Загрузил Castle Crush

Общие сведения о сетевой инфраструктуре. Инфраструктура ИТ. Понятие

реклама
Московский государственный колледж
электромеханики и информационных
технологий
Тема:
Общие сведения о сетевой
инфраструктуре.
Инфраструктура ИТ. Понятие
компьютерной сети.
Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть – это система взаимосвязанных компьютеров
и других устройств (принтеров, сканеров, смартфонов),
способных обмениваться данными и совместно использовать
ресурсы.
Цели создания компьютерных сетей
Компьютерные сети создаются для достижения следующих целей:
•
Совместное использование ресурсов: доступ к общим файлам,
принтерам, базам данных, приложениям с любого устройства в сети.
•
Централизованное управление: администрирование сети,
установка обновлений, обеспечение безопасности из единого центра.
•
Электронная почта и коммуникации: быстрый и удобный обмен
сообщениями, файлами, проведение видеоконференций.
•
Доступ к информации: поиск и использование данных из
различных источников, подключенных к сети (Интернет,
корпоративные базы данных).
•
Распределенные вычисления: разделение сложных задач между
несколькими компьютерами для ускорения обработки данных.
Преимущества использования
компьютерных сетей
Компьютерные сети предоставляют ряд преимуществ:
•
Повышение производительности: распределение задач,
совместное использование ресурсов, ускорение доступа к
информации.
•
Снижение затрат: совместное использование дорогостоящих
ресурсов (принтеры, сканеры, программное обеспечение).
•
Улучшение надежности: дублирование данных, резервное
копирование, возможность быстрого восстановления после сбоев.
•
Гибкость и масштабируемость: легкое добавление новых
устройств и пользователей по мере необходимости.
•
Расширение возможностей коммуникации: быстрый обмен
информацией, проведение онлайн-встреч, удаленное сотрудничество.
Типы компьютерных сетей
По масштабу
По топологии (структуре
соединения)
По типу передачи данных
По масштабу
•
Локальная сеть (LAN): объединяет компьютеры в пределах
небольшого географического пространства (офис, здание).
Характеризуется высокой скоростью передачи данных и низкой
задержкой.
•
Городская сеть (MAN): охватывает территорию города.
Используется для связи между различными организациями,
учреждениями, районами города.
•
Глобальная сеть (WAN): объединяет компьютеры,
расположенные на больших расстояниях (страны, континенты).
Пример: Интернет.
По топологии (структуре соединения)
•
Шина: все устройства подключены к одному кабелю.
Простота организации, но низкая надежность (обрыв кабеля
парализует всю сеть).
•
Звезда: все устройства подключены к центральному
устройству (коммутатору). Высокая надежность, но требует
больше кабеля.
•
Кольцо: устройства соединены замкнутым контуром.
Данные передаются по кольцу от одного устройства к другому.
•
Ячеистая: каждый узел соединен с несколькими другими.
Обеспечивает высокую надежность и отказоустойчивость.
Шина
Звезда
Кольцо
Ячеистая
По типу передачи данных
•
Проводные сети: данные передаются по кабелям (витая
пара, коаксиальный кабель, оптоволокно). Обеспечивают
высокую скорость и надежность передачи данных.
•
Беспроводные сети: данные передаются по радиоволнам
(Wi-Fi, Bluetooth). Обеспечивают мобильность и удобство
подключения, но могут быть подвержены помехам.
Какие факторы влияют на выбор типа и
топологии сети?
Масштаб сети
Требования к
производительности
Бюджет
Безопасность
Гибкость и
масштабируемость
Существующая
инфраструктура
Квалификация персонала
Масштаб сети
Количество устройств: Для небольшой домашней сети
достаточно простой топологии "звезда" с использованием Wi-Fi.
Для крупного предприятия с сотнями компьютеров потребуется
более сложная иерархическая сеть с использованием различных
технологий (Ethernet, оптоволокно) и топологий.
Географическое расположение: Для соединения офисов в разных
городах или странах потребуется глобальная сеть (WAN), в то
время как для локального офиса достаточно LAN.
Требования к производительности
Скорость передачи данных: Для потокового видео, онлайн-игр
или работы с большими объемами данных требуется высокая
пропускная способность сети.
Задержка (latency): Для приложений, чувствительных к
задержкам (видеоконференции, онлайн-игры), важна
минимальная задержка передачи данных.
Бюджет
Стоимость оборудования: Различные типы сетевых устройств
(коммутаторы, маршрутизаторы) имеют разную стоимость.
Стоимость прокладки кабеля: Прокладка кабеля может быть
дорогостоящей, особенно на больших расстояниях.
Стоимость обслуживания: Сложные сети требуют больше затрат
на обслуживание и администрирование.
Безопасность
Уровень безопасности: Для сетей, обрабатывающих
конфиденциальную информацию, требуется высокий уровень
безопасности (брандмауэры, шифрование).
Физическая безопасность: Необходимо обеспечить физическую
защиту сетевого оборудования от несанкционированного
доступа.
Гибкость и масштабируемость
Легкость расширения: Сеть должна легко масштабироваться при
увеличении количества устройств или изменении требований.
Гибкость конфигурации: Топология сети должна позволять легко
изменять конфигурацию сети при необходимости.
Существующая инфраструктура
Наличие кабельной инфраструктуры: Если уже проложен кабель,
это может повлиять на выбор топологии сети.
Совместимость с существующим оборудованием: Новое
оборудование должно быть совместимо с уже используемым.
Квалификация персонала
Наличие квалифицированных специалистов: Для настройки и
обслуживания сложных сетей требуются опытные специалисты.
Шина
• Описание: Все устройства подключены к одному кабелю
(шине).
• Преимущества:
o Простота и дешевизна установки.
o Минимальное количество кабеля.
• Недостатки:
o Низкая надежность: обрыв кабеля парализует всю сеть.
o Низкая производительность: коллизии при одновременной
передаче данных.
o Сложность поиска неисправностей.
• Выбор: Подходит для небольших сетей с низкой нагрузкой, где
простота важнее надежности (например, временная сеть для
конференции).
Звезда
• Описание: Все устройства подключены к центральному
устройству (коммутатору или хабу).
• Преимущества:
o Высокая надежность: выход из строя одного устройства не
влияет на другие.
o Простота добавления и удаления устройств.
o Легкость поиска неисправностей.
• Недостатки:
o Выход из строя центрального устройства парализует сеть.
o Требуется больше кабеля, чем для шины.
• Выбор: Наиболее распространенная топология для локальных
сетей (LAN) благодаря высокой надежности и простоте
управления.
Кольцо
• Описание: Устройства соединены замкнутым контуром,
данные передаются по кольцу от одного устройства к другому.
• Преимущества:
o Высокая пропускная способность.
o Отсутствие коллизий.
• Недостатки:
o Сложность настройки и управления.
o Выход из строя одного устройства влияет на всю сеть.
o Добавление нового устройства требует остановки сети.
• Выбор: Используется в некоторых специализированных сетях,
где важна высокая пропускная способность и
детерминированность (например, промышленные сети).
Ячеистая
• Описание: Каждое устройство соединено с несколькими
другими, создавая избыточные пути для передачи данных.
• Преимущества:
o Высокая надежность и отказоустойчивость: сеть
продолжает работать даже при выходе из строя нескольких
устройств или соединений.
o Высокая пропускная способность.
• Недостатки:
o Сложность настройки и управления.
o Высокая стоимость из-за большого количества кабеля и
сетевого оборудования.
• Выбор: Используется в критически важных сетях, где требуется
максимальная надежность и отказоустойчивость (например,
сети передачи данных, военные сети).
Ключевые технологии компьютерных
сетей
Работа компьютерных сетей основана на множестве технологий,
среди которых можно выделить:
•
Протоколы: набор правил, регулирующих обмен данными в сети
(TCP/IP, HTTP, FTP).
•
Адресация: каждое устройство в сети имеет уникальный адрес
(IP-адрес), который используется для его идентификации.
•
Маршрутизация: процесс определения оптимального пути для
передачи данных от отправителя к получателю.
•
Коммутация: процесс соединения устройств в сети и
направления данных по назначению.
•
Безопасность: меры защиты сети от несанкционированного
доступа, вредоносного ПО и других угроз (брандмауэры, антивирусы,
шифрование).
Тенденции развития компьютерных
сетей
•
Облачные вычисления (Cloud Computing): перенос вычислительных
ресурсов и данных в облако, что требует надежной и масштабируемой
сетевой инфраструктуры.
•
Интернет вещей (IoT): подключение к сети огромного количества
устройств (датчиков, автомобилей, бытовой техники), что создает огромные
объемы данных и требует новых подходов к управлению сетью.
•
Искусственный интеллект (ИИ): использование ИИ для автоматизации
управления сетью, оптимизации производительности, обеспечения
безопасности.
