Сетевой компьютер имеющий 2 или более сетевых интерфейсов

Обновлено: 07.07.2024

Одним из важнейших компонентов любой сети является маршрутизатор. Несмотря на то, что многие люди воспринимают это как устройство, излучающее сигнал Wi-Fi, это гораздо больше. Одной из важных функций маршрутизатора является обеспечение связи между различными VLAN, то есть различными виртуальными локальными сетями, которые создаются для правильной сегментации трафика. Помните, что все VLAN создаются в коммутаторе и применяются для каждого порта к подключенному оборудованию. Это руководство объяснит все, что вам нужно знать о субинтерфейсах маршрутизатора и о том, что отличает его от интерфейсов.

Субинтерфейсы чрезвычайно важны при настройке связи между двумя или более VLAN. Особенно, если вы работаете с оборудованием от производителя Cisco. Однако важно усилить несколько важных концепций, прежде чем переходить к рассматриваемым субинтерфейсам. Эти подчиненные интерфейсы также существуют в любом Linuxна основе маршрутизатора, хотя они и называются не субинтерфейсами, а виртуальными интерфейсами, но на самом деле это одно и то же, и служит той же цели: для взаимодействия имеющихся у нас VLAN.

Маршрутизатор имеет несколько портов, каждый из которых, в свою очередь, является сетевым интерфейсом. Когда мы говорим о сетевом интерфейсе, мы имеем в виду аппаратный компонент, который позволяет устройству подключаться к любой сети. Следовательно, маршрутизатор имеет несколько сетевых интерфейсов, то есть несколько сетевых карт, упакованных в одно устройство.

В некоторой степени он похож на компьютер. Хотя все компьютеры имеют один проводной сетевой интерфейс, в соответствии с нашими потребностями вы можете добавить одну или несколько сетевых карт, чтобы у вашего компьютера было несколько интерфейсов. То же самое относится к беспроводным сетевым интерфейсам, то есть на одном компьютере может быть несколько беспроводных сетевых интерфейсов. Последнее особенно полезно, если вас интересуют действия, связанные со взломом сетей Wi-Fi.

Маршрутизатор на палочке

Если в вашей сети более одной VLAN, коммутатор не может выполнять функцию, позволяющую компьютеру в VLAN 1 взаимодействовать с VLAN 2, за исключением случаев, когда это коммутатор L2 + или L3, который включает функциональность Inter. -VLAN маршрутизация, в этом случае можно.

Если у вас «нормальный» коммутатор L2, вам потребуются услуги маршрутизатора для взаимодействия сетей VLAN, декапсуляции и инкапсуляции сетей VLAN для правильной связи. Что означает Router-on-a-Stick? Давайте посмотрим на этот пример сети:

Представлены два компьютера, каждый из которых подключен к VLAN. Один к VLAN 10, а другой к VLAN 20. Эти компьютеры подключены к коммутатору через соответствующие интерфейсы. То есть у коммутатора два порта заняты обоими компьютерами. На другой стороне коммутатора есть соединение между ним и маршрутизатором. Если говорить строго на физическом уровне, если у вас две сети VLAN, вы можете выбрать один порт маршрутизатора для каждого порта, чтобы он подключался к коммутатору. Поэтому и в этом случае коммутатор должен иметь два магистральных порта.

Если мы масштабируем случай до четырех, пяти, шести или более VLAN, это будет практически невозможно. Очень легко и маршрутизатор, и порты коммутатора будут заняты, что вызывает различные трудности при управлении обоими устройствами. Вот почему концепция Router-on-a-Stick позволяет создавать суб-интерфейсы в маршрутизаторе, то есть в том же физическом интерфейсе маршрутизатора мы можем создавать виртуальные интерфейсы или суб-интерфейсы, и каждый из них Он будет связан с одной из VLAN, которые есть в нашей сети.

Что касается коммутатора, если мы применим Router-on-a-Stick, нам понадобится только магистральный порт.

Как настроить суб-интерфейсы

Вначале мы отметили, что субинтерфейсы в значительной степени применяются в устройствах производителя Cisco. По этой причине мы собираемся продемонстрировать его работу через конфигурацию через CLI (интерфейс командной строки) самого маршрутизатора Cisco. Первое, что мы должны гарантировать, это то, что коммутатор или коммутаторы в нашей сети правильно настроены для портов доступа и назначения VLAN.

Мы также должны гарантировать правильную конфигурацию нашего магистрального порта, которая позволит трафику различных VLAN перемещаться к маршрутизатору и наоборот.

