Вычислительная сеть группа территориально распределенных компьютеров


- 5.9.

 5.9. Компьютерные сети

Системы, состоящие из двух и более компьютеров, разне­сенных в пространстве и объединенных линиями связи, назы­вают распределенными вычислительными системами или се­тями ЭВМ. Именно в таких системах процесс обмена данны­ми реализуется в наиболее полном виде и составляет основу функционирования открытых систем. Под открытыми системами в современном мире понимается концепция объедине­ния с помощью процессов обмена данными информационно­го ресурса мирового сообщества. В более узком смысле - это информационно-вычислительные сети, к которым может под­ключиться через компьютер любой человек Земли, любая орга­низация, корпорация, фирма и т.д. и воспользоваться инфор­мационными ресурсами этой системы или предложить ей свой информационный ресурс. Наиболее ярким представителем та­кой системы является мировая вычислительная сеть Интернет. Ее еще называют сеть сетей, так как она объединяет многие открытые системы (сети) на всех континентах нашей планеты.

Понятие вычислительных сетей. Распределенные вычислительные сис-темы (вычислительные сети) создаются в целях объединения информационных ресур­сов нескольких компьютеров (под словом "несколько" пони­мается от двух до нескольких миллионов компьютеров). Ре­сурсы компьютера - это прежде всего память, в которой хра­нится информация, и производительность процессора (процес­соров), определяющая скорость обработки данных. Поэтому в распределенных системах общая память и производитель­ность системы как бы распределены между входящими в нее ЭВМ. Совместное использование общих ресурсов сети поро­дило такие понятия и методы, как распределенные базы и бан­ки данных, распределенная обработка данных. В концептуаль­ном плане вычислительные сети, как и отдельные компьюте­ры, являются средством реализации информационных техно­логий и их процессов.

Вычислительные сети принято подразделять на два класса: локальные вычислительные сети (ЛВС) и глобальные вычис­лительные сети (ГВС).

Под локальной вычислительной сетью понимают распреде­ленную вычис-лительную систему, в которой передача данных между компьютерами не тре-бует специальных устройств, а достаточно электрического соединения компью-теров с помо­щью кабелей и разъемов. Так как электрический сигнал осла­бевает (уменьшается его мощность) при передаче по кабелю, и тем сильнее, чем про-тяженнее кабель, то, естественно, длина проводов, соединяющих компьютеры, ограничена. Поэтому ЛВС объединяют компьютеры, локализованные на весьма ог­раниченном пространстве. Обычно длина кабеля, по которо­му передаются данные между компьютерами, не должна пре­вышать в лучшем случае 1 км. Указанные ограничения обус­ловили расположение компьютеров ЛВС в одном здании или в рядом стоящих зданиях. Обычно службы управления пред­приятий так и расположены, что и определило широкое ис­пользование в них для реализации процессов обмена локаль­ных вычислительных сетей.

Глобальные сети объединяют ресурсы компьютеров, распо­ложенных на значительном удалении, таком, что простым ка­бельным соединением не обойтись и приходится добавлять в межкомпьютерные соединения специальные устройства, позво­ляющие передавать данные без искажения и по назначению. Эти устройства коммутируют (соединяют, переключают) меж­ду собой компьютеры сети и в зависимости от ее конфигура­ции могут быть как пассивными коммутаторами, соединяю­щими кабели, так и достаточно мощными ЭВМ, выполняю­щими логические функции выбора наименьших маршрутов передачи данных. В глобальных вычислительных сетях, поми­мо кабельных линий, применяют и другие среды передачи дан­ных. Большие расстояния, через которые передаются данные в глобальных сетях, требуют особого внимания к процедуре передачи цифровой информации с тем, чтобы посланные в сети данные дошли до компьютера-получателя в полном и неиска­женном виде. В глобальных сетях компьютеры отдалены друг от друга на расстояние не менее 1 км и объединяют ресурсные возможности компьютеров в рамках района (округа) города или сельской местности, региона, страны и т.д.

Отдельные локальные и глобальные вычислительные сети могут объеди-няться, и тогда возникает сложная сеть, которую называют распределенной сетью. 

Таким образом, в общем виде вычислительные сети пред­ставляют собой систему компьютеров, объединенных линия­ми связи и специальными устройствами, позволяющими пере­давать без искажения и переключать между компьютерами потоки данных. Линии связи вместе с устройствами передачи и приема данных называют каналами связи, а устройства, про­изводящие переключение потоков данных в сети, можно опре­делить одним общим названием -узлы коммутации.

Базовые топологии локальных компьютерных сетей. Термин тополо-гия сетей характеризует физическое располо­жение компьютеров, узлов комму-тации и каналов связи в сети.

Проблема синтеза структуры (топологии) сети является од­ной из важнейших, но до конца не решенной, в связи с чем при решении задач определения числа и взаимосвязи компонентов сети используются приближенные, эмпирические методы.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий: "звезда" (star), "кольцо" (ring), "шина" (bus).

Топология звезда характерна тем, что в ней все узлы соеди­нены с одним центральным узлом (рис.5.39). 

Достоинства подобной структуры состоят в экономич­ности и удобстве с точки зрения организации управления взаи­модействием компьютеров (абонентов). Звездообразную сеть лег­ко расширить, поскольку для добавления нового компьютера нужен только один новый канал связи. Существенным недо­статком звездообразной топологии является низкая надеж­ность: при отказе центрального узла выходит из строя вся сеть.

Рис. 5.39. Звездообразная топология сети.

В топологии кольцо компьютеры подключаются к повто­рителям (репитерам) сигналов, связанным в однонаправлен­ное кольцо (рис.5.40). 

Рис. 5.40. Кольцевая топология сети.

По методу доступа к каналу связи (среде передачи данных) различают два основных типа кольцевых сетей: маркерное и тактированное кольца.