•
Программно-определяемые сети (SDN): централизованное
управление сетью с помощью программного обеспечения, что делает сеть
более гибкой и адаптивной.
•
5G и будущие поколения мобильной связи: обеспечивают высокую
скорость передачи данных и низкую задержку, открывая новые
возможности для мобильных приложений и IoT.
Что такое сетевая инфраструктура?
Сетевая инфраструктура – это комплекс взаимосвязанных
аппаратных и программных средств, обеспечивающих передачу,
обработку и хранение данных в рамках компьютерной сети.
Значение сетевой инфраструктуры
Сетевая инфраструктура является фундаментом для:
•
Бизнеса: обеспечивает эффективную коммуникацию, доступ к
информации, автоматизацию процессов, электронную коммерцию.
•
Образования: предоставляет доступ к учебным материалам,
онлайн-курсам, создает возможности для дистанционного обучения.
•
Здравоохранения: облегчает обмен медицинскими данными,
телемедицину, удаленный мониторинг состояния пациентов.
•
Государственного управления: позволяет создавать электронные
правительства, повышать прозрачность и доступность
государственных услуг.
•
Развлечений: обеспечивает доступ к онлайн-играм, потоковому
видео, социальным сетям.
Компоненты сетевой инфраструктуры
Аппаратное обеспечение
Программное обеспечение
Аппаратное обеспечение
•
Сетевые адаптеры: устройства, позволяющие компьютерам
подключаться к сети и передавать данные.
•
Кабели и разъемы: физические каналы передачи данных (витая
пара, коаксиальный кабель, оптоволокно).
•
Сетевые устройства:
o
Коммутаторы: соединяют устройства в локальной сети и
направляют данные по назначению.
o
Маршрутизаторы: соединяют разные сети и определяют
оптимальный маршрут для передачи данных.
o
Модемы: преобразуют сигналы для передачи данных по
телефонным линиям или кабельному телевидению.
o
Точки доступа: обеспечивают беспроводное подключение
устройств к сети.
o
Брандмауэры: защищают сеть от несанкционированного
доступа.
Программное обеспечение
•
Операционные системы (OS): управляют аппаратными
ресурсами компьютера и предоставляют сетевые функции.
•
Сетевые протоколы: набор правил, регулирующих обмен
данными в сети (TCP/IP, HTTP, FTP).
•
Сетевые службы: приложения, предоставляющие сетевые
функции (DNS, DHCP, веб-серверы, почтовые серверы).
Типы сетевой инфраструктуры
По масштабу
По топологии (структуре
соединения)
По типу передачи данных
По масштабу
•
Локальная сеть (LAN): объединяет компьютеры в пределах
небольшого географического пространства (офис, здание).
•
Городская сеть (MAN): охватывает территорию города.
•
Глобальная сеть (WAN): объединяет компьютеры,
расположенные на больших расстояниях (страны, континенты).
По топологии (структуре соединения)
•
Шина: все устройства подключены к одному кабелю.
•
Звезда: все устройства подключены к центральному
устройству (коммутатору).
•
Кольцо: устройства соединены замкнутым контуром.
•
Ячеистая: каждый узел соединен с несколькими другими.
По типу передачи данных
•
Проводные сети: данные передаются по кабелям.
•
Беспроводные сети: данные передаются по радиоволнам
(Wi-Fi, Bluetooth).
Сетевая модель OSI
•
•
Сетевая модель OSI (Open System Interconnection) —
это эталонная модель взаимодействия открытых систем,
которая описывает, как устройства в локальных и
глобальных сетях обмениваются данными и что
происходит с этими данными.
Модель OSI включает семь слоёв, или уровней, — причём
каждый из них выполняет определённую функцию:
например, передать данные или представить их в
понятном для человека виде на компьютере.
Уровни сетевой модели OSI
•
Физический: отвечает за передачу битов по физическому
каналу.
•
Канальный: обеспечивает доступ к среде передачи данных.
•
Сетевой: отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов
данных.
•
Транспортный: обеспечивает надежную передачу данных
между приложениями.
•
Сеансовый: управляет сеансами связи между
приложениями.
•
Представления: отвечает за преобразование данных в
формат, понятный приложениям.
•
Прикладной: предоставляет сетевые сервисы приложениям.
Тенденции развития сетевой
инфраструктуры
•
Облачные вычисления: перенос вычислительных ресурсов и данных в
облако, что требует надежной и масштабируемой сетевой инфраструктуры.
•
Интернет вещей: подключение к сети огромного количества устройств
(датчиков, автомобилей, бытовой техники), что создает огромные объемы
данных и требует новых подходов к управлению сетью.
•
Искусственный интеллект: использование ИИ для автоматизации
управления сетью, оптимизации производительности, обеспечения
безопасности.
•
Программно-определяемые сети: централизованное управление
сетью с помощью программного обеспечения, что делает сеть более гибкой
и адаптивной.
•
5G и будущие поколения мобильной связи: обеспечивают высокую
скорость передачи данных и низкую задержку, открывая новые
возможности для мобильных приложений и IoT.
Что такое ИТ-инфраструктура?
Инфраструктура информационных технологий (ИТ) – это
комплекс взаимосвязанных элементов, обеспечивающих сбор,
обработку, хранение, передачу и отображение информации с
помощью технических средств.
Ключевые компоненты
ИТ-инфраструктуры
Аппаратное обеспечение
Программное обеспечение
Сети передачи данных
Данные
Люди
Процессы
Аппаратное обеспечение
•
Компьютеры: настольные, портативные, серверы – основа
для обработки и хранения данных.
•
Серверы: мощные компьютеры, предоставляющие ресурсы
и сервисы другим устройствам в сети.
•
Сетевое оборудование: коммутаторы, маршрутизаторы,
модемы, точки доступа – обеспечивают связь и обмен данными
между устройствами.
•
Системы хранения данных: жесткие диски, SSD, ленточные
накопители, сетевые хранилища (NAS, SAN) – хранят огромные
объемы информации.
•
Периферийные устройства: принтеры, сканеры, мониторы,
клавиатуры – обеспечивают ввод и вывод информации.
Программное обеспечение
•
Операционные системы (OS): управляют аппаратными
ресурсами компьютера и предоставляют платформу для запуска
приложений (Windows, macOS, Linux).
•
Прикладное программное обеспечение: программы,
предназначенные для решения конкретных задач (офисные
пакеты, графические редакторы).
•
Системы управления базами данных (СУБД): программное
обеспечение для хранения, управления и обработки
структурированных данных (Oracle, MySQL, Microsoft SQL Server).
•
Средства разработки: инструменты для создания и отладки
программного обеспечения.
Сети передачи данных
•
Локальные сети (LAN): объединяют компьютеры в пределах
небольшого географического пространства (офис, здание).
•
Глобальные сети (WAN): объединяют компьютеры,
расположенные на больших расстояниях (страны, континенты).
•
Беспроводные сети: Wi-Fi, Bluetooth – обеспечивают
беспроводное подключение устройств.
Данные
•
Структурированные данные: организованы в таблицы с
четко определенными типами данных (базы данных).
•
Неструктурированные данные: не имеют четкой структуры
(текстовые документы, изображения, видео).
•
Большие данные (Big Data): огромные объемы данных,
которые сложно обрабатывать традиционными методами.
Люди
•
Пользователи: используют ИТ-инфраструктуру для решения
своих задач.
•
Администраторы: управляют ИТ-инфраструктурой,
обеспечивают ее работоспособность и безопасность.
•
Разработчики: создают и поддерживают программное
обеспечение.
Процессы
•
Управление инцидентами: реагирование на сбои и
неполадки в работе ИТ-инфраструктуры.
•
Управление проблемами: выявление и устранение причин
сбоев.
•
Управление изменениями: внедрение новых технологий и
обновлений с минимальным риском для бизнеса.
•
Обеспечение безопасности: защита ИТ-инфраструктуры от
несанкционированного доступа, вредоносного ПО и других угроз.
Значение ИТ-инфраструктуры
ИТ-инфраструктура играет ключевую роль в современном мире,
обеспечивая:
•
Эффективную коммуникацию: быстрый обмен информацией
внутри организации и с внешним миром.
•
Автоматизацию бизнес-процессов: повышение эффективности,
снижение затрат, сокращение времени выполнения задач.
•
Доступ к информации: быстрый поиск и анализ данных для
принятия обоснованных решений.
•
Конкурентное преимущество: внедрение инновационных
технологий, создание новых продуктов и услуг.
•
Улучшение качества жизни: доступ к образованию,
здравоохранению, развлечениям.
Тенденции развития
ИТ-инфраструктуры
ИТ-инфраструктура постоянно эволюционирует, адаптируясь к новым
вызовам и технологиям:
•
Облачные вычисления (Cloud Computing): перенос вычислительных
ресурсов и данных в облако, что обеспечивает гибкость, масштабируемость
и экономию затрат.
•
Интернет вещей (IoT): подключение к сети огромного количества
устройств (датчиков, автомобилей, бытовой техники), что создает новые
возможности для бизнеса и общества.
•
Искусственный интеллект (ИИ): использование ИИ для автоматизации
управления ИТ-инфраструктурой, анализа данных, обеспечения
безопасности.
•
Большие данные (Big Data): разработка новых методов хранения,
обработки и анализа огромных объемов данных для извлечения ценной
информации.
•
Кибербезопасность: усиление мер защиты ИТ-инфраструктуры от
кибератак, которые становятся все более изощренными.
Тенденции развития
ИТ-инфраструктуры
ИТ-инфраструктура постоянно эволюционирует, адаптируясь к новым
вызовам и технологиям:
•
Облачные вычисления (Cloud Computing): перенос вычислительных
ресурсов и данных в облако, что обеспечивает гибкость, масштабируемость
и экономию затрат.
•
Интернет вещей (IoT): подключение к сети огромного количества
устройств (датчиков, автомобилей, бытовой техники), что создает новые
возможности для бизнеса и общества.
•
Искусственный интеллект (ИИ): использование ИИ для автоматизации
управления ИТ-инфраструктурой, анализа данных, обеспечения
безопасности.
•
Большие данные (Big Data): разработка новых методов хранения,
обработки и анализа огромных объемов данных для извлечения ценной
информации.
•
Кибербезопасность: усиление мер защиты ИТ-инфраструктуры от
кибератак, которые становятся все более изощренными.
Как эти три понятия связаны между
собой
Сетевая инфраструктура, инфраструктура ИТ и компьютерные
сети – это взаимосвязанные понятия, которые описывают разные
аспекты информационных технологий, но при этом являются
неотъемлемыми частями друг друга. Вот как они связаны:
1. Компьютерные сети – фундамент
Компьютерные сети – это основа, базис для всего остального.
Они представляют собой систему взаимосвязанных устройств,
способных обмениваться данными. Без компьютерных сетей не
было бы ни сетевой инфраструктуры, ни инфраструктуры ИТ в
современном понимании.
2. Сетевая инфраструктура – кровеносная
система:
Сетевая инфраструктура – это часть ИТ-инфраструктуры, которая
фокусируется на обеспечении связи и обмена данными между
устройствами в сети.
Она включает в себя физические компоненты (кабели,
коммутаторы, маршрутизаторы) и программные компоненты
(протоколы, сетевые службы), которые делают возможным
функционирование компьютерных сетей.
3. Инфраструктура ИТ – общая
картина
Инфраструктура ИТ – это самый широкий термин, который
охватывает все технологические ресурсы, используемые для
хранения, обработки и передачи информации в организации.
Она включает в себя не только компьютерные сети и сетевую
инфраструктуру, но и аппаратное обеспечение (серверы,
компьютеры, устройства хранения данных), программное
обеспечение (операционные системы, приложения, базы
данных), а также людей и процессы, связанные с ИТ.
Взаимозависимость
Важно понимать, что эти три понятия взаимозависимы:
Без компьютерных сетей не было бы необходимости в сетевой
инфраструктуре.
Без сетевой инфраструктуры компьютерные сети не могли бы
функционировать.
И сетевая инфраструктура, и компьютерные сети являются
неотъемлемой частью ИТ-инфраструктуры, которая объединяет
все элементы в единую систему.
Вопросы для обсуждения:
• Какую роль играют сетевая инфраструктура и ИТинфраструктура в современном обществе?
• В чем заключается взаимосвязь между понятиями
"компьютерная сеть", "сетевая инфраструктура" и
"инфраструктура ИТ"?
• Что такое сетевая инфраструктура? Приведите примеры ее
компонентов.
• В чем разница между проводными и беспроводными сетями?
Приведите примеры.
• Какие факторы влияют на выбор типа и топологии сети?
• Дайте определение инфраструктуры ИТ. Какие компоненты
она включает?
• Какую роль играют аппаратное и программное обеспечение в
составе ИТ-инфраструктуры?
Вопросы для обсуждения:
• Почему важно уделять внимание безопасности ИТинфраструктуры?
• Что такое компьютерная сеть? Приведите примеры.
• Опишите основные типы компьютерных сетей по масштабу
(LAN, MAN, WAN).
• В чем заключаются различия между топологиями сетей
"шина", "звезда", "кольцо", "ячеистая"?
• Как вы думаете, какие технологии будут определять развитие
сетевой инфраструктуры и ИТ в будущем?
Скачать