Как устанавливается соединение с определенным узлом в сети.

• Каждый узел в компьютерной сети имеет уникальный идентификатор. Этот идентификатор (ІР адрес) используется для установки подключения к нему со стороны других компьютеров.

• Первым делом, когда необходимо установить соединение, пользователь вводит доменное имя, присвоенное для конкретного узла в сети.

• После ввода домена отправляется запрос на сервер для правильной маршрутизации. Доменное имя находится в системе и компьютер получает связанный с ним ІР адрес. Далее, когда компьютер получил привычный для него идентификатор, он может использовать его для создания подключения. После этого при помощи установленной между узлами в сети связи происходит обмен данными, передача информации и выполнение запросов.

• Такой способ маршрутизации позволяет упростить задачу по доступу к разным узлам в сети, так как пользователю не нужно запоминать большой набор чисел, достаточно знать адрес в виде привычных слов.

———————————————
#узлы

Что такое одноранговая сеть?

• В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, что на своем компьютере можно сделать общедоступным по сети и кому.

• Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа - это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров.

• Одноранговая сеть вполне подходит там, где:

1) Количество пользователей не превышает нескольких человек;
2) Пользователи расположены компактно;
3) Вопросы защиты данных не критичны;
4) Потоки данных невелики;
5) В обозримом будущем не ожидается значительного расширения конторы и, следовательно, сети.

———————————————
#сеть

Архитектура «Клиент-Сервер»

• В данной архитектуре несколько компьютеров-клиентов посылают запросы и получают услуги от сервера.

• «Клиент-сервер» - один из основных принципов работы сети Интернет. Любой веб-сайт, или приложение в Интернет работает на сервере, а его пользователи являются клиентами. Социальные сети, сайты электронной коммерции, мобильные приложения работают на основе клиент-серверной архитектуры.

• Преимущества:

1) Централизованность;
2) Информационная безопасность, поскольку ресурсы общего пользования администрируются централизованно;
3) Производительность, использование выделенного сервера повышает скорость работы ресурсов;
4) Масштабируемость, количество клиентов и серверов можно увеличивать независимо друг от друга.

• Типы архитектуры рассмотрим в следующем посте.

———————————————
#сеть

Типы архитектуры «Клиент-Сервер»

• Одноуровневая

В ней все прикладные программы распределены по рабочим станциям, которые обращаются к серверу баз данных или к файловому серверу. При этом прикладных программ сервер не исполняет, лишь предоставляет данные.

• Двухуровневая

В ней прикладные программы сосредоточены на сервере приложений, например, сервере 1С или CRM, а в рабочих станциях находятся программы-клиенты, которые предоставляют для пользователей интерфейс для работы с приложениями на сервере.

• Трёхуровневая архитектура

В ней сервер БД, файловый сервер и др. представляют собой отдельный уровень, результаты работы которого использует сервер приложений. Все обращения клиентов к БД происходят через промежуточное программное обеспечение, которое находится на сервере приложений.

• Многоуровневая архитектура

В ней несколько серверов приложений используют результаты работы друг друга, а также данные от различных серверов БД, файловых серверов и др.

———————————————
#сеть

Последовательная и параллельная передача

Передачу данных по линии связи можно организовать последовательно или параллельно.

• При параллельной передаче данных биты данных пересылаются одновременно по нескольким параллельным каналам одной линии связи.

• При последовательной передаче данных биты данных пересылаются по одному каналу по очереди.

• На первый взгляд кажется, что в нужно выбирать параллельную передачу данных, так как она должна быть быстрее, чем последовательная. Однако, на практике в подавляющем большинстве случаев для прокладки компьютерных сетей выбирают последовательную передачу данных.
Линия связи с одним каналом дешевле линии связи с несколькими параллельными каналами. Кроме этого, линия связи с одним каналом занимает меньше места, чем линия связи с несколькими каналами. Также, в случае параллельных каналов требуется обеспечить их работу с одинаковой скоростью, иначе на выходе изначальный порядок бит перепутается и данные будут повреждены.

———————————————
#передача

Что такое коммутация?

• В телефонных сетях, связь абонентов между собой выполняется с помощью коммутации каналов связи.

• Аналогичный принцип используется и в вычислительных сетях. В качестве абонентов выступают удаленные вычислительные машины в компьютерной сети. Физически не представляется возможным предоставить каждому компьютеру свою собственную не коммутируемую линию связи, которой они пользовались бы в течении всего времени. Поэтому практически во всех компьютерных сетях всегда используется какой-либо способ коммутации абонентов (рабочих станций), выполняющий возможность доступа к существующим каналам связи для нескольких абонентов, для обеспечения одновременно нескольких сеансов связи.

