computer network engineering (tsz. computer network engineerings)
A számítógépes hálózatok gyakran nagy szerepet játszanak a modern iparágakban, a telekommunikációtól a számítási felhőig , lehetővé téve az olyan folyamatokat, mint az e-mail és a fájlmegosztás, valamint az olyan összetett valós idejű szolgáltatásokat, mint a videokonferencia és az online játék .
Háttér A hálózattervezés fejlődését jelentős mérföldkövek jellemzik, amelyek nagymértékben befolyásolták a kommunikációs módszereket. Ezek a mérföldkövek különösen kiemelik a kommunikációs protokollok fejlesztése terén elért előrehaladást, amelyek létfontosságúak a kortárs hálózatépítésben. Ez a diszciplína az 1960-as években keletkezett olyan projektekkel, mint az ARPANET, amelyek fontos előrelépéseket tettek a megbízható adatátvitel terén. Az olyan protokollok megjelenése, mint a TCP/IP, forradalmasította a hálózatépítést azáltal, hogy lehetővé tette a különböző rendszerek közötti együttműködést, ami viszont elősegítette az internet gyors növekedését. A legfontosabb fejlesztések közé tartozik a protokollok szabványosítása és az egyre összetettebb rétegarchitektúrák felé való elmozdulás. Ezek a fejlesztések alaposan megváltoztatták az eszközök interakcióját a globális hálózatokon.
Hálózati infrastruktúra tervezése A számítógépes hálózatépítés alapja a hálózati infrastruktúra tervezésében rejlik. Ez magában foglalja a hálózat fizikai elrendezésének és logikai topológiájának megtervezését az optimális adatáramlás, a megbízhatóság és a méretezhetőség biztosítása érdekében.
Fizikai infrastruktúra A fizikai infrastruktúra az adatok továbbítására használt hardverből áll, amelyet az OSI modell első rétege képvisel .
Kábelezés A rézkábeleket , például a csavart érpáron keresztüli Ethernetet gyakran használják rövid távú kapcsolatokhoz, különösen a helyi hálózatokban (LAN), míg az optikai kábeleket nagy sebességű átviteli képességeik és kisebb interferenciaérzékenységük miatt kedvelik a nagy távolságú kommunikációhoz. Az optikai szálak jelentős szerepet játszanak a nagyméretű hálózatok gerincében, például az adatközpontokban és az internetszolgáltatói (ISP) infrastruktúrákban.
Vezeték nélküli hálózatok A vezetékes kapcsolatok mellett a vezeték nélküli hálózatok a fizikai infrastruktúra általános összetevőjévé váltak. Ezek a hálózatok lehetővé teszik az eszközök közötti kommunikációt fizikai kábelek nélkül, rugalmasságot és mobilitást biztosítva. A vezeték nélküli technológiák számos átviteli módot alkalmaznak, beleértve a rádiófrekvenciás (RF) hullámokat, az infravörös jeleket és a lézeralapú kommunikációt, lehetővé téve az eszközök hálózathoz való csatlakozását.
Az IEEE 802.11 szabványon alapuló Wi-Fi a legszélesebb körben használt vezeték nélküli technológia a helyi hálózatokban, és az RF hullámokra támaszkodik az adatok továbbítására az eszközök és a hozzáférési pontok között . A vezeték nélküli hálózatok különböző frekvenciasávokon működnek , beleértve a 2,4 GHz-et és az 5 GHz-et , amelyek mindegyike egyedi tartományt és adatátviteli sebességet kínál; a 2,4 GHz-es sáv szélesebb lefedettséget biztosít, míg az 5 GHz-es sáv nagyobb adatsebességet támogat, csökkentett interferencia mellett, ideális a sűrűn lakott környezetekhez. A Wi-Fi-n túl más vezeték nélküli átviteli módszereket, például infravörös és lézeralapú kommunikációt is használnak bizonyos esetekben, például rövid hatótávolságú, rálátási kapcsolatok vagy biztonságos pont-pont kommunikáció .
A mobilhálózatokban a mobiltechnológiák, például a 3G , 4G és 5G széles körű vezeték nélküli kapcsolatot tesznek lehetővé. A 3G gyorsabb adatátviteli sebességet vezetett be a mobil böngészéshez, míg a 4G jelentősen javította a sebességet és a kapacitást, támogatva a fejlett alkalmazásokat, például a videostreaminget . A legújabb fejlesztés, az 5G számos frekvenciatartományban működik, beleértve a milliméteres hullámsávokat is, és magas adatátviteli sebességet, alacsony késleltetést és több eszközcsatlakozást biztosít, ami hasznos az olyan alkalmazásokhoz, mint a dolgok internete (IoT) és az autonóm rendszerek. Ezek a vezeték nélküli technológiák együttesen lehetővé teszik a hálózatok számára, hogy különféle csatlakozási igényeket elégítsenek ki helyi és széles körben.
Hálózati eszközök Az útválasztók és kapcsolók segítik az adatforgalom irányítását és a hálózat biztonságának fenntartását ; A hálózati mérnökök úgy konfigurálják ezeket az eszközöket, hogy optimalizálják a forgalom áramlását és megakadályozzák a hálózati torlódást . A vezeték nélküli hálózatokban a vezeték nélküli hozzáférési pontok (WAP) lehetővé teszik az eszközök számára, hogy csatlakozzanak a hálózathoz. A lefedettség bővítése érdekében több hozzáférési pont helyezhető el vezeték nélküli infrastruktúra létrehozásához. A Wi-Fi-n túl a mobilhálózati összetevők, például a bázisállomások és az átjátszók támogatják a csatlakozást a nagy kiterjedésű hálózatokban, míg a hálózati vezérlők és tűzfalak kezelik a forgalmat és érvényesítik a biztonsági szabályzatokat. Ezek az eszközök együttesen biztonságos, rugalmas és méretezhető hálózati architektúrát tesznek lehetővé, amely helyi és nagy kiterjedésű lefedettségre egyaránt alkalmas.