de las redes informáticas se reflejan principalmente en tres aspectos: intercambio de información, intercambio de recursos y procesamiento distribuido.
Existen varios métodos de clasificación para redes informáticas, pero los métodos de clasificación más utilizados son la clasificación basada en el tamaño y la distancia de la red. Las redes informáticas suelen dividirse en dos categorías: LAN (red de área local) y WAN (red de área amplia). La WAN también se denomina red de computadoras remotas (RCN).
Una red de área local se refiere a una red conectada dentro de un rango de varios cientos de metros a 10 kilómetros. Por ejemplo, un edificio, la red del campus de una escuela, la red corporativa de una empresa, etc. son todas LAN. Una distancia de conexión de red de más de 10 kilómetros se denomina red de área amplia e Internet es la red de área amplia más típica. En esta sección, nos centramos en las redes de área local.
LAN de computadora
Una LAN generalmente consta de medios de transmisión y equipos auxiliares, adaptadores de red, servidores de red, estaciones de trabajo de usuario y software de red.
Medios de transmisión y equipos auxiliares
Hay tres tipos principales de medios de transmisión utilizados en las redes de área local: pares trenzados, cables coaxiales y fibras ópticas.
El par trenzado es el cable más utilizado en redes de área local. El cable de par trenzado se puede utilizar para conexiones dentro de 100 metros.
Los cables coaxiales se dividen en cables delgados y cables gruesos. La impedancia de los cables delgados es de 50 W y la impedancia de los cables gruesos es de 75 W. Los dos no se pueden conectar directamente. Generalmente, se pueden utilizar cables finos en un radio de 185 metros y cables gruesos para distancias mayores.
Las fibras ópticas, comúnmente conocidas como cables ópticos, son esencialmente diferentes de los cables. Los cables ópticos transmiten señales ópticas, mientras que los cables transmiten señales eléctricas. Los cables de fibra óptica consisten en un haz de fibras ópticas que contienen un filamento conductor de luz, generalmente de silicio. El cable óptico es el medio de transmisión con mayor velocidad de transmisión y generalmente se utiliza en líneas troncales.
El equipo auxiliar depende del medio de transmisión utilizado por la LAN. En cuanto a los cables de par trenzado, existe el RJ45; en cuanto a los cables coaxiales, generalmente incluyen enchufes BNC, enchufes tipo T, igualadores de terminales, amplificadores y demoduladores de módem, etc. Si la red adopta una estructura en estrella, también se requiere un concentrador. Hub se divide en Hub compartido y Hub de intercambio. La función del Hub es recibir y reenviar señales.
Adaptador de red
El adaptador de red NIC (Network Interface Card) también se denomina tarjeta de red, a través de la cual la PC de la estación de trabajo del usuario se conecta a la red. Con el rápido desarrollo de la tecnología de redes, las tarjetas de red también han sido objeto de frecuentes actualizaciones. Sus variedades y tipos se han vuelto cada vez más diversos, y sus funciones se han vuelto cada vez más complejas y perfectas. Hay tarjetas de red de 16 bits que admiten el bus ISA y hay tarjetas de red de 32 bits que admiten el bus PCI; hay tarjetas de red con una velocidad de transmisión de 10 Mbps (es decir, que transmiten 10 megabits por segundo); tarjetas de red con una velocidad de transmisión de 100 Mbps, y también hay tarjetas de red con una velocidad de transmisión de 10/100 Mbps.
La función principal de la tarjeta de red es:
Realizar la conexión física y la coincidencia de señales eléctricas entre la PC de la estación de trabajo y el medio de transmisión LAN, y recibir y ejecutar varios comandos de control. enviado por el host de la estación de trabajo
Realizar las funciones de la capa de enlace de datos LAN, incluido el control de transmisión y recuperación de medios de transmisión, envío y recepción de tramas de información, verificación de errores, conversión de código de serie a paralelo, etc.;
Proporcionar capacidad de almacenamiento en búfer de datos
Realizar ciertas funciones de interfaz, etc.
Nota: Para conectar un ordenador a una WAN es necesario disponer de un Módem, es decir, un módem, no una tarjeta de red.
Servidor de red
El servidor de red se utiliza para administrar los recursos más compartidos del sistema, como discos de gran capacidad, impresoras de alta velocidad y archivos de datos. Dado que el servidor de red administra y accede a estos dispositivos en forma de archivos, también se le llama servidor de archivos. Una red de área local puede tener múltiples servidores para lograr una configuración distribuida de recursos compartidos. Muchas funciones de la red de área local se implementan a través de servidores, y el software, como los sistemas operativos de red, también reside principalmente en los servidores. Por tanto, el rendimiento del servidor de red afecta directamente al rendimiento de la LAN.
El servidor de red puede ser un microordenador, un miniordenador o un mainframe de alto rendimiento. Independientemente del dispositivo que se elija, el servidor debe tener capacidades de procesamiento de comunicaciones adecuadas, capacidades de acceso rápido y tolerancia segura a fallos.
Estación de trabajo del usuario
Los usuarios acceden a los recursos más compartidos de la red a través de la estación de trabajo. En una red de área local, la estación de trabajo del usuario generalmente utiliza una PC. Además de acceder a los recursos de la red, la propia estación de trabajo tiene ciertas capacidades de procesamiento. Dependiendo de las necesidades de la aplicación, la estación de trabajo también puede no tener disco y se denomina estación de trabajo sin disco.
Software de red
El software de red incluye software de protocolo de red, software de comunicación y sistemas operativos de red. La solidez de las funciones del software de red afecta directamente el rendimiento de la red.
La topología de la red de área local
Las computadoras, discos de gran capacidad, impresoras de alta velocidad y otros componentes conectados a la red pueden considerarse como un nodo en la red. También llamada estación de trabajo. La topología de la red se refiere al método o forma de interconexión entre nodos de la red. Al diseñar una red, es muy importante elegir una topología de red adecuada, que estará directamente relacionada con el rendimiento de la red. Hay tres tipos principales de topología LAN: estrella, anillo y bus (consulte la Figura 4.1).
Figura 4.1 Bus Ring Star
Topología de bus
La topología de bus es la topología más utilizada en redes de área local. En esta estructura, cada nodo está conectado directamente al medio de transmisión a través de la interfaz de hardware correspondiente, y la comunicación entre los nodos se puede realizar directamente a través del medio público. La ventaja de esta estructura es que cuando un nodo falla, no afectará el funcionamiento normal de la red y también permite que nuevos nodos accedan sin problemas a la red sin afectar el estado actual de la red.
Topología en anillo
La estructura en anillo es una estructura de bus cerrada. Cada nodo de la red está conectado al circuito cerrado a través de repetidores. El llamado repetidor es un dispositivo relativamente simple que tiene capacidad de transmisión unidireccional, es decir, recibe datos en un enlace y los transmite a lo largo de otro enlace a la misma velocidad sin almacenamiento en búfer. Por lo tanto, los datos están en el anillo de la red. transmitido a lo largo del anillo en una dirección determinada. Dado que los repetidores de la red en anillo están conectados en serie entre sí, la falla de cualquier repetidor provocará una falla en la transmisión de datos.
Topología en estrella
En una LAN con topología en estrella, cada nodo está conectado al nodo central a través de líneas punto a punto. El nodo central es implementado por una computadora con buen rendimiento, y la comunicación entre otros nodos es comunicada por el nodo central. De esta manera, toda la red básicamente no se ve afectada por la entrada y salida de los nodos periféricos, y los nodos periféricos. La carga de trabajo de procesamiento de datos de cada nodo es relativamente pequeña y el nodo central completa una gran cantidad de trabajo de procesamiento de datos. Por lo tanto, la carga del nodo central de esta estructura es más pesada, propensa al fenómeno de "cuello de botella" y la confiabilidad del sistema. La diferencia es relativamente baja.
Protocolo de transmisión de red
En la transmisión de red, se utiliza el modo en capas para la transmisión. Por lo tanto, las funciones realizadas por cada capa son independientes entre sí. una capa cambia su protocolo, no afectará a otras capas.
En las redes informáticas, el protocolo de comunicación entre las mismas capas de la red informática se denomina estratificación de red OSI (Organización Internacional de Normalización). modelo, hay siete capas de protocolos de comunicación, como se muestra en la Figura 4.2.
Estación emisora (canal lógico) misma capa protocolo estación receptora
⑦ Capa de aplicación ⑦ Capa de aplicación
⑥ Capa de presentación ⑥ Capa de presentación
⑤ Capa de sesión ⑤ Capa de sesión
④ Capa de transporte ④ Capa de transporte
③ Capa de red ③ Capa de red
② Capa de enlace de datos ② Capa de enlace de datos
p>
① Capa física ① Capa física
Interconexión de medios físicos
Figura 4.2 Protocolo de siete capas de LAN
1 Capa física
Proporciona principalmente la interfaz con el medio de transmisión, las funciones mecánicas y eléctricas y las características de procedimiento involucradas en la conexión con el medio físico, y finalmente logra la conexión física. Proporciona una ruta física para la transferencia de bits. Dichos protocolos incluyen RS-232A, RS-232B, RS-232C, etc.
2. Capa de enlace de datos
Envía tramas de datos a través de un determinado formato, control de errores y control de flujo de información para garantizar una transmisión confiable de mensajes en el enlace en unidades de trama. Proporciona servicios de interfaz para la capa de red. Un ejemplo típico de este tipo de protocolo es el HDLC remoto de control de enlace avanzado recomendado por ISO.
3. Capa de red
Se utiliza para manejar la selección de rutas y la tecnología de conmutación de paquetes, proporciona una ruta lógica confiable para los paquetes de mensajes desde el nodo de origen al nodo de destino y es responsable para el establecimiento, mantenimiento y desmontaje de la conexión. Este tipo de protocolo incluye el protocolo IP.
4. Capa de transporte
Se utiliza para la conexión entre hosts y proporciona una ruta de transmisión transparente entre hosts. La unidad de transmisión es un mensaje. Este tipo de protocolo incluye el protocolo TCP.
5. Capa de sesión
Su función es establecer rutas lógicas entre varios procesos de aplicación para el intercambio de datos. Al establecimiento de una conexión entre dos procesos de aplicación lo llamamos Sesión, y la sesión. Se utiliza una capa para mantener este contacto.
6. Capa de presentación
Esta capa proporciona un conjunto de servicios de formato. Como compresión de mensajes, protocolo de transferencia de archivos*.
7. Capa de aplicación
También llamada capa de usuario. Es un protocolo de transmisión para diversos programas orientados al usuario. Como SMTP, POP3, Telnet, etc.
Cabe señalar que, aunque el modelo OSI es reconocido internacionalmente, hasta el momento ninguna red de área local puede cumplir plenamente con los protocolos de siete capas mencionados anteriormente.
La dirección del empleo es muy, muy amplia: Ingeniería de redes informáticas: después de aprender, ir a Baidu no es solo cuestión de tocar el teclado con los dedos.