• Коммутация — это процесс соединения различных абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы. Коммуникационные сети должны обеспечивать связь своих абонентов между собой.

———————————————
#коммутация

Коммутация пакетов

• Коммутация пакетов - это особый способ коммутации узлов сети, который специально создавался для наилучшей передачи компьютерного трафика

• Опыты по разработке самых первых компьютерных сетей, в основе которых лежала техника коммутации каналов, показали, что этот вид коммутации не предоставляет возможности получить высокую пропускную способность вычислительной сети.

• При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения.

———————————————
#коммутация

Технология ZigBee.

• ZigBee - это технология построения беспроводных сетей передачи данных. Сеть ZigBee работает в безлицензионном диапазоне 2,4 ГГц и ориентирована на передачу небольших объемов информации от множества источников, в том числе и с батарейным питанием.

• Область применения сетей ZigBee простирается от домашней автоматизации (управление светом, бытовыми приборами, аудио-видео техникой) до построения систем мониторинга крупных промышленных объектов (например, контроль температуры и вибрации моторов, сбор показаний датчиков расхода электроэнергии, воды и газа, опрос противопожарных и охранных датчиков).

• Основное преимущество ZigBee от WiFi - это низкое энергопотребление.

———————————————
#zigbee

Что такое коммутатор?

• Коммутатор — это устройство, которое соединяет между собой несколько узлов одной компьютерной сети. Такими узлами могут быть как собственно компьютеры, так и другие устройства: принтеры, серверы и так далее.

• Коммутатор способен передавать информацию от отправителя к получателю только в пределах этой локальной сети.

• Работает коммутатор на 2 уровне модели OSI

• Коммутатор оснащён портами одного типа — LAN (Local Area Network), которые подходят для соединения локальных устройств, физически расположенных близко друг к другу.

—————————————————
#коммутатор

Технология Z-Wave.

• Z-Wave — это беспроводной способ связи, использующий безопасные для здоровья маломощные радиоволны. Установка умного дома, работающего на Z-Wave технологии, предельно проста: не требуется прокладки кабелей и проводов, ремонта и вмешательства в интерьер. Сигнал отлично передается через стены, пол и мебель.

• Протокол Z-Wave создан специально для систем домашней автоматизации и подходит для любого дома.

• В основе технологии Z-Wave — mesh-сеть. Это означает, что все устройства Z-Wave «общаются» друг с другом: сигнал передается от одного прибора к другому внутри сети. Такой способ связи обеспечивает гарантию бесперебойной работы умного дома — даже если одно из устройств (в том числе контроллер) выйдет из строя — сигнал просто пойдет по другому маршруту.

———————————————
#zwave

Что такое маршрутизатор?

• Это устройство предназначено для соединения нескольких сетей различных архитектур. Это значит, что маршрутизатор способен подключить вашу персональную домашнюю сеть к интернету

• Маршрутизатор - это более умное устройство чем коммутатор, для него можно настроить правила передачи пакетов, фильтрацию.

• Маршрутизатор работает на 3 уровне модели OSI

—————————————————
#маршрутизатор

Отличия маршрутизатора и коммутатора.

• Коммутатор осуществляет связь между устройствами только одной сети, в то время как маршрутизатор может связывать несколько сетей

• Для маршрутизатора можно настроить правила передачи данных

• Коммутатор не получится подключить к интернету

• Коммутатор использует только LAN-порты, а в маршрутизаторе присутствует как минимум один WAN-порт, обеспечивающий связь с глобальной сетью.

—————————————————————
#коммутатор #маршрутизатор

Технология Thread.

• Thread – это открытый протокол локальной беспроводной сети с ячеистой топологией, созданный специально для коммуникации IoT-устройств.

• Протокол Thread был разработан с целью улучшить способ подключения и контроля за IoT-устройствами в домашних условиях и предназначен для безопасного и надежного подключения данных устройств в пределах умного дома. На сегодняшний день Thread – перспективная технология, которая поддерживается многими компаниями, ведущими брендами, используется в инновационных стартапах.

• Thread применяется в качестве протокола для домашней автоматизации, общения устройств в рамках концепции умного дома: управление освещением (удаленное включение/ выключение лампочек с помощью смартфона), безопасность (открытие/закрытие замков с использованием смартфонов), климат-контроль, умная техника (холодильник, стиральная машина, мультиварка и т.д.) и многое другое.

———————————————
#thread

Что такое IoT?

• Интернет вещей (Internet of Things, IoT) — это множество физических объектов, подключенных к интернету и обменивающихся данными. Концепция IoT может существенно улучшить многие сферы нашей жизни и помочь нам в создании более удобного, умного и безопасного мира.