В маркерных кольцевых сетях по кольцу передается специ­альный управляющий маркер (метка), разрешающий переда­чу сообщений из компьютера, который им "владеет".

Если компьютер получил маркер и у него есть сообщение для передачи, то он "захватывает" маркер и передает сообще­ние в кольцо. Данные проходят через все повторители, пока не окажутся на том повторителе, к которому подключен ком­пьютер с адресом, указанным в данных. Получив подтвержде­ние, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. При отсутствии у компьютера сообщения для передачи он пропускает движущийся по кольцу маркер.

В тактированном кольце по сети непрерывно вращается замкнутая последовательность тактов - специально закодирован­ных интервалов фиксированной длины. В каждом такте имеется бит-указатель занятости. Свободные такты могут заполняться передаваемыми сообщениями по мере необходимости либо за каждым узлом могут закрепляться определенные такты.

Достоинствами кольцевых сетей являются равенство компьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость. К недостаткам можно отнести выход из строя всей сети при выходе из строя одного повторителя и остановку работы сети при изменении ее конфигурации.

В топологии шина, широко применяемой в локальных се­тях, все компьютеры подключены к единому каналу связи с помощью трансиверов (приемопередатчиков) (рис.5.41).

Рис. 5.41. Шинная топология сети.

Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминато­рами, поглощающими передаваемые сигналы. Данные от пе­редающего компьютера передаются всем компьютерам сети, однако воспринимаются только тем компьютером, адрес ко­торого указан в передаваемом сообщении. Причем в каждый момент только один компьютер может вести передачу. "Шина" - пассивная топология. Это означает, что компьютеры только "слушают" передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому если один компью­тер выйдет из строя, это не скажется на работе остальных, что является достоинством шинной топологии. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети (как повторители компьютеров в кольцевой тополо­гии). Другими достоинствами шины являются высокая расширяемость и экономичность в организации каналов связи. К недостаткам шинной организации сети относится умень­шение пропускной способности сети при значительных объе­мах трафика (трафик - объем данных).

В настоящее время часто используются топологии, комби­нирующие базовые: "звезда-шина", "звезда-кольцо".

Рис. 5.42. Топология звезда – шина.

Топология звезда - шина чаше всего выглядит как объеди­нение с помощью магистральной шины нескольких звездооб­разных сетей (рис. 5.42).

При топологии звезда - кольцо несколько звездообразных сетей соединяется своими центральными узлами коммутации в кольцо (рис.5.43).

Рис. 5.43. Топология звезда – кольцо.

Топология глобальной вычислительной сети. Расширение локальных сетей как базовых, так и комбиниро­ванных топологий из-за удлинения линий связи приводит к необходимости их расчленения и создания распределенных сетей, в которых компонентами служат не отдельные компь­ютеры, а отдельные локальные сети, иногда называемые сег­ментами. Узлами коммутации таких сетей являются ак­тивные концентраторы (К) и мосты (Мет) - устройства, ком­мутирующие линии связи (в том числе разного типа) и одно­временно усиливающие проходящие через них сигналы. Мо­сты, кроме того, еще и управляют потоками данных между сегментами сети. При соединении компьютеров или сетей (локальных или распределенных), удаленных на большие расстояния, используются каналы связи и устройства комму­тации, называемые маршрутизаторами (М) и шлюзами (Ш). Маршрутизаторы взаимодействуют друг с другом и соеди­няются между собой каналами связи, образуя распределен­ный магистральный канал связи. Для согласования парамет­ров данных (форматов, уровней сигналов, протоколов и т.п.), передаваемых по магистральному каналу связи, между мар­шрутизаторами и терминальными компонентами включаются устройства сопряжения (УС). При подключении к магист­ральному каналу вычислительных сетей (например, мэйнф­реймов), которые невозможно согласовать с помощью стан­дартных устройств сопряжения, используются стандартные средства, называемые шлюзами. Терминальными абонента­ми называют отдельные компьютеры, локальные или распре­деленные сети, через маршрутизаторы подключенные к ма­гистральному каналу. Таким образом, возникает глобальная вычислительная сеть, типовая типология которой приведена на рис.5.44. Глобальные сети могут объединяться между со­бой путем соединения через маршрутизаторы магистральных каналов, что в конечном итоге приводит к созданию миро­вой (действительно глобальной) информационно-вычисли­тельной сети.

Спецификация Ethernet – самая популярная в настоящее время сетевая архи­тектура. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/с, топологию шина, а для регулирования трафика в основном сегменте кабеля - CSMA/CD (МДПН/ОС).

Среда (кабель) Ethernet является пассивной, т.е. получает питание от компьютера. Следовательно, она прекратит рабо­ту из-за физического повреждения или неправильного подклю­чения терминатора.

Сеть Ethernet имеет следующие характеристики:

• традиционная топология - линейная шина;

• другие топологии - звезда - шина;

• тип передачи - узкополосная;

• метод доступа - CSMA/CD;

• скорость передачи данных - 10 и 100 Мбит/с;

• кабельная система - тонкий и толстый коаксиальный, UTP (Unshielded Twisted-Pair - неэкранированная витая пара).

Ethernet разбивает данные на пакеты (кадры), формат кото­рых отличается от формата пакетов, используемого в других сетях. Кадры представляют собой блоки информации, переда­ваемые как единое целое. Кадр Ethernet может иметь длину от 64 до 1518 байт, но сама структура кадра Ethernet использует по крайней мере 18 байт, поэтому размер блока данных в Ethernet - от 46 до 1500 байт. Каждый кадр содержит управляющую ин­формацию и имеет общую с другими кадрами организацию. 

Рис. 5.44. Типовая топология глобальной 

информационно-вычислительной сети.

Глобальная сеть Интернет. В настоящее время суще­ствует два созвуч-ных термина - internet и Internet (INTERNET - system of INTERconnected compu-ter NETworks). 