Одна из введенных нами команд такова:

switchport trunk encapsulation dot1q

Это относится к IEEE 802.1Q связь стандарт . По сути, это протокол, который позволяет каждому кадру Ethernet, генерируемому хостами (компьютерами), иметь идентификатор VLAN, то есть идентификатор, который указывает, в какую VLAN этот кадр должен перейти. Этот протокол работает только между сетевыми устройствами: маршрутизаторами и коммутаторами. Он не применяется к хостам, поэтому, как только он достигает места назначения, этот идентификатор VLAN отправляется без тегов или без тегов, то есть он представляется как обычный кадр Ethernet.

Теперь мы настраиваем роутер. Всегда перед настройкой субинтерфейсов мы должны убедиться, что интерфейсы действительно работают. Поэтому мы всегда должны начинать с команды «без выключения», чтобы активировать их. Затем вы можете начать с подчиненных интерфейсов.

Совет, который используется, заключается в том, что каждый подчиненный интерфейс имеет ту же нумерацию, что и номер VLAN, с которой мы работаем. Как мы видим в примерах команд, один субинтерфейс - .100 (для VLAN 100), а другой - .200 (для VLAN 200). Это больше, чем что-либо для настройки и администрирования намного легче и избежать проблем.

Наконец, мы видим назначение IP-адресов для каждого подчиненного интерфейса. Эти же IP-адреса будут настроены на каждом хосте и будут действовать как шлюз по умолчанию . То есть на каждом компьютере в VLAN 100 должен быть настроен адрес 192.168.1.1 как шлюз. То же самое и с VLAN 200, IP-адрес шлюза 192.168.2.1.

Router-on-a-Stick - одна из самых важных концепций, когда дело касается сетей. Он выделяется, главным образом, тем, что позволяет в полной мере использовать несколько портов наших сетевых устройств. Интерфейс маршрутизатора может иметь один или несколько подчиненных интерфейсов. Это обеспечивает масштабируемость и гибкость нашей сети без ненужных затрат. Важным аспектом является то, что настоятельно рекомендуется, чтобы эта магистраль работала на мультигигабитных скоростях и даже на скоростях 10 Гбит / с, чтобы не создавать узких мест в этом канале при передаче файлов между VLAN.

Базовое понимание сетевых технологий необходимо любому человеку, который имеет отношение к управлению сервером. Эти знания помогут вам запустить и отладить работу сетевых сервисов и своевременно обнаружить проблемы.

В данной статье представлен базовый обзор общих сетевых терминов и протоколов, а также характеристики различных уровней сетевого взаимодействия.

Основные сетевые термины

В данном разделе вы найдёте определения основных терминов и понятий, имеющих отношение к созданию и управлению сетями.

Конечно, этот список нельзя назвать исчерпывающим – он содержит только основные понятия, которые используются в сетевых технологиях.

Сетевые уровни

Сетевое взаимодействие часто представляют в виде горизонтальных соединений между хостами, однако реализация такого взаимодействия распределяется по вертикали по всему компьютеру или сети.

Существует множество встроенных друг в друга технологий и протоколов, которые упрощают сетевое взаимодействие. Каждый последующий, более высокий уровень упрощает использование необработанных данных приложениями и пользователями.

Это также позволяет использовать более низкие уровни для обработки трафика, не тратя время и силы на разработку новых протоколов и приложений.

Когда машина отправляет данные, они попадают на высший сетевой уровень и фильтруются каждым последующим уровнем. На самом низком уровне происходит фактическая передача на другую машину, после чего данные фильтруются уровнями в обратном порядке.

Каждый уровень может добавить оболочку вокруг полученных данных, что поможет следующим уровням понять, что делать с данными при их передаче.

Модель OSI

OSI (Open Systems Interconnect) – это базовая модель взаимодействия открытых систем, которая состоит из 7 уровней:

Модель TCP/IP

Модель TCP/IP (набор протоколов Internet) – ещё одна популярная модель, которая состоит из 4 уровней (они совпадают с некоторыми уровнями OSI):

• Прикладной уровень отвечает за обмен данными между приложениями. Здесь работает большинство сетевых приложений. Конечный пользователь будет видеть удалённое приложение как локальное.
• Транспортный уровень поддерживает взаимодействие между процессами. Этот уровень использует порты для обращения к различным сервисам. Он может создавать небезопасные и безопасные соединения в зависимости от типа используемого протокола.
• Сетевой уровень обеспечивает передачу данных между нодами сети. IP-адреса используются как способ удаленного доступа к системам.
• Канальный уровень описывает среду, принципы и характеристики передачи данных. Он устанавливает соединения между соседними нодами для отправки данных.

Сетевые интерфейсы

Интерфейсы являются сетевыми точками связи компьютера. Каждый интерфейс связан с физическим или виртуальным сетевым устройством.

Как правило, на вашем сервере будет один настраиваемый сетевой интерфейс для каждой имеющейся Ethernet-карты или беспроводной интернет-карты.

Кроме того, сервер определит виртуальный сетевой интерфейс (loopback, или localhost). Он используется как интерфейс для соединения приложений и процессов на одном компьютере с другими приложениями и процессами. Во многих инструментах он упоминается как интерфейс «lo».

Администраторы часто используют один интерфейс (обычно eth0) для обслуживания трафика в Интернете, а другой интерфейс (eth1) – для локальной или частной сети.

Протоколы

Сетевые технологии подразумевают совмещение нескольких различных протоколов. Таким образом, одна часть данных может быть передана с помощью нескольких протоколов, встроенных друг в друга.

Рассмотрим самые популярные и распространённые протоколы, начиная с протоколов низкого уровня.

Протокол управления доступом к среде

Media access control, или протокол управления доступом к среде используется для различения устройств. Предполагается, что каждое устройство получает уникальный MAC-адрес, который отличает его от любого другого устройства в Интернете.

Присваивание оборудованию MAC-адресов позволяет ссылаться на устройство по уникальному значению, даже если программное обеспечение устройства изменило его имя.

Media access control является одним из базовых протоколов канального уровня.

Протокол IP

Протокол IP – один из основных протоколов сети Интернет. IP-адреса уникальны в каждой сети и позволяют машинам обращаться друг к другу через сеть. Протокол реализован на сетевом уровне модели IP/TCP.

Сети могут быть связаны между собой, но трафик должен быть маршрутизирован при пересечении границ сети. Этот протокол предусматривает небезопасную сеть и несколько путей к тому же адресату.

Существует несколько различных реализаций протокола IP. Наиболее распространенной реализацией является IPv4, хотя из-за нехватки доступных адресов IPv4 и улучшения возможностей протоколов все более популярным становится IPv6.

Протокол ICMP

Обычно ICMP-пакеты передаются, когда пакет другого типа сталкивается с какой-либо проблемой. В основном, они используются как механизм обратной связи для сетевых коммуникаций.

Протокол TCP

Протокол TCP (transmission control protocol) – протокол управления передачей данных. Он реализован на транспортном уровне модели IP/TCP и используется для установления безопасных соединений.

TCP – один из протоколов, которые помещают данные в пакеты. Затем он передает пакеты удаленному концу соединения, используя методы нижних уровней. На другом конце соединения он может проверять ошибки, запрашивать определенные фрагменты и повторно собирать информацию в один логический элемент для отправки на прикладной уровень.

Протокол создает соединение до передачи данных при помощи трёхэтапного квитирования. Этот способ позволяет участникам соединения подтвердить запрос и согласовать способ обеспечения безопасности данных.

После отправки данных соединение сбрасывается с помощью механизма четырёхэтапного квитирования.

Протокол TCP используется в электронной почте, WWW, FTP, SSH. Можно с уверенностью сказать, что без TCP интернет не был бы таким, каким мы его знаем сегодня.

Протокол UDP

UDP (user datagram protocol) – это протокол пользовательских датаграмм, популярный сопутствующий протокол для TCP, который также реализуется на транспортном уровне.

Основное отличие между UDP и TCP состоит в том, что UDP предоставляет небезопасную передачу данных. Он не проверяет, были ли данные получены на другом конце соединения. Часто это считается серьёзным недостатком, однако некоторым функциям необходим именно такой механизм.

Поскольку UDP не проверяет получения данных, он намного быстрее, чем TCP. Он не устанавливает соединение с удаленными нодами, а просто передаёт данные на этот хост.

Такие простые транзакции используются в простых взаимодействиях (например, для запроса сетевых ресурсов). UDP также является отличным протоколом для передачи данных с одной машины на множество клиентов в режиме реального времени. Он идеально подходит для VOIP, игр и других приложений, которые должны работать без задержки.

Протокол FTP

FTP (file transfer protocol) – это протокол передачи файлов. Он также находится на прикладном уровне и обеспечивает способ передачи полных файлов с одного хоста на другой.

Этот протокол по своей природе небезопасен, поэтому его не рекомендуется использовать в любой открытой сети (если только он не реализован как общедоступный ресурс, предназначенный только для загрузки файлов).

Протокол DNS

DNS (domain name system) – это система доменных имен. Этот протокол прикладного уровня предоставляет удобный механизма именования интернет-ресурсов. Он связывает доменное имя с IP-адресом и позволяет вам обращаться к сайтам по имени в вашем браузере.

Протокол SSH

SSH (secure shell) – это протокол шифрования, реализованный на прикладном уровне, который может использоваться для безопасного обмена данными с удаленным сервером. На этом протоколе основано много дополнительных технологий.

Существует много других важных протоколов, которые не охвачены в этой статье. Однако теперь вы знакомы с базовыми сетевыми протоколами и их применением.

Как правило, сервер отдает в сеть свои ресурсы, а клиент эти ресурсы использует. Также, на серверах устанавливаются специализированное программное и аппаратное обеспечение . На одном компьютере может работать одновременно несколько программ-серверов. Сервисы серверов часто определяют их название:

DHCP сервер – позволяет организовывать пулы сетевых настроек для автоматического конфигурирования сетевых интерфейсов. Dynamic Host Configuration Protocol обеспечивает автоматическое распределение IP -адресов между компьютерами в сети. Такая технология широко применяется в локальных сетях с общим выходом в Интернет .

DNS сервер – позволяет организовать службу разрешения доменных имён. Функция DNS -сервера заключается в преобразовании доменных имен серверов в IP -адреса.

FTP – файловый сервер . В его задачи входит хранение файлов и обеспечение доступа к ним клиентских ПК, например, по протоколу FTP . Ресурсы файл -сервера могут быть либо открыты для всех компьютеров в сети, либо защищены системой идентификации и правами доступа.

Практическая работа 6-1-1. Настраиваем WEB сервер

Топология для наших исследований приведена на рис. 6.1.

Создаем WEB-документ на сервере

В этом окне можно добавить новую страницу кнопкой или удалить текущую кнопкой . Переключение между несколькими страницами осуществляется кнопками .

В окнеhtmlкода создаем текст первой страницы сайта index.html. Вариант 1 ( рис. 6.3).

Текст можно переносить в это окно через буфер обмена. Он может быть только на английском языке

Для того, чтобы проверить работоспособность нашего сервера, открываем клиентскую машину (10.0.0.2 или 10.0.0.3) и на вкладке Desktop (Рабочий стол) запускаем приложение Web Browser. После чего набираем адрес нашего WEB-сервера 10.0.0.1 и нажимаем на кнопку GO. Убеждаемся, что наш веб-сервер работает.

Описанная выше и полностью настроенной сеть с WEB сервером ( файл task-6-1.pkt) прилагается.

Практическая работа 6-1-2. Настройка сетевых сервисов DNS, DHCP и Web

Создайте схему сети, представленную на рис. 6.5.

Наша задача состоит в том, чтобы настроить Server1 как DNS и Web - сервер , а Server2 как DHCP сервер . Напомню, что работа DNS -сервера заключается в преобразовании доменных имен серверовв IP -адреса. DHCP сервер позволяет организовывать пулы для автоматического конфигурирования сетевых интерфейсов, то есть, обеспечивает автоматическое распределение IP -адресов между компьютерами в сети. Иначе говоря, в нашем случае компьютеры получают IP -адреса благодаря сервису DHCP Server2 и открывают, например, сайт на Server1.

Настраиваем IP адреса серверов и DHCP на ПК

Войдите в конфигурацию PC1 и PC2 и установите настройку IP через DHCP сервер рис. 6.6.

Задайте в конфигурации серверов настройки IP: Server1 – 10.0.0.1 ( рис. 6.7), Server2 – 10.0.0.2 ( рис. 6.8). Маска подсети установится автоматически как 255.0.0.0.

В конфигурации Server1 войдите на вкладку DNS и задайте две ресурсные записи (Resource Records) в прямой зоне DNS.

Зона DNS — часть дерева доменных имен (включая ресурсные записи), размещаемая как единое целое на сервере доменных имен (DNS-сервере). В зоне прямого просмотра на запрос доменного имени идет ответ в виде IP адреса. В зоне обратного просмотра по IP мы узнаем доменное имя ПК.

Далее в ресурсной записи типа CNAME свяжите название сайта с сервером и нажмите на кнопку Add (добавить) – рис. 6.10.

В результате должно получиться следующее ( рис. 6.11).

Включите командную строку на Server1 и проверьте работу службы DNS. Для проверки правильности работы прямой зоны DNS сервера введите команду SERVER>nslookup . Если все правильно настроено, то вы получите отклик на запрос с указанием доменного имени DNS сервера в сети и его IP адреса ( рис. 6.13).

Рис. 6.13. Служба DNSв прямой зоне DNSна Server1 настроена правильно

Команда nslookup служит для определения ip-адреса по доменному имени (и наоборот).

Настройка службы DHCP на Server2

Войдите в конфигурацию Server2 и на вкладке DHCP настройте службу DHCP. Для этого наберите новые значения пула, установите переключатель On и нажмите на кнопку Save (Сохранить) - рис. 6.14.

Проверка работы клиентов

Войдите в конфигурации хоста