• Примеры Интернета вещей варьируются от носимых вещей, таких как умные часы, до умного дома, который умеет, например, контролировать и автоматически менять степень освещения и отопления.

• Интернет вещей занимает важное место в процессе цифровой трансформации в компаниях. Прогнозируется, что к 2030 году количество подключенных к сети устройств вырастет примерно до 24 млрд с годовой выручкой до 1,5 трлн долларов.

———————————————
#loT

Что такое MQTT?

• MQTT или Message Queue Telemetry Transport – это легкий, компактный и открытый протокол обмена данными созданный для передачи данных на удалённых локациях, где требуется небольшой размер кода и есть ограничения по пропускной способности канала. Вышеперечисленные достоинства позволяют применять его в системах M2M (Машинно-Машинное взаимодействие) и IIoT (Промышленный Интернет вещей).

• Также существует версия протокола MQTT-SN (MQTT for Sensor Networks), ранее известная как MQTT-S, которая предназначена для встраиваемых беспроводных устройств без поддержки TCP/IP сетей, например, Zigbee.

• Основные особенности протокола MQTT:

1) Асинхронный протокол
2) Компактные сообщения
3) Работа в условиях нестабильной связи на линии передачи данных
4) Поддержка нескольких уровней качества обслуживания (QoS)
5) Легкая интеграция новых устройств

———————————————
#mqtt

Mesh сети.

• Mesh сеть — это распределенная, одноранговая, ячеистая сеть.

• Каждый узел в ней обладает такими же полномочиями как и все остальные, грубо говоря — все узлы в сети равны.

• Сети бывают самоорганизующиеся и настраиваемые, первый тип сетей при включении оборудования, которое его поддерживает, автоматически подключаются к существующим участникам, выбирают оптимальные маршруты и самонастраиваются внутри сети. Настраиваемые же сети, это те сети, которые следует настроить перед использованием.

• Полноценная Mesh Wi-Fi сеть это такая сеть: для подключения к которой не требуется никакого дополнительного ПО кроме dhcp-клиента и поддержки ipv6 системой

• Mesh сети — это вполне осмысленный следующий шаг в развитии беспроводных сетей, в mesh сети вы «сам себе провайдер», вас нельзя отключить от этой сети, с вами нельзя разорвать договор о пользовании интернетом, вас нельзя подслушивать

———————————————
#mesh_сети

Что такое мультиплексирование?

В связи с тем, что вычислительные сети используются для передачи данных на большие расстояния, то стремятся минимизировать количество проводов в кабеле, в целях экономии. Поэтому разрабатывались технологии, которые позволяют передавать, по одному и тому же каналу связи, сразу несколько потоков данных

• Мультиплексирование — уплотнение канала связи, то есть передача нескольких потоков данных с меньшей скоростью по одному каналу связи. Или иначе: создание в исходном канале связи нескольких подканалов связи с меньшей пропускной способностью

• Мультиплексор (MUX) — комбинационное устройство, обеспечивающее передачу в желаемом порядке цифровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход. Может быть реализован как аппаратно так и программно.

———————————————
#мультиплексирование

Метод DSSS.

• DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) – один из основных методов модуляции сигнала, используемый в беспроводных локальных сетях.

• Данный метод применяется для преобразования исходного сигнала и передачи его одновременно по нескольким каналам связи определенной ширины.

• Принцип его работы достаточно простой и выглядит следующим образом. Диапазон частот, выделенный для беспроводной сети (2400–2483,5 МГц), разбивается на 11 каналов шириной 22 МГц. Далее с помощью метода последовательностей Баркера каждый бит данных превращается в 11 бит, в результате чего получается 11-кратная избыточность. После этого данные передаются параллельно сразу по всем 11 каналам. Такой подход позволяет гарантированно передать и принять весь объем данных даже при слабом уровне сигнала и высоком уровне шумов в каналах.

———————————————
#dsss

Метод FHSS.

• FHSS – еще один метод обработки сигнала с целью расширения его спектра, используемый в беспроводных локальных сетях.

• Метод FHSS также разбивает диапазон частот 2400–2483,5 МГц на полосы, но, в отличие от DSSS, эти каналы имеют ширину 1 МГц и их количество составляет 79. На этом их сходство заканчивается, и дальнейшие принципы работы коренным образом отличаются друг от друга.

• Согласно методу FHSS данные передаются только по одному каналу, но сам канал с частотой не более 20 мс изменяется псевдослучайным образом. Причем схема изменения канала определяется и согласовывается между передатчиком и приемником заранее, на этапе соединения. Подобный подход позволяет значительно уменьшить вероятность того, что передаче данных что-то может помешать.

• По сравнению с DSSS метод FHSS является более помехозащищенным. Причиной является ширина канала, который используется для передачи данных

———————————————
#fhss