Под internet понимают технологию обмена данными, основанную на исполь­зовании протоколов TCP/IP, а под Internet - глобальное сооб­щество мировых сетей, которые используют интернет для об­мена данными. Internet (далее - Интернет) начинался анало­гично большинству современных технологий как военная про­грамма, направленная на повышение устойчивости системы обороны США.

по территориальному признаку - Компьютерные сети

Классификация по территориальному признаку, то есть по величине территории, что покрывает сеть. И для этого есть весомые причины, потому что отличия технологий локальных и глобальных сетей очень значительные, невзирая на их постоянное сближение. 
Классифицируя сети по территориальному признаку, различают:

1. локальные (LocalAreaNetworks– LAN) сети; 

      Локальная сеть (LAN) связывает ПК и принтеры, обычно находящиеся в одном здании (или комплексе зданий). Локальные сети (ЛС) представляющие собой самую элементарную форму сетей, соединяют вместе группу ПК или связывают их с более мощным компьютером, выполняющим роль сетевого сервера. Все ПК в локальной сети могут использовать специализированные приложения, хранящиеся на сетевом сервере, и работать с общими устройствами: принтерами, факсами и другой периферией. Каждый ПК в локальной сети называется рабочей станцией или сетевым узлом.

        Локальные сети позволяют отдельным пользователям легко и быстро взаимодействовать друг с другом. Вот лишь некоторые задачи, которые позволяет выполнять ЛС:

  • совместная работа с документами;
  • упрощение документооборота: вы получаете возможность просматривать, корректировать и комментировать документы не покидая своего рабочего места, не организовывая собраний и совещаний, отнимающих много времени;
  • сохранение и архивирование своей работы на сервере, чтобы не использовать ценное пространство на жестком диске ПК;
  • простой доступ к приложениям на сервере;
  • облегчение совместного использования в организациях дорогостоящих ресурсов, таких как принтеры, накопители CD-ROM, жесткие диски и приложения (например, текстовые процессоры или программное обеспечение баз данных).
Классификация локальных компьютерных сетей

        Локальные вычислительные сети (более точно будет в данной работе употребление термина «локальные компьютерные сети») подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые (одноуровневые или Peer to Peer) сети и иерархические (многоуровневые).

        Одноранговые сети

        Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС. Имя и пароль входа назначаются владельцем ПК средствами ОС. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью различных разновидностей операционных систем Windows (Windows 9x, Windows NT Workstation, Windows 2000 Professional, Windows XP).

        Иерархические сети

        В иерархических локальных сетях имеется один или несколько специальных компьютеров (серверов), на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями.

        Сервер в иерархических сетях — это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более). Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются станциями или клиентами.

        ЛКС классифицируется по назначению.

—        Сети терминального обслуживания. В них включается ЭВМ и периферийное оборудование, используемое в монопольном режиме компьютером, К которому оно подключается, или быть общесетевым ресурсом.

—        Сети, на базе которых построены системы управления производством и управленческой деятельности. Они объединяются группой стандартов MAP/TOP. В MAP описываются стандарты, используемые в промышленности. ТОР онисывают стандарты для сетей, применяемых в офисных сетях.

—        Сети, объединяющие системы автоматизации, проектирования. Рабочие станции таких сетей обычно базируются на достаточно мощных персональных ЭВМ, например фирмы Sun Microsystems.

—        Сети, на базе которых построены распределенные вычислительные системы.

        По классификационному признаку локальные компьютерные сети делятся на кольцевые, шинные, звездообразные, древовидные,

        По признаку скорости сети делятся на низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростпые (до 100 Мбит/с) и высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с).

        По типу метода доступа подразделяются на случайные, пропорциональные и гибридные.

        По типу физической среды передачи: на витую пару, коаксиальный или оптоволоконный кабель, инфракрасный канал, радиоканал.

2. глобальные (WideAreaNetworks– WAN) сети; 

Объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстояние сотен тысяч километров. Часто используются не очень качественные линии связи. Скорость скорость передачи данных ниже, чем в локальных сетях. Для  устойчивой передачи данных применяются более сложные методы и оборудование.
3. городские (MetropolitanAreaNetworks– MAN) сети.

Промежуточное положение между л.с. и г.с. Обладают качественными линиями связи, скорость обмена иногда даже выше, чем в классических локальных сетях. 


Что такое CDN? Описание сетей доставки контента

Сеть доставки контента (CDN) — это географически распределенная сеть серверов и их центров обработки данных, которые помогают распространять контент среди пользователей с минимальной задержкой.

Это достигается путем приближения контента к географическому положению пользователей через стратегически расположенные центры обработки данных, называемые точками присутствия (PoP). CDN также включают серверы кэширования, которые хранят и доставляют кэшированные файлы для ускорения загрузки веб-страниц и снижения потребления полосы пропускания. Ниже мы более подробно рассмотрим, как именно работают CDN.

Услуги CDN необходимы для предприятий, которые полагаются на доставку контента пользователям.

Обратите внимание на следующее:

  • Крупные новостные издания с читателями во многих странах
  • Сайты социальных сетей, которым необходимо предоставлять мультимедийный контент в лентах пользователей
  • Развлекательные веб-сайты, такие как Netflix, предоставляющие веб-контент высокой четкости в режиме реального времени
  • Платформы электронной коммерции с миллионами клиентов
  • Игровые компании с графическим контентом, к которому имеют доступ географически распределенные пользователи

Всем этим предприятиям необходимо обеспечить ускорение доставки контента, доступность услуг, масштабируемость ресурсов и безопасность веб-приложений. Именно здесь услуги CDN проявляются как уникальное преимущество.

Краткая история CDN

Сети CDN были созданы почти двадцать лет назад для решения задачи быстрой доставки огромных объемов данных конечным пользователям в Интернете. Сегодня они стали движущей силой доставки контента веб-сайтов и продолжают исследоваться и улучшаться академическими кругами и коммерческими разработчиками.

