КОМПʼЮ́ТЕРНІ МЕРЕ́ЖІ — система звʼязку між двома чи більше компʼютерами різного функціонального при­значе­н­ня через кабельне або повітряне середовище. Нині найважливішим за­стосува­н­ням компʼютерів є по­єд­на­н­ня їх у мережі, що забезпечують єдиний інформаційний про­стір для багатьох користувачів. Особливо наочно цей процес простежується на прикладі всесвітньої компʼютерної мережі Інтернет. Для пере­дава­н­ня інформації використовують мережеве устаткува­н­ня та різні види електричних сигналів або електромагнітного ви­промінюва­н­ня. Середовищами пере­дава­н­ня у компʼютерних мережах можуть бути телефон­ні, спеціальні мережеві коаксіальні та волокон­но-оптичні кабелі, виті пари, радіохвилі, світлові сигнали. Компʼютерні мережі забезпечують користувачів засобами обміну інформацією та колективного викори­ста­н­ня ресурсів мережі: апаратних, про­грамних та інформаційних. Вони при­значені для простого, зручного і надійного до­ступу користувача до спільних роз­поділених ресурсів мережі та організації їхнього колективного викори­ста­н­ня з надійним захистом від несанкціонованого до­ступу, а також забезпече­н­ня пере­дава­н­ня даних між користувачами мережі зручними і надійними засобами. За допомогою компʼютерних мереж ці про­блеми вирішуються незалежно від територіального роз­ташува­н­ня користувачів. В епоху загальної інформатизації великі обсяги інформації зберігають, обробляють та пере­дають в локальних і глобальних компʼютерних мережах. У локальних мережах створюють спільні бази даних для роботи користувачів. У глобальних мережах формують єдиний науковий, економічний, соціальний і культурний інформаційний про­стір. Існує без­ліч про­блем, для виріше­н­ня яких потрібні централізовані дані, до­ступ до баз даних, пере­дава­н­ня даних на від­стань та їхнє роз­поділене обробле­н­ня. Компʼютерні мережі необхідні для роботи банківських й інших фінансових структур, податкових служб, закладів соціального забезпече­н­ня, ди­станційного компʼютерного на­вча­н­ня та медичної діагностики, резервува­н­ня авіаквитків тощо. Обʼ­єд­на­н­ня компʼютерів у мережу дає змогу спільно використовувати диски великої ємності, принтери, основну памʼять, мати спільні про­грамні засоби та дані. Глобальними мережами можливий до­ступ до апаратних ресурсів від­далених компʼютерів. Вони, охоплюючи міль­йони людей, повністю змінили процес пере­дава­н­ня та сприйня­т­тя інформації, зробили обмін нею через електрон­ну пошту найпоширенішою послугою мережі.

Компʼютери під­ключають до мережі через вузли комутації, які зʼ­єд­нують між собою ка­налами звʼязку. Вузли комутації разом з ка­налами звʼязку утворюють середовище пере­дава­н­ня даних. Компʼютери, під­ключені до мережі, називають вузлами, абонентськими пунктами або робочими станціями; компʼютери, що виконують функції керува­н­ня мережею чи надають будь-які мережеві послуги, — серверами; компʼютери, що використовують послуги серверів, — клієнтами. Кожен компʼютер, під­ключений до мережі, має імʼя (адресу). Компʼютерні мережі можуть обмінюватися між собою інформацією у ви­гляді пові­домлень (лист, про­грама, книга тощо). У загальних випадках пові­домле­н­ня шляхом до абонента-одержувача проходить декілька вузлів комутації, кожний з яких, аналізуючи адресу одержувача в пові­домлен­ні та володіючи інформацією про конфігурацію мережі, вибирає канал звʼязку для на­ступного пере­сила­н­ня пові­домле­н­ня. Таким чином, пові­домле­н­ня «подорожує» мережею, поки не досягає абонента-одержувача. Найістотнішими ознаками, що ви­значають тип мережі, є ступінь територіального роз­середже­н­ня, топологія та за­стосовані методи комутації. Топологія мережі — це її геометрична форма або фізичне роз­ташува­н­ня компʼютерів від­носно один одного. Типи топологій: зірка, кільце, шина, дерево, комбінована. Мережа у ви­гляді зірки містить центральний вузол комутації, до якого посилаються всі пові­домле­н­ня з вузлів. Мережа у ви­гляді кільця має за­мкнений канал пере­дава­н­ня даних в одному напрямку. У кільцевій топології вузли, зʼ­єд­нуючись послідовно один з одним, утворюють кільце. Дані мережею пере­даються від вузла до вузла. Пере­дава­н­ня інформації з кільця здійснюється тільки в одному напрямку, на­приклад, за годин­никовою стрілкою. Така мережа проста у керуван­ні, однак її надійність цілком залежить від надійності центрального вузла. У мережі з деревоподібною чи ієрархічною топологією кожен вузол звʼязаний з одним вищепо­ставленим керуючим вузлом і одним чи кількома нижчепо­ставленими керованими вузлами. Назва такої топології повʼязана з тим, що нагадує дерево, гілки якого ростуть з кореня вниз до найнижчого рівня. Топологія деревоподібної мережі найчастіше від­ображає ієрархічну організаційну структуру установи, у рамках якої вона створена. Її основні пере­ваги: простота керува­н­ня, значна роз­ширюваність. Інформація пере­дається послідовно між адаптерами робочих станцій доти, доки не буде прийнята отримувачем. Топологія шина використовує як канал для пере­дава­н­ня даних коаксіальний кабель. У мережі з такою топологією усі компʼютери під­ʼ­єд­нують без­посередньо до шини, дані пере­дають в обох напрямах одночасно. Локальні мережі по­єд­нують компʼютери, роз­ташовані недалеко один від одного. Для пере­дава­н­ня інформації використовують високошвидкісний канал, швидкість у якому при­близно така сама, як швидкість внутрішньої шини компʼютера. Найві­доміші типи локальних мереж: Ethernet і Token Ring. Регіональні обчислювальні мережі роз­ташовані у межах ви­значеного територіального регіону (групи під­приємств, міста, області і так далі). Такі мережі мають багато спільного з локальними мережами, але вони за багатьма параметрами більш складні та комплексні. Під­тримуючи великі від­стані, вони можуть використовуватися для обʼ­єд­на­н­ня кількох локальних мереж в інтегровану мережеву систему. Глобальні обчислювальні системи охоплюють територію держави чи кількох держав і видовжуються на сотні та тисячі кілометрів, часто зʼ­єд­нують багато локальних і регіональних мереж. Порівняно з локальними більшість глобальних мереж вирізняє повільна швидкість пере­дава­н­ня та менша надійність. Найві­домішою глобальною мережею є Інтернет.

Нова модель, здатна виконувати складні обчисле­н­ня шляхом викори­ста­н­ня багатьох компʼютерів, під­ʼ­єд­наних до мережі, які моделюють архітектуру віртуального компʼютера, здатного роз­поділяти задачі викона­н­ня процесу в паралельній інфра­структурі, — Ґрід-мережа. Ґріди дають можливість виконувати обчисле­н­ня з великими обʼємами даних шляхом їхнього роз­діле­н­ня на менші частини. За допомогою них можна виконати набагато більше паралельних обчислень, ніж на окремому компʼютері внаслідок роз­діле­н­ня задач між процесами. Нині роз­міще­н­ня ресурсів у Ґрід виконують від­повід­но до SLA (угод на рівні послуг). Ґрід-мережі набули пошире­н­ня і в Україні. Національний технічний університет України «Київський політехнічний ін­ститут» створив національну Ґрід-мережу та інтегрував її у загальноєвропейську. Пізніше Міністерство освіти і науки України та Національна академія наук України реалізували національну Ґрід-про­граму Кабінету Міністрів України, а Ін­ститут теоретичної фізики Національної академії наук України та Обчислювальний центр Київського університету — Ґрід-платформу. В остан­ні роки стали одним з основних трендів роз­витку інформаційних технологій хмарні сервіси, які до­зволяють пере­нести обчислювальні ресурси та дані на від­далені інтернет-сервери, тобто компʼютерні обчисле­н­ня можуть надавати як комунальні послуги. Роз­по­всюдже­н­ня мереж із високою потужністю, низька вартість компʼютерів і при­строїв зберіга­н­ня даних, а також широке впровадже­н­ня віртуалізації, сервіс-орієнтованої архітектури при­звели до величезного зро­ста­н­ня хмарних обчислень. Кінцеві користувачі можуть не пере­йматися роботою устаткува­н­ня технологічної інфра­структури «в хмарі», яка їх під­тримує. Провайдери хмарних рішень до­зволяють орендувати через Інтернет обчислювальні потужності та дисковий про­стір. Пере­ваги такого під­ходу: до­ступність (користувач платить лише за ті ресурси, які йому потрібні) та можливість гнучкого мас­штабува­н­ня. Клієнти по­збавляються необхідності створювати та під­тримувати власну обчислювальну інфра­структуру. За оцінками екс­пертів, викори­ста­н­ня хмарних технологій у багатьох випадках до­зволяє скоротити витрати в два-три рази порівняно з утрима­н­ням власної роз­виненої інформаційно-технологічної структури. «Хмара» від­криває новий під­хід до обчислень, за якого ані устаткува­н­ня, ані про­грамне забезпече­н­ня не належать під­приємству. Замість цього провайдер надає замовнику вже готовий сервіс. Одним із перших широкодо­ступних хмарних інтернет-сервісів стала електрон­на пошта з веб-інтерфейсом. У цьому випадку всі дані зберігають на від­далених серверах, а користувач отримує до­ступ до своїх листів через браузер з будь-якого компʼютера або до­статньо потужного мобільного при­строю.