Πώς λειτουργούν τα δίκτυα υπολογιστών;

Τα δίκτυα υπολογιστών λειτουργούν πράγματι σε αυτόν τον κόσμο στον οποίο ζούμε. Από τις τράπεζες, στα σχολεία, στις επιχειρήσεις, σχεδόν κάθε σύστημα ή διαδικασία στον σημερινό κόσμο επηρεάζεται ή λειτουργεί από ένα δίκτυο υπολογιστών.

Τα δίκτυα υπολογιστών μπορούν να δημιουργηθούν για να ανταποκρίνονται σε οποιεσδήποτε απαιτήσεις μπορεί να χρειαστεί μια επιχείρηση ή ένας οργανισμός. Τα σημερινά δίκτυα οργανώνουν και διαχειρίζονται πληροφορίες για ανθρώπους σε όλα τα κοινωνικά στρώματα. Πώς το κάνουν αυτό είναι το θέμα αυτού του άρθρου.

Ένα δίκτυο υπολογιστών αποτελείται συνήθως από έναν διακομιστή ή έναν σταθμό εργασίας πελάτη, ένα λειτουργικό σύστημα (όπως τα Windows NT), κάποιο είδος καλωδίωσης και μια κάρτα διασύνδεσης δικτύου (NIC). Η κάρτα διασύνδεσης δικτύου - γνωστή και ως πλακέτα επέκτασης - είναι αυτή που επιτρέπει στον υπολογιστή να είναι μέρος ενός δικτύου άλλων υπολογιστών. Περιέχει τα κυκλώματα επικοινωνίας που απαιτούνται για τη λειτουργία του υπολογιστή σε ένα δίκτυο.

Μόλις συνδεθούν σε ένα δίκτυο, οι υπολογιστές μπορούν να μοιράζονται και να ανταλλάσσουν πληροφορίες καθώς και πόρους. Για τα περισσότερα δίκτυα μικρών επιχειρήσεων υπάρχει ένας ή περισσότεροι υπολογιστές διακομιστή που συντονίζουν τις δραστηριότητες του δικτύου. Ορισμένοι διακομιστές απαιτούν έναν συγκεκριμένο τύπο λειτουργικού συστήματος, αν και οι μεγαλύτεροι διακομιστές μπορούν συνήθως να λειτουργήσουν με τα περισσότερα λειτουργικά συστήματα.

Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι δικτύων υπολογιστών.

Τα peer-to-peer δίκτυα δεν απαιτούν απαραίτητα υπολογιστή διακομιστή. Αντίθετα, κάθε υπολογιστής ή σταθμός εξυπηρετεί διαφορετικό σκοπό με ορισμένα δεδομένα "εξυπηρέτησης" ενώ άλλα λαμβάνουν δεδομένα. Πολλές φορές ένα τοπικό δίκτυο (LAN) θα δημιουργηθεί ως peer-to-peer. Αυτά είναι μικρά δίκτυα όπως αυτό που θα δημιουργήσατε στο σπίτι σας ή σε μια μικρή επιχείρηση. Τα δίκτυα διακομιστών πελατών αποτελούνται από έναν υπολογιστή που λειτουργεί ως ο κύριος κόμβος πληροφοριών. Στέλνει και λαμβάνει πληροφορίες σε άλλους υπολογιστές (πελάτες) του δικτύου. Οι διακομιστές λειτουργούν ως χώροι αποθήκευσης αρχείων και βάσεων δεδομένων και είναι εξοπλισμένοι με μεγαλύτερες μονάδες δίσκου, μεγαλύτερη χωρητικότητα μνήμης και ισχυρότερους κεντρικούς επεξεργαστές από τους σταθμούς-πελάτες. Αυτά είναι μεγάλα δίκτυα, αλλά μπορούν επίσης να λειτουργήσουν και ως LAN. Τα δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN) αποτελούνται από υπολογιστές κατανεμημένους σε μια μεγάλη γεωγραφική περιοχή. Το Διαδίκτυο είναι ένα WAN, που αποτελείται από μικρότερα τοπικά δίκτυα. Ο εξοπλισμός που απαιτείται για τη λειτουργία ενός δικτύου ευρείας περιοχής είναι εκτεταμένος και δαπανηρός.

Τα σημερινά δίκτυα υπολογιστών εκπέμπουν είτε μέσω καλωδιακών είτε μέσω ασύρματων συνδέσεων. Οι καλωδιακές μεταδόσεις εκτελούνται κατά μήκος καλωδίων ή καλωδίων οπτικών ινών, ενώ οι ασύρματες μεταδόσεις χρησιμοποιούν συχνότητες ραδιοφώνου ή/και μικροκυμάτων. Τα ασύρματα δίκτυα είναι τα πιο δημοφιλή.

Αν και τα καλωδιακά δίκτυα έχουν φυσικούς περιορισμούς όσον αφορά τα καλώδια σύνδεσης και τις σταθερές περιοχές, είναι συνολικά πιο σταθερά και αξιόπιστα. Τα ασύρματα δίκτυα είναι πιο επιρρεπή σε παρεμβολές ραδιοφώνου, παρεμβολές από άλλες ασύρματες συσκευές και φυσικά εμπόδια όπως κτίρια ή τοίχοι μπορεί να διαταράξουν το σήμα τους.

Όλα τα δίκτυα υπολογιστών ακολουθούν ορισμένους κανόνες επικοινωνίας όταν στέλνουν πληροφορίες εμπρός και πίσω. Αυτά ονομάζονται πρωτόκολλα δικτύου. Οι πληροφορίες αποστέλλονται σε δέσμες ή σε μορφή πακέτων. Διαφορετικά πρωτόκολλα δικτύου χρησιμοποιούν συγκεκριμένες μεταδόσεις πακέτων ή μεταγωγή πακέτων.

Τα πρωτόκολλα δικτύου παρέχουν επίσης τα μέσα με τα οποία οι υπολογιστές μπορούν να αναγνωρίζουν ο ένας τον άλλον σε ένα δίκτυο. Το μέγεθος και ο σκοπός του δικτύου θα καθορίσουν τον τύπο του πρωτοκόλλου δικτύου που χρησιμοποιείται.

Τα πρωτόκολλα δικτύου χρησιμοποιούνται από τους διακομιστές καθώς και από τους υπολογιστές που διαχειρίζονται. Ορισμένες εφαρμογές λογισμικού, όπως τα προγράμματα περιήγησης Ιστού, έχουν σχεδιαστεί για να φιλοξενούν αυτά τα πρωτόκολλα.