Первые сети доставки контента были построены в конце 90-х, и на них до сих пор приходится 15-30% глобального интернет-трафика. После этого рост широкополосного контента и потоковой передачи аудио, видео и связанных данных через Интернет привел к развитию большего количества CDN. В широком смысле эволюцию CDN можно разделить на четыре поколения:

Период предварительного формирования: до фактического создания CDN разрабатывались необходимые технологии и инфраструктура. Этот период характеризовался ростом ферм серверов, иерархическим кэшированием, улучшениями в веб-серверах и развертыванием кэширующих прокси-серверов. Зеркалирование, кэширование и множественная адресация также были технологиями, проложившими путь к созданию и развитию CDN.

Первое поколение. Первые версии CDN были ориентированы в основном на доставку динамического и статического контента, поскольку это были единственные два типа контента в Интернете. Основным механизмом тогда было создание и внедрение реплик, методов интеллектуальной маршрутизации и граничных вычислений. Приложения и информация были распределены по серверам.

Второе поколение. Затем появились CDN, ориентированные на потоковую передачу видео- и аудиоконтента или услуги видео-по-запросу, такие как Netflix, для пользователей и службы новостей. Это поколение также расчистило путь для доставки контента веб-сайтов мобильным пользователям и увидело использование методов P2P и облачных вычислений.

Третье поколение: CDN третьего поколения — это то, что мы имеем сейчас, и оно все еще развивается благодаря новым исследованиям и разработкам. Мы можем ожидать, что CDN в будущем будут все больше моделировать для сообщества. Это означает, что системами будут управлять обычные пользователи и обычные люди. Ожидается, что самоконфигурация станет новым технологическим механизмом, а также самоуправляемой и автономной доставкой контента. Ожидается, что качество взаимодействия с конечными пользователями станет основной движущей силой в будущем.

Сети CDN изначально развивались, чтобы справляться с экстремальной нагрузкой на полосу пропускания, поскольку спрос на потоковое видео рос вместе с числом поставщиков услуг CDN. С развитием возможностей подключения и новыми тенденциями потребления в каждом поколении цены на услуги CDN упали, что позволило им стать технологией массового рынка. А поскольку облачные вычисления получили широкое распространение, CDN стали играть ключевую роль на всех уровнях бизнес-операций. Они являются ключевыми для таких моделей, как SaaS (программное обеспечение как услуга), IaaS (инфраструктура как услуга), PaaS (платформа как услуга) и BPaaS (бизнес-процесс как услуга).

Как работает CDN?

CDN работают за счет уменьшения физического расстояния между пользователем и источником (веб-сервером или сервером приложений). Он включает в себя глобально распределенную сеть серверов, которые хранят контент гораздо ближе к серверу, чем к источнику. Чтобы лучше понять это, полезно изучить, как пользователь получает доступ к веб-контенту с веб-сайта с CDN и без него.

Без CDN

Когда пользователь заходит на веб-сайт в браузере, он устанавливает соединение, подобное показанному на следующем рисунке. Имя веб-сайта преобразуется в IP-адрес с использованием локального DNS или LDNS (например, DNS-сервера, предоставленного интернет-провайдером, или общедоступного сервера разрешения DNS). Если DNS или LDNS не могут разрешить IP-адрес, он рекурсивно запрашивает разрешение у вышестоящих DNS-серверов. В конечном итоге запрос может быть передан полномочному DNS-серверу, на котором размещена зона. Этот DNS-сервер разрешает адрес и возвращает его пользователю.

Затем браузер пользователя напрямую подключается к источнику и загружает содержимое веб-сайта. Каждый последующий запрос обслуживается источником напрямую, а статические ресурсы кэшируются локально на компьютере пользователя. Если другой пользователь из аналогичного или другого местоположения попытается получить доступ к тому же сайту, он пройдет ту же последовательность. Каждый раз пользовательские запросы будут попадать в источник, и источник будет отвечать контентом. Каждый шаг на этом пути добавляет задержку или «латентность». Если источник расположен далеко от пользователя, время отклика будет значительно увеличиваться, что приведет к ухудшению взаимодействия с пользователем.

С CDN

Однако при наличии CDN процесс немного отличается. Когда инициированные пользователем DNS-запросы принимаются его LDNS, он перенаправляет запросы на один из DNS-серверов CDN. Эти серверы являются частью инфраструктуры Global Server Load Balancer (или «GSLB»). GSLB помогает с функцией балансировки нагрузки, которая буквально измеряет весь Интернет и отслеживает информацию обо всех доступных ресурсах и их производительности. Зная это, GSLB разрешает DNS-запрос, используя наиболее эффективный пограничный адрес (обычно ближайший к пользователю). «Период» — это набор серверов, которые кэшируют и доставляют веб-контент.

После завершения разрешения DNS пользователь отправляет запрос HTTPS на границу. Когда пограничное устройство получает запрос, серверы GSLB помогают пограничным серверам пересылать запросы по оптимальному маршруту к источнику. Затем пограничные серверы извлекают запрошенные данные, доставляют их конечному пользователю, который их запросил, и сохраняют эти данные локально. Все последующие запросы пользователей будут обслуживаться из локального набора данных без повторного запроса исходного сервера. Содержимое, хранящееся на границе, может быть доставлено, даже если источник по какой-либо причине становится недоступным.

Зачем использовать CDN?

CDN помогают предприятиям эффективно доставлять контент конечным пользователям за счет минимизации задержки, повышения производительности веб-сайта и снижения затрат на пропускную способность.

