Компьютерные сети

Что такое Компьютерные сети

Компьютерная сеть — набор устройств, соединённых каналами связи и обменивающихся данными по общим правилам. Три обязательные составляющие: узлы (компьютеры, серверы, телефоны, датчики), каналы между ними и протоколы — язык, на котором узлы договариваются. Уберите любую — сети не будет: провод без общего протокола соединяет железки, но не даёт им понять друг друга.

Слово «сеть» употребляют шире — как саму инфраструктуру, так и всё, что по ней доступно. Интернет в этом смысле — сеть сетей: миллионы независимых сетей, связанных общей адресацией IP и маршрутизацией между ними.

Классификация по масштабу

Граница между LAN и WAN проходит не по километрам, а по задержке и надёжности. Внутри LAN пакет летит доли миллисекунды и почти не теряется, поэтому там нормально работают протоколы, которые в WAN разваливаются. Отсюда правило: базу данных и приложение держат рядом, а через WAN гоняют только то, что переживёт 50 мс и обрывы.

Одноранговая сеть и сеть с выделенным сервером

Два способа организовать роли узлов — исторически первое деление в любом учебнике, и оно до сих пор объясняет архитектуру систем.

Сеть с выделенным сервером — та, где выделена отдельная машина под общие функции: файлы, аутентификацию, базу. Плюс в управляемости: права, бэкапы и обновления настраиваются в одном месте. Минус — единая точка отказа, которую закрывают резервированием и кластером.

Виртуальные сети

Виртуальная сеть — сеть, существующая как настройка софта, а не как провода. Физически трафик идёт по тем же кабелям, но логически узлы видят изолированный сегмент со своей адресацией.

Именно так устроено всё современное облако. VPC — ваша частная сеть внутри чужого дата-центра: вы задаёте диапазон адресов, режете его на подсети, пишете правила — и всё это существует только в конфигурации. Соседние арендаторы на том же железе вашего трафика не видят.

Другие примеры того же принципа: VLAN делит один коммутатор на несколько независимых сетей, VPN соединяет удалённые узлы поверх интернета так, будто они в одной локалке, а сети Docker связывают контейнеры на хосте.

Практическая ценность — скорость и сегментация: новая изолированная сеть создаётся за секунды и стоит ноль, а взлом одного сервиса не открывает доступ к остальным.

IoT-сеть

IoT-сеть — сеть устройств интернета вещей: датчиков, счётчиков, контроллеров. От обычной она отличается набором ограничений, а не идеей:

• Тысячи узлов вместо десятков, часто на батарейках и без обслуживания годами.
• Крохотный трафик — единицы байт с датчика, но постоянно и от всех сразу.
• Слабое железо — на узле может не быть ресурсов даже под TLS.
• Свои протоколы — MQTT вместо HTTP, потому что он экономнее.

Отсюда типичная архитектура: устройства шлют данные шлюзу или брокеру, тот складывает поток в хранилище, а обработка и аналитика живут уже в облаке — на узле для них нет ни памяти, ни питания.

Связанные термины

• Сетевые протоколы — правила, по которым общаются узлы
• Модель OSI — как описывают устройство сети
• Каналы связи — физическая основа любой сети
• IP-адрес — адресация узлов
• VPC — виртуальная сеть в облаке
• IoT — сети устройств со своими правилами