שונות

יסודות רשת נתונים

יסודות רשת נתונים


רשתות נתונים וטכנולוגיית רשת נתונים נוגעות בכל תחום בחיים המודרניים באופן ישיר או עקיף.

רשתות נתונים משמשות לרשתות מקומיות בתוך משרדים ועסקים; רשתות משמשות למערכות מחשב ביתיות ובדרך כלל משלבות Wi-Fi כדי לאפשר חיבור שלל מכשירים; הם משמשים ליישומי טלקומוניקציה המספקים חיבור לטלקומוניקציה קווית וניידת; . והם משמשים כמעט בכל תחומי החיים.

למרות שרשתות הנתונים השונות המשמשות לתרחישים שונים שונות, ישנם כמה יסודות הנפוצים בענף רשתות הנתונים. הנתונים מועברים מנקודה אחת לאחרת, ומושגי היסוד זהים בכל היישום.

לא רק אבני הבניין הבסיסיות זהות, אם כי קנה המידה עשוי להיות שונה, אך רבות מאותן נושאים מציגות את עצמן ברשתות גדולות וקטנות - אבטחת רשת היא רק דוגמה אחת.

מכיוון שרשת נתונים חשובה כל כך, הטכנולוגיה נעה קדימה כל הזמן. טכניקות חדשות מפותחות והחומרה משתפרת תמיד והיבטים כמו אבטחת רשת וניטור רשת עוברים קדימה במהירות כדי להבטיח שיש סביבה בטוחה ויעילה ברשת.

יתרונות השימוש ברשתות

מכיוון שרשתות נתונים שכיחות כיום, יתרונותיהן מובנים לעיתים קרובות כמובנים מאליהם. ישנם יתרונות רבים להקמת רשת נתונים:

  • משאבים משותפים: היבט אחד חשוב מאוד בשימוש ברשתות נתונים הוא העובדה שניתן לחלוק משאבים. במקור אם היה צורך לשתף מדפסת, למשל, יהיה עליה לנתק אותה ממחשב אחד ולחבר אותה למחשב אחר. כיום משאבים רבים משותפים כולל מדפסות, אחסון, ואפילו גישה לאינטרנט שיזדקקו לחומת אש טובה.
  • תִקשׁוֹרֶת: כאשר הם מקושרים באמצעות רשת נתונים, התקשורת נעשית קלה הרבה יותר. ניתן לשלוח מיילים באופן פנימי וגם חיצוני, ניתן להעביר קבצים בקלות רבה, וישנן דרכים רבות אחרות בהן קישור מחשבים דרך רשת מועיל. ללא רשת היה צורך בהליכה פיזית של תקליטון למיקום בו היה צורך בקובץ (אז לא הומצאו מקלות זיכרון פלאש).
  • עבודה משותפת: באמצעות רשת נתונים ניתן לשתף פעולה בעבודה על מסמך יחיד
  • גישה לתוכנות המאוחסנות במרכז לעתים קרובות יש צורך לשמור עותק יחיד של תוכנה במשאב מרכזי אליו ניתן לגשת כנדרש. כאשר נדרש שימוש ברישיון, ניתן להקצות זאת ממשאב מרכזי למשתמש נתון.
  • גישה למסד נתונים מרכזי: לחברות מכירות רבות וארגונים אחרים יש בסיס נתונים מרכזי אליו יכולים אנשי המכירות הטלפוניים לגשת כנדרש. בהיותו משאב מרכזי, כל אחד מהאנשים הרלוונטיים יכול לגשת אליו.

ביסודם היתרונות של רשתות נתונים צירים כולם סביב צורות תקשורת שונות ומשאבים משותפים. אלה הופכים את ההצדקה לשימוש ברשתות למרתקות מאוד.

נתוני החלפת מעגלים ומנות

ישנן שתי דרכים עיקריות שבהן ניתן לשלוח אותות, ובמקרה זה, נתונים ברשת:

  • מעגל מוחלף: נתוני החלפת מעגלים היו הדרך הראשונה בה נשלחו נתונים לרשתות. באמצעות מושג זה, כאשר נדרש לשלוח נתונים או אפילו אות אנלוגי מנקודה אחת לאחרת, חוט יעבור למעשה למקומו והנתונים יישלחו על פני מעגל זה. בין אם המעגל היה פעיל ובין אם הייתה תקופת שקט, המעגל הזה יוקדש להעברה נתונה. מכיוון שנתונים נשלחים בדרך כלל בהתפרצויות, פירוש הדבר היה כי זמן רב הושקע כאשר לא עברו נתונים על המעגל.
  • מנות הוחלפו: נתונים המועברים על מנות פועלים על ידי הצבת הנתונים לחבילות נתונים מוגדרות, בדרך כלל עם כתובות מקור ויעד נוספות וכן כמה תקורות אחרות. למרות שיש לשלוח נתונים נוספים, העובדה שהשימוש בקו גדול בהרבה, משמעותה שיש שיפור משמעותי בשימוש בקו. כאשר מספר רב של משתמשים יכולים לשתף את אותו משאב, יש צורך בתשתית הרבה פחות וזה משתקף בעלויות נמוכות בהרבה - מביא תועלת למפעילי הרשת ולמשתמשים כאחד.

כתובות IP

מרכיב עיקרי אחד בטכנולוגיית רשת המחשבים בימינו הוא השימוש בכתובות IP. כתובות אלו מגדירות את היעד לחבילת הנתונים וגם את מקורו. על ידי ידיעת כתובות אלה, הרשת מסוגלת לנתב את הנתונים בצורה נכונה.

כתובות IP או פרוטוקול אינטרנט הן אוניברסליות ברחבי האינטרנט, ומספקות את הכתובות הדרושות להעברת נתונים לרשת ליעדים הנדרשים.

כתובות ה- IP כלולות בכותרת החבילה, ומבנה מנות הנתונים מוגדר גם בתקני ה- IP.

בתחילה נעשה שימוש בגרסה של פרוטוקול האינטרנט המכונה IPv4. זו הייתה כתובות ה- IP המוכרות המורכבות מקבוצה של ארבעה מספרים בין 1 ל -254, מופרדים באמצעות נקודות. מכיוון שמספר כתובות ה- IP התחיל להיאצר, הוצגה גרסה חדשה של IP המכונה IPv6 שמספקת, בין היתר, מספר עצום של כתובות IP נוספות.

רכזות רשת, מתגים ונתבים

רשתות המחשבים הראשונות נוצרו רק על ידי חיבור מחשבים יחד. אולם מכיוון שרשתות הנתונים וטכנולוגיית הרשת גדלו, לא ניתן לקשר רק מחשבים זה לזה. צריך לנתב נתונים על פני מגוון מסלולים בין מספר עצום של נקודות קצה שונות.

לשם כך נעשה שימוש בגופי רשת הנקראים רכזות, מתגים ונתבים ..

הרכזות, המתגים והנתבים המשמשים ברשתות נתונים הם שונים, ולמרות שהמונחים משמשים לעתים קרובות (באופן שגוי) לתיאור כל אחת מהישויות הללו, הם למעשה שונים לגמרי:

  • רכזת רשת: רכזת רשת היא הבסיסית ביותר מבין רכיבי הרשת העיקריים. רכזת הרשת מעבירה את כל הנתונים שמתקבלים ביציאה אחת לכל האחרים. רכזות שימשו לעתים קרובות כנקודת חיבור נפוצה. עם זאת החיסרון הוא שמכיוון שהם שולחים את כל הנתונים לכל היציאות, עלול להיווצר עומס. בהתאם לכך הם אינם נמצאים בשימוש נרחב בימינו.
  • החלפת רשת: מתגי רשת חכמים יותר ממרכזים והם נמצאים בשימוש נרחב ברשתות גדולות. מתגי רשת מסננים ומעבירים נתונים המציגים את הנתונים שיועברו ליציאה הנדרשת בלבד.
  • נתב רשת: נתבים הם הצורות החכמות ביותר של צומת רשת המשמשות לחיבור נתונים. לנתב יש יותר אינטליגנציה משמעותית מאשר מתג. הוא מעביר חבילות נתונים בין רשתות, לעתים קרובות מנתב אחד למשנהו עד שהוא מגיע ליעדו. כאשר חבילת נתונים מגיעה מרשת אחת, הנתב קורא את פרטי הכתובת כדי לקבוע את היעד הסופי. באמצעות מידע בטבלת הניתוב או במדיניות הניתוב שלה, הוא מכוון את החבילה לרשת הבאה.

    נתבים מכילים לרוב גם יכולת נוספת משמעותית מבחינת הידיעה לאן מועברות חבילות נתונים ומבחינת תרגום כתובות וכו '.

הערה על מתגי ה- Ethernet והנתבים:

נתבי אתרנט, מתגים ומוקדים הם מרכיבים חיוניים עבור רשתות נתונים ממוחשבות, המאפשרים ניהול נתונים והעברתם כנדרש. נתבים, מתגים ומוקדים שונים, בעלי יכולות שונות. למרות שהם נפוצים יותר עם אתרנט, הם זמינים באופן נרחב, במיוחד עבור רשתות גדולות עם ממשקים אחרים גם כן.

קרא עוד על נתבי אתרנט ומתגים ומוקדים.

כיתות רשת נתונים

לעתים קרובות מועיל לאמוד את קנה המידה של מחשב או רשת נתונים. א

  • רשת מקומית, LAN: כפי שהשם מרמז, רשת מסוג זה משתרעת על שטח קטן יחסית. הוצע כי הוא יכול להיות ברוחב של עד 2 ק"מ. לעתים קרובות הוא ישמש לעסק אחד בו הוא לא רק יקשר בין המחשבים זה לזה אלא יספק משאבים נפוצים כמו מדפסות, אחסון ואולי כמה היבטים אחרים, כמו גם קישור לאינטרנט ויש לו חומת אש משותפת.
  • רשת אזור המטרופולין, MAN: השם של רשת אזור המטרופולין נפל בשימוש קטן מכיוון שהיא אינה רשת מקומית ולא רשת רחבה, ואין לה ממש הגדרה ברורה. עם זאת, הוצע בכמה רבעים שהוא יכול להיות ברוחב של 2 עד 50 ק"מ.

    בעיקרון המינוח שימושי כדי לציין רשת שגדלה מעבר לזו של רשת מקומית ודורשת משאבים נוספים ותכנון לתחזוקה. כדי לשמור על מהירות החיבור בין הצמתים, יהיה צורך להשתמש בחיבורי סיבים אופטיים. שיפורים אלה ואחרים יידרשו כדי לשמור על ביצועים בגודל גדול יותר.

  • רשת רחבה, WAN: המינוח הרשת הרחב עדיין נמצא בשימוש נרחב והוא הציע כי רשת מסוג זה עשויה להיות בקוטר של יותר מ -50 ק"מ. ברשת רחבה לא רק שיהיו הרבה משאבים מחוברים אליה, אלא שהיא גם תצטרך להיות בקשרים מהירים ולהיות מתוכננת היטב.

המונח רשת אזורית הוא ככל הנראה הנפוץ ביותר מכיוון שהוא אולי המוגדר בצורה הטובה ביותר. לרוב החברות תהיה רשת מקומית באתר אחד.

ארכיטקטורת רשת

לאופן התכנון והמימוש של רשת נתונים יש השפעה ניכרת על ביצועיה. למרות שנראה כי ניתן להוסיף נתבים ומתגים כנדרש, זו אינה השיטה האופטימלית לבניית רשת יעילה.

לרוב עם רשתות מחשבים של החברה, מתווספים אזורים נוספים וניתן להתאים זאת בקלות יחסית, תמיד עדיף לתכנן את ארכיטקטורת הרשת כדי להשיג את הביצועים האופטימליים.

פיתוחים ברשת נתונים

ככל שהדרישות לרשתות נתונים גדולות גדלות עם יעילות, אמינות וגמישות צריכים להיות מוגברים תמיד. הוצגו טכניקות חדשות בכדי לענות על הצרכים.

  • רשת מוגדרת תוכנה, SDN: אחת הטכניקות המרכזיות המשמשות לשיפור הביצועים של רשתות נתונים נקראת רשת מוגדרת באמצעות תוכנה. באמצעות טכניקה זו מופרדות פונקציות בקרת ההעברה וההעברה, וכך ניתן להגדיר מחדש את הרשת ביתר קלות כדי לענות על צרכי הרגע. אם מבצעים ניטור רשת ומציגים את התוצאות, ניתן לבצע תצורה מחודשת עם ידע מלא על ביצועי הרשת.
  • וירטואליזציה של פונקציות רשת, NFV: יחד עם תחומים רבים אחרים המשתמשים בעיבוד, ניתן להשתמש בסט של חומרת עיבוד שהיא סטנדרטית ברחבי הרשת וניתן להגדיר זאת על מנת לספק את הפונקציה הנדרשת. כאשר משתנה השימוש, ניתן לשנות את תצורתו כך שתספק פונקציה אחרת במידת הצורך. באופן זה רשת הנתונים יכולה לענות על צרכי הדקה ביתר קלות וביעילות.

ניטור רשת

רשתות נתונים גדולות יכולות להיות פריטים מסובכים מאוד. לחזות כיצד הם יעבדו, ואפילו לדעת מתי יש נושא יכול להיות קשה. לעתים קרובות אם צומת או פריט אחר נכשלים, המערכת תנתב נתונים באופן אוטומטי דרך נתיב אחר.

אמנם רמת אוטומציה זו טובה, אך לא תמיד קל לזהות מתי יש בעיה, אם כי זמן ההשהיה (זמן נסיעת הנתונים) יגדל וסביר להניח שיש צווארי בקבוק נתונים.

כדי להתגבר על בעיות אלה, לרוב יש לרשת נתונים גדולה צגי רשת מתוחכמים. צגי רשת אלה מוטבעים בדרך כלל במערכת. כתוצאה מכך צגי רשת אלה מסוגלים להסתכל על פעולת הרשת ולאתר בעיות ולעתים קרובות לזהות דרכים בהן ניתן להגדיר מחדש את הרשת כדי לייעל את פעולתה.

עבור רשתות נתונים גדולות, נוכחותם של צגי רשת חיונית בהחלט אם יש להבטיח את פעולתה האמינה של הרשת.

אבטחת רשת

ככל שהשימוש בטכנולוגיית המחשב נכנס לתחומי חיים רבים יותר וחשיבותה עולה, כך גם הסיכונים עולים. עם הפיכת תושייה האקרים יותר ויותר, נושא אבטחת הרשת מדאיג מאוד.

ישנם כמה היבטים לאבטחת הרשת מאבטחת רשת הטלקומוניקציה להיבטים שונים של אבטחת רשת מחשבים.

אבטחת רשת מחשבים מעניינת במיוחד את כל מי שמפעיל רשת מחשבים כלשהי, בין אם זה עבור מערכת מחשבים ביתית או עבור עסק קטן או גדול.

בין אם נרצה בכך ובין אם לא, רשתות מחשבים משפיעות על כל תחומי חיינו, החל מרשתות הטלקומוניקציה בהן אנו משתמשים, וכלה ברשתות המחשבים הביתיות, וכלה ברשתות נתונים גדולות אחרות המשמשות חברות כאשר אנו צריכים לקנות משהו. רשתות נתונים קיימות בכל תחומי החיים ולמרות שהם משמשים למטרות מעט שונות, רבים מהיסודות הם זהים לחלוטין.

נושאי קישוריות אלחוטית וקווית:
יסודות תקשורת סלולרית 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4 טלפונים אלחוטיים DECT NFC- תקשורת שדה קרוב רשת יסודות מהו הענן Ethernet נתונים סידוריים USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
חזור לקישוריות אלחוטית וקווית


צפו בסרטון: מה זה מנהל רשת? (אוֹקְטוֹבֶּר 2021).