Еще одна уникальная особенность сетей CDN заключается в том, что они позволяют пограничным серверам заранее загружать контент. Это гарантирует, что данные, которые вы собираетесь доставить, будут храниться во всех центрах обработки данных CDN. На языке CDN эти центры обработки данных называются точками присутствия (или «POP»). Точки присутствия помогают свести к минимуму время приема-передачи, приближая веб-контент к посетителю веб-сайта.

Например, предположим, что вы проводите рекламную кампанию и рекламируете свою услугу или продукт среди миллионов потенциальных клиентов. Вы можете ожидать, что большое количество клиентов устремится на ваш сайт после прочтения поста. Если вы имеете дело с влиятельными лицами, у которых хорошие показатели вовлеченности аудитории, объем трафика может увеличиться еще больше. Можете ли вы быть уверены, что ваш исходный сервер сможет справиться с этим всплеском объема сразу?

В таком сценарии CDN могут помочь распределить нагрузку между пограничными серверами, и каждый получит ответ. Поскольку только небольшая часть запросов достигает источника, ваши серверы не будут испытывать резких скачков трафика, ошибок 502 и перегруженных сетевых каналов.

Преимущества CDN

В зависимости от размера и потребностей вашего бизнеса преимущества CDN можно разделить на 4 различных компонента:

Ускорение загрузки страниц веб-сайта используя ближайший сервер CDN (среди других оптимизаций), посетители быстрее загружают веб-страницы. Посетители обычно более склонны нажимать или уходить с веб-сайта с большим временем загрузки страницы. Это также может негативно повлиять на рейтинг веб-страницы в поисковых системах. Таким образом, наличие CDN может снизить показатель отказов и увеличить количество времени, которое люди проводят на сайте. Другими словами, веб-сайт, который загружается быстро, будет дольше удерживать больше посетителей.

Снижение затрат на пропускную способность
Каждый раз, когда исходный сервер отвечает на запрос, расходуется пропускная способность. Затраты на потребление полосы пропускания являются основными расходами для бизнеса. Благодаря кэшированию и другим оптимизациям CDN могут уменьшить объем данных, которые должен предоставлять исходный сервер, тем самым снижая затраты на хостинг для владельцев веб-сайтов.

Повышение доступности и избыточности контента
Большой объем веб-трафика или сбои оборудования могут нарушить нормальную работу веб-сайта и привести к простою. Благодаря своей распределенной природе CDN может обрабатывать больший объем веб-трафика и выдерживать аппаратные сбои лучше, чем многие исходные серверы. Кроме того, если один или несколько серверов CDN по какой-либо причине отключаются, другие работающие серверы могут получать веб-трафик и обеспечивать бесперебойную работу службы.

Повышение безопасности веб-сайта
Тот же процесс, с помощью которого CDN обрабатывают всплески трафика, делает его идеальным для смягчения атак DDoS. Это атаки, при которых злоумышленники перегружают ваше приложение или исходные серверы, отправляя огромное количество запросов. Когда сервер выходит из строя из-за объема, время простоя может повлиять на доступность веб-сайта для клиентов. CDN, по сути, действует как платформа защиты и смягчения DDoS-атак, при этом GSLB и пограничные серверы равномерно распределяют нагрузку по всей пропускной способности сети. Сети CDN также могут обеспечивать управление сертификатами, а также автоматическое создание и обновление сертификатов.

Чем еще может быть полезен CDN?

CDN не ограничивается описанными выше преимуществами. Современная платформа CDN предоставляет гораздо больше преимуществ вашему бизнесу и инженерным командам.

Может использоваться для управления доступом из разных регионов планеты. Хотя вы разрешаете доступ для одних регионов, вы можете запретить доступ для других.

Вы можете легко перенести логику приложения на периферию и ближе к своим клиентам. Вы можете обрабатывать и преобразовывать заголовки и тело запроса/ответа, направлять запросы между различными источниками на основе атрибутов запроса или делегировать задачи проверки подлинности пограничному устройству.

Большие объемы трафика требуют инфраструктуры для сбора и обработки журналов для дальнейшего анализа. CDN собирают журналы и предоставляют интерфейс для удобного анализа данных, генерируемых посетителями.

Вполне естественно, что что-то становится простым в использовании, когда вы уже с ним знакомы. По этой причине края CDN Pro основаны на NGINX. Это означает, что вы можете выполнять задачи, используя стандартные директивы NGINX.

Наша команда инженеров потратила тысячи часов на расширение NGINX.

Безопасность данных и CDN

Информационная безопасность является неотъемлемой частью CDN. CDN помогают защитить данные веб-сайта следующими способами.

Предоставляя сертификаты TLS/SSL

CDN может помочь защитить сайт, предоставляя сертификаты Transport Layer Security (TLS)/Secure Sockets Layer (SSL), которые обеспечивают высокий стандарт аутентификации, шифрования и целостности. Это сертификаты, которые гарантируют соблюдение определенных протоколов при передаче данных между пользователем и веб-сайтом.

Когда данные передаются через Интернет, они становятся уязвимыми для перехвата злоумышленниками. Это решается путем шифрования данных с использованием протокола, так что только предполагаемый получатель может декодировать и читать информацию. TSL и SSL — это такие протоколы, которые шифруют данные, отправляемые через Интернет. Это более продвинутая версия Secure Sockets Layer (SSL). Вы можете сказать, использует ли веб-сайт сертификацию TLS/SSL, если он начинается с https://, а не с http://, предполагая, что он достаточно безопасен для связи между браузером и сервером.

Предотвращение DDoS-атак

Поскольку CDN развернута на границе сети, она действует как виртуальный забор с высокой степенью защиты от атак на ваш веб-сайт и веб-приложение. Рассредоточенная инфраструктура и расположение на периферии также делают CDN идеальной для блокировки DDoS-флуда. Поскольку эти наводнения необходимо смягчить за пределами инфраструктуры вашей базовой сети, CDN будет обрабатывать их на разных точках присутствия в зависимости от их происхождения, предотвращая перегрузку серверов.

