Компьютерные сети бывают разных форм: домашние сети, бизнес-сети и Интернет - вот три наиболее распространенных примера. Устройства могут использовать любой из нескольких методов для подключения к этим (и другим видам) сетям. Существуют три основных типа сетевых подключений:
- Соединения «точка-точка» позволяют одному устройству обмениваться данными с другим устройством. Например, два телефона могут соединяться друг с другом для обмена контактной информацией или изображениями.
- Широковещательные/многоадресные соединения позволяют устройству отправить одно сообщение в сеть, а копии этого сообщения доставить нескольким получателям.
- Многоточечные соединения позволяют одному устройству подключаться и доставлять сообщения на несколько устройств параллельно.
Не все сетевые технологии поддерживают все типы соединений. Ссылки Ethernet, например, поддерживают широковещательную передачу, а IPv6 - нет. В разделах ниже описаны различные типы подключения, обычно используемые сегодня в сетях.
Фиксированный широкополосный доступ в Интернет
Термин широкополосный доступ может означать несколько вещей, но многие потребители связывают его с концепцией высокоскоростного интернет-сервиса, установленного в определенном месте. Частные сети в домах, школах, на предприятиях и в других организациях обычно подключаются к Интернету через фиксированную широкополосную связь.
История и общее использование
Различные университеты, государственные и частные учреждения создали ключевые элементы Интернета в 1970-х и 1980-х годах. Домашние подключения к Интернету быстро приобрели популярность в 1990-х годах с появлением Всемирной паутины (WWW).
Фиксированные широкополосные интернет-услуги прочно закрепились в качестве стандарта для жилых домов в развитых странах в 2000-х годах с постоянно растущими скоростями. Между тем, национальные провайдеры точек доступа Wi-Fi начали поддерживать географически рассредоточенную сеть фиксированных широкополосных точек подключения для своих абонентов.
Ключевые технологии
Технология цифровой сети с интеграцией служб (ISDN) поддерживает одновременный доступ к голосу и данным по телефонным линиям без использования модема. Это был самый ранний пример услуги высокоскоростного (относительно доступных альтернатив) доступа в интернет на потребительском рынке.
ISDN не удалось завоевать широкую популярность из-за конкуренции со стороны превосходящих цифровых абонентских линий (DSL) и услуг кабельного интернета. Помимо этих вариантов, связанных с кабельной связью, существуют услуги фиксированной беспроводной широкополосной связи (не путать с мобильной широкополосной связью), основанные на микроволновых радиопередатчиках. Связь между башнями в сотовых сетях также считается разновидностью фиксированной беспроводной широкополосной системы.
Проблемы
Установки фиксированной широкополосной связи привязаны к одному физическому местоположению и не являются переносимыми. Из-за стоимости инфраструктуры доступность этих интернет-услуг иногда ограничена городами и пригородами (хотя фиксированные беспроводные системы работают достаточно хорошо в сельской местности). Конкуренция со стороны услуг мобильного интернета заставляет операторов фиксированной широкополосной связи продолжать совершенствовать свои сети и снижать затраты.
Мобильный Интернет
Термин мобильный интернет относится к нескольким типам интернет-услуг, к которым можно получить доступ с помощью беспроводного соединения из разных мест.
История и общее использование
Спутниковые интернет-сервисы были созданы в конце 1990-х и 2000-х годах как высокоскоростная альтернатива традиционному коммутируемому Интернету. Хотя эти услуги не могут конкурировать с высокой производительностью новых решений фиксированной широкополосной связи, они продолжают обслуживать сельские рынки, которым не хватает других доступных вариантов.
Первоначальные сети сотовой связи были слишком медленными для поддержки интернет-трафика данных и были предназначены в первую очередь для передачи голоса. Однако, благодаря улучшениям в новых поколениях, спутниковый интернет стал для многих ведущим вариантом мобильного интернета.
Ключевые технологии
Сотовые сети используют различные протоколы связи в рамках семейств стандартов 4G и 5G.
Проблемы
Производительность мобильных интернет-соединений исторически была ниже, чем у фиксированных широкополосных услуг, и их стоимость также была выше. Благодаря значительному улучшению производительности и стоимости в последние годы мобильный интернет становится все более доступным и жизнеспособной альтернативой фиксированной широкополосной связи.
Виртуальная частная сеть (VPN)
Виртуальная частная сеть (VPN) состоит из оборудования, программного обеспечения и соединений, необходимых для поддержки защищенной сетевой связи клиент-сервер через общедоступную сетевую инфраструктуру с использованием метода, называемого туннелированием.
История и общее использование
VPN стали популярными в 1990-х годах с распространением Интернета и высокоскоростных сетей. Крупные предприятия установили частные VPN для своих сотрудников, чтобы использовать их в качестве решения для удаленного доступа - подключаться к корпоративной интрасети из дома или во время поездок для доступа к электронной почте и другим частным бизнес-приложениям.
Общедоступные VPN-сервисы, повышающие конфиденциальность подключения отдельных лиц к интернет-провайдерам, также продолжают широко использоваться. Международные VPN-сервисы, например, позволяют подписчикам перемещаться по Интернету через серверы в разных странах, обходя ограничения геолокации, которые вводят некоторые онлайн-сайты.
Ключевые технологии
Microsoft Windows приняла протокол туннелирования точка-точка (PPTP) в качестве основного решения VPN. В других средах приняты стандарты безопасности интернет-протокола (IPsec) и протокола туннелирования уровня 2 (L2TP).
Проблемы
Виртуальные частные сети требуют специальной настройки на стороне клиента. Параметры подключения различаются в зависимости от типа VPN и должны быть правильно настроены для работы сети. Неудачные попытки установить VPN-подключение или внезапные обрывы соединения довольно распространены, и их трудно устранить.
Коммутируемые сети
Коммутируемые сетевые соединения обеспечивают связь TCP/IP по обычным телефонным линиям.
История и общее использование
Коммутируемый доступ к сети был основной формой домашнего доступа в Интернет в 1990-х и начале 2000-х годов. Некоторые предприятия также устанавливают частные серверы удаленного доступа, что позволяет их сотрудникам получать доступ к внутренней сети компании из Интернета.
Ключевые технологии
Устройства в коммутируемых сетях используют аналоговые модемы, которые звонят по указанным телефонным номерам для установления соединений и отправки или получения сообщений. Протоколы X.25 иногда используются для передачи данных из коммутируемых соединений на большие расстояния, например, для обработки кредитных карт или систем банкоматов.
Проблемы
Коммутируемый доступ обеспечивает ограниченную полосу пропускания сети. Аналоговые модемы, например, имеют максимальную скорость передачи данных 56 Кбит/с. Коммутируемый доступ был заменен широкополосным доступом в Интернет для домашнего Интернета, и его использование в других целях постепенно прекращается.
Локальная сеть (LAN)
Люди связывают компьютерные сети с локальными сетями больше, чем с любым другим типом сетевого подключения. Локальная сеть состоит из набора устройств, расположенных в непосредственной близости друг от друга (например, в доме или офисном здании), подключенных к общему сетевому оборудованию (например, широкополосным маршрутизаторам или сетевым коммутаторам), которые устройства используют для связи друг с другом и с внешними сетями.
История и общее использование
Локальные сети (проводные и беспроводные) стали популярными в 2000-х годах с ростом домашних сетей. Университеты и предприятия использовали проводные сети еще раньше.
Ключевые технологии
Большинство современных проводных локальных сетей используют Ethernet, в то время как беспроводные локальные сети обычно используют Wi-Fi. В старых проводных сетях использовался Ethernet, а также некоторые альтернативы, включая Token Ring и FDDI.
Проблемы
Управление локальными сетями может быть затруднено, поскольку это сети общего назначения, предназначенные для поддержки различных устройств и конфигураций устройств (включая различные операционные системы или стандарты сетевых интерфейсов). Поскольку технологии, поддерживающие локальные сети, работают только на ограниченных расстояниях, связь между локальными сетями требует дополнительного оборудования маршрутизации и усилий по управлению.
Прямые сети
Выделенные сетевые подключения между двумя устройствами (которые никакие другие устройства не могут использовать совместно) также называются прямыми подключениями. Прямые сети отличаются от одноранговых сетей тем, что одноранговые сети содержат большее количество устройств, между которыми может быть установлено много соединений «точка-точка».
История и общее использование
Терминалы конечного пользователя обменивались данными с мейнфреймами через выделенные последовательные линии. ПК с Windows также поддерживали прямое кабельное соединение, часто используемое для передачи файлов. В беспроводных сетях люди часто устанавливают прямое соединение между двумя телефонами (или между телефоном и устройством синхронизации) для обмена фотографиями и фильмами, обновления приложений или игр.
Ключевые технологии
Кабели последовательного порта и параллельного порта традиционно поддерживают базовые прямые соединения, хотя их использование значительно сократилось в пользу более новых стандартов, таких как USB. Некоторые старые портативные компьютеры предлагали беспроводные инфракрасные порты для прямого соединения между моделями, которые поддерживали спецификации IrDA. Bluetooth стал основным стандартом для беспроводного сопряжения телефонов из-за его низкой стоимости и низкого энергопотребления.
Проблемы
Прямые соединения на больших расстояниях затруднены. В частности, широко распространенные беспроводные технологии требуют, чтобы устройства находились в непосредственной близости друг от друга (Bluetooth) или на прямой видимости без препятствий (инфракрасное излучение).