Блокировка ботов и сканеров

CDN также способны блокировать угрозы и ограничивать использование злоумышленниками ботов и поисковых роботов полосы пропускания и ресурсов сервера. Это помогает ограничить другие виды спама и хакерских атак, а также снизить затраты на пропускную способность.

Статическое и динамическое ускорение

Статическое содержимое относится к тем вашим активам, которые не нужно создавать, обрабатывать или модифицировать, прежде чем они будут доставлены конечным пользователям. Это могут быть изображения или другие мультимедийные файлы, двоичные файлы всех видов или статические части вашего приложения, такие как HTML, CSS, библиотеки JavaScript или даже JSON, HTML или любые динамические ответы, которые не меняются часто. Вы можете заранее загрузить такой контент, как упоминалось ранее. Затем, когда вам нужно аннулировать такой контент и удалить его с пограничных серверов, вы можете очистить нужные пути.

Динамическое ускорение применяется к чему-то, что не может быть кэшировано на границе из-за его динамической природы. Представьте себе приложение WebSocket, которое прослушивает события с сервера или конечной точки API, чьи ответы различаются в зависимости от учетных данных, географического положения или других параметров. Трудно использовать механизм кэширования на периферии таким же образом, как при кэшировании статического контента. В некоторых случаях может помочь более тесная интеграция между приложением и CDN; однако в некоторых случаях следует использовать что-то другое, кроме кэширования. Для динамического ускорения используется оптимизированная сетевая инфраструктура CDN и расширенные алгоритмы маршрутизации запросов/ответов.

Модель биллинга или «За что я плачу?»

Обычно в CDN вы платите за трафик, потребляемый вашими конечными пользователями, и за количество запросов. Кроме того, HTTPS-запросы требуют больше вычислительных ресурсов, чем HTTP-запросы, что создает большую нагрузку на оборудование провайдера CDN. По этой причине вы можете оплачивать дополнительные расходы за HTTPS-запросы, в то время как за HTTP-запросы дополнительная плата не взимается.

По мере того, как вычисления приближаются к границе, ЦП становится объектом выставления счетов. Запросы могут иметь различные конвейеры обработки и, как следствие, требовать разного количества процессорного времени. Нецелесообразно выставлять счета по количеству запросов; практичнее выставлять счет по объему трафика + затраченному процессорному времени.

Объяснение компонентов CDN

Различные элементы составляют CDN, что позволяет ей работать так, как она работает.

Вот краткое объяснение роли трех основных компонентов:

Точки присутствия (PoP) — Точки присутствия — это центры обработки данных, стратегически расположенные для ускорения связи между пользователями. Преодоление разрыва между контентом веб-сайта и посетителем значительно ускоряет работу пользователя и делает его менее разрушительным.

Серверы кэширования — это компоненты, отвечающие за хранение и доставку кэшированных файлов. Их основная функция — ускорить время загрузки веб-сайта и в то же время снизить потребление полосы пропускания.

Хранилище (SSD/HDD + RAM) — Все извлеченные данные находятся на SSD (твердотельные накопители), HDD (жесткие диски) или в оперативной памяти (оперативная память). Те файлы, которые используются чаще всего, обычно хранятся на самом быстром носителе — ОЗУ.

Различные типы CDN

Не все CDN работают одинаково, и некоторые лучше подходят для обслуживания определенных типов контента, чем другие. Вот 3 типа CDN на выбор:

Одноранговая CDN

Если вы ранее использовали торрент, вы, вероятно, уже знаете, как работает одноранговая CDN.

Этот CDN работает по протоколу Peer to Peer. В одноранговой CDN содержимое не кэшируется на пограничном сервере. Вместо этого каждый пользователь в сети, который получает доступ к содержимому, также делится этим содержимым.

Так, например, когда пользователь скачивает фильм с торрента, он также в фоновом режиме делится частями фильма с другими пользователями. Это очень экономично, так как не требует дорогостоящего оборудования.

Push CDN

При использовании Push CDN вы, как владелец или разработчик веб-сайта, несете единоличную ответственность за это.

Вместо того, чтобы ждать, пока сервер PoP извлечет данные веб-страницы при выполнении запроса, вы уже отправляете нужный контент на серверы PoP еще до того, как будет сделан какой-либо запрос. Эта информация и связанные с ней элементы будут затем храниться в кэше до тех пор, пока она не будет удалена или очищена.

При использовании Push CDN у вас есть полный контроль. То, что вы отправляете на сервер PoP, будет отображаться на устройстве веб-посетителя, когда он сделает веб-запрос.

Original Pull CDN

Origin Pull CDN, как следует из названия, включает PoP-сервер, извлекающий данные веб-страницы и другие элементы с исходного сервера.

CDN определит, какую информацию предоставлять веб-пользователю при получении запроса.

Например, когда клиент отправляет запрос, который требует, чтобы статические ресурсы были извлечены из CDN, если в CDN их нет, он извлечет недавно обновленные ресурсы с исходного сервера и заполнит свой кэш этими новыми актив, а затем отправить этот новый кэшированный ресурс пользователю.

В отличие от Push CDN, для этого требуется меньше обслуживания, поскольку обновления кэша на узлах CDN выполняются на основе запросов от клиента к серверу-источнику.

Кто использует CDN?

CDN используется предприятиями разного размера для оптимизации своего сетевого присутствия, доступности и обеспечения превосходного пользовательского опыта для клиентов. CDN особенно популярны в следующих отраслях:

  • Реклама
  • Цифровые публикации
  • Онлайн-видео и аудио
  • Игровой CDN
  • Онлайн-образование
  • Электронная коммерция
  • Государственный сектор
  • Правительство
  • Банковские и финансовые услуги
  • SaaS

Почему выбирают CDNetworks?

CDNetworks — это ведущая в мире сеть доставки контента (CDN) с полностью интегрированными решениями для облачных и граничных вычислений.

Имея более 2800 точек присутствия и пропускную способность на уровне терабит, наше решение CDN Pro взаимодействует с интернет-провайдерами по всему миру из всех основных сетей, чтобы доставлять ваш контент с низкой задержкой и оптимальной производительностью.

Что такое LAN, MAN и WAN

АвторLawrence Williams

Часы

Обновлено

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть — это группа из двух или более взаимосвязанных компьютерных систем, которые используют общие протоколы соединения для совместного использования различных ресурсов и файлов. Вы можете установить подключение к компьютерной сети с помощью кабеля или беспроводной сети. Каждая сеть включает в себя аппаратное и программное обеспечение, которое соединяет компьютеры и инструменты.

Из этого руководства по компьютерным сетям вы узнаете:

  • Что такое компьютерная сеть?
  • Различные типы компьютерных сетей
  • Что такое PAN (персональная сеть)?
  • Что такое LAN (локальная сеть)?
  • Что такое WAN (глобальная сеть)?
  • Что такое MAN (городская сеть)?
  • Другие типы компьютерных сетей

Различные типы компьютерных сетей

Доступны различные типы компьютерных сетей. Классификация сетей в компьютерах может быть выполнена в соответствии с их размером, а также их назначением.

Размер сети должен быть выражен географической областью и количеством компьютеров, которые являются частью их сетей. Он включает в себя устройства, размещенные в одной комнате, и миллионы устройств, разбросанных по всему миру. Ниже приведены популярные типы компьютерных сетей:

.

Типы компьютерных сетей

Некоторые из наиболее популярных типов компьютерных сетей:

  • PAN (персональная сеть)
  • LAN (локальная сеть)
  • MAN (городская сеть)
  • WAN (глобальная сеть)

Давайте подробно изучим все эти типы сетей.

Что такое PAN (персональная сеть)?

PAN (Личная сеть) — это компьютерная сеть, сформированная вокруг человека. Обычно он состоит из компьютера, мобильного телефона или персонального цифрового помощника. PAN можно использовать для установления связи между этими персональными устройствами для подключения к цифровой сети и Интернету.

Характеристики PAN

Ниже приведены основные характеристики PAN:

  • В основном это сеть персональных устройств, оборудованная на ограниченной территории.
  • Позволяет управлять взаимосвязью ИТ-устройств в окружении одного пользователя.
  • PAN включает мобильные устройства, планшеты и ноутбуки.
  • Он может быть подключен к Интернету по беспроводной сети под названием WPAN.
  • Техника, используемая для PAN: беспроводные мыши, клавиатуры и системы Bluetooth.

Преимущества PAN

Вот важные плюсы/преимущества сети PAN:

  • Сети PAN относительно безопасны и безопасны
  • Предлагает только решение для ближнего действия до десяти метров
  • Строго ограничен небольшой территорией

Недостатки PAN

Вот минусы/недостатки использования сети PAN:

  • Это может привести к плохому соединению с другими сетями в тех же радиодиапазонах.
  • Ограничения по расстоянию.

Что такое LAN (локальная сеть)?

A Локальная сеть (LAN) представляет собой группу компьютеров и периферийных устройств, которые подключены в ограниченной области, такой как школа, лаборатория, дом или офисное здание. Это широко используемая сеть для обмена ресурсами, такими как файлы, принтеры, игры и другие приложения. Самый простой тип сети LAN — это соединение компьютеров и принтера в чьем-то доме или офисе. В общем, LAN будет использоваться как один из типов среды передачи. Это сеть, состоящая из менее чем 5000 взаимосвязанных устройств в нескольких зданиях.

Локальная сеть (LAN)

Характеристики ЛВС

Вот важные характеристики сети ЛВС:

  • Это частная сеть, поэтому внешний регулирующий орган никогда не контролирует ее.
  • LAN работает на относительно более высокой скорости по сравнению с другими системами WAN.
  • Существуют различные методы управления доступом к среде, такие как Token Ring и Ethernet.

Преимущества локальной сети

Вот преимущества и преимущества локальной сети:

  • Компьютерные ресурсы, такие как жесткие диски, DVD-ROM и принтеры, могут совместно использоваться в локальной сети. Это значительно снижает затраты на покупку оборудования.
  • Вы можете использовать одно и то же программное обеспечение по сети вместо приобретения лицензионного программного обеспечения для каждого клиента в сети.
  • Данные всех пользователей сети могут храниться на одном жестком диске серверного компьютера.
  • Вы можете легко передавать данные и сообщения через сетевые компьютеры.
  • Будет легко управлять данными только в одном месте, что сделает данные более безопасными.
  • Локальная сеть
  • предлагает возможность совместного использования одного подключения к Интернету всеми пользователями локальной сети.

Недостатки ЛВС

Вот минусы/недостатки ЛВС:

  • ЛВС действительно сэкономит средства благодаря разделяемым компьютерным ресурсам, но начальная стоимость установки локальных сетей довольно высока.
  • Администратор локальной сети может проверять файлы с личными данными каждого пользователя локальной сети, что не обеспечивает должной конфиденциальности.
  • Неавторизованные пользователи могут получить доступ к важным данным организации, если администратор локальной сети не может защитить централизованное хранилище данных.
  • Локальная сеть требует постоянного администрирования локальной сети, так как возникают проблемы, связанные с настройкой программного обеспечения и аппаратными сбоями

Что такое WAN (глобальная сеть)?

WAN (глобальная сеть) — еще одна важная компьютерная сеть, которая распространяется по большой географической территории. Сетевая система WAN может быть соединением локальной сети, которая соединяется с другими локальными сетями с использованием телефонных линий и радиоволн. В основном это ограничивается предприятием или организацией.

Глобальная сеть (WAN)

Характеристики WAN

Ниже приведены характеристики WAN:

  • Файлы программного обеспечения будут доступны всем пользователям; поэтому все могут получить доступ к последним файлам.
  • Любая организация может сформировать свою глобальную интегрированную сеть с использованием WAN.

Преимущества WAN

Вот преимущества/достоинства WAN:

  • WAN позволяет охватить большую географическую зону. Поэтому бизнес-офисы, расположенные на больших расстояниях, могут легко общаться.
  • Содержит такие устройства, как мобильные телефоны, ноутбуки, планшеты, компьютеры, игровые приставки и т. д.
  • Соединения
  • WLAN работают с использованием радиопередатчиков и приемников, встроенных в клиентские устройства.

Недостатки WAN

Вот недостатки/минусы WAN-сети:

  • Инвестиционные затраты на первоначальную установку очень высоки.
  • Сложно поддерживать сеть WAN. Вам нужны квалифицированные технические специалисты и сетевые администраторы.
  • Больше ошибок и проблем из-за широкого охвата и использования разных технологий.
  • Для решения проблем требуется больше времени из-за использования нескольких проводных и беспроводных технологий.
  • Обеспечивает более низкую безопасность по сравнению с другими типами компьютерных сетей.

Также проверьте: LAN и WAN: в чем разница?

Что такое MAN (городская сеть)?

Городская сеть или MAN состоит из компьютерной сети, охватывающей весь город, университетский городок или небольшой регион. Этот тип сети больше, чем локальная сеть, которая в основном ограничена одним зданием или участком. В зависимости от типа конфигурации этот тип сети позволяет охватить территорию от нескольких миль до десятков миль.

Городская сеть (MAN)

Характеристики MAN

Вот важные характеристики сети MAN:

  • В основном она охватывает города и поселки с радиусом действия не более 50 км
  • Наиболее часто используемая среда — оптические волокна, кабели
  • Скорости передачи данных, достаточные для приложений распределенных вычислений.

Преимущества сети MAN

Вот преимущества и преимущества сети MAN:

  • Она предлагает быструю связь с использованием высокоскоростных носителей, таких как оптоволоконные кабели.
  • Обеспечивает превосходную поддержку сети большого размера и более широкий доступ к глобальным сетям.
  • Двойная шина в сети MAN обеспечивает одновременную передачу данных в обоих направлениях.
  • Сеть MAN в основном включает некоторые районы города или весь город.

Недостатки MAN

Вот недостатки/минусы использования сети MAN:

  • Вам нужно больше кабеля, чтобы установить соединение MAN из одного места в другое.
  • В сети MAN сложно защитить систему от хакеров

Другие типы компьютерных сетей

Помимо вышеупомянутых компьютерных сетей, есть еще несколько важных типов сетей:

  • WLAN (беспроводная локальная сеть)
  • Сеть хранения данных
  • Системная сеть
  • Домашняя сеть
  • POLAN- Пассивная оптическая локальная сеть
  • Частная сеть предприятия
  • Сеть кампуса
  • Виртуальная сеть

Давайте подробно рассмотрим все эти различные типы сетей:

1) WLAN

WLAN (беспроводная локальная сеть) помогает вам связать одно или несколько устройств с помощью беспроводной связи в ограниченной области, такой как дом, школа или офисное здание. . Это дает пользователям возможность перемещаться в пределах локальной зоны покрытия, которая может быть подключена к сети. Сегодня большинство современных систем WLAN основаны на стандартах IEEE 802.11.

2) Сеть хранения данных (SAN)

Сеть хранения данных — это тип сети, который обеспечивает консолидированное хранение данных на уровне блоков. Он в основном используется для создания устройств хранения, таких как дисковые массивы, оптические музыкальные автоматы и ленточные библиотеки.

3) Системная локальная сеть

Системная локальная сеть используется для локальной сети. Он предлагает высокоскоростное соединение в приложениях сервер-сервер и процессор-процессор. Компьютеры, подключенные к сети SAN, работают как единая система на довольно высокой скорости.

4) Пассивная оптическая локальная сеть

POLAN — это сетевая технология, которая помогает интегрироваться в структурированные кабельные системы. Он позволяет решить вопросы поддержки протоколов Ethernet и сетевых приложений.

POLAN позволяет использовать оптический разветвитель, который помогает отделить оптический сигнал от одномодового оптического волокна. Он преобразует этот единственный сигнал в несколько сигналов.

5) Домашняя сеть (HAN):

Домашняя сеть всегда строится с использованием двух или более соединенных между собой компьютеров для формирования локальной сети (LAN) внутри дома. Например, в США около 15 миллионов домов имеют более одного компьютера.

Эти типы сетевых подключений помогают владельцам компьютеров взаимодействовать с несколькими компьютерами. Эта сеть позволяет обмениваться файлами, программами, принтерами и другими периферийными устройствами.

6) Частная корпоративная сеть :

Сети корпоративной частной сети (EPN) создаются и принадлежат предприятиям, которые хотят безопасно соединить несколько мест для совместного использования различных компьютерных ресурсов.

7) Сеть кампуса (CAN):

Сеть кампуса состоит из соединения локальных сетей в определенной географической области. Например, кампус университета может быть связан с различными зданиями кампуса, чтобы соединить все академические отделы.

8) Виртуальная частная сеть:

VPN — это частная сеть, которая использует общедоступную сеть для соединения удаленных узлов или пользователей. Сеть VPN использует «виртуальные» соединения, маршрутизируемые через Интернет из частной сети предприятия или сторонней службы VPN на удаленный сайт.

Это бесплатная или платная услуга, которая обеспечивает безопасность и конфиденциальность просмотра веб-страниц через общедоступные точки доступа Wi-Fi.

Резюме

Только новые статьи

Введите свой e-mail

Видео-курс

Blender для новичков

Ваше имя:Ваш E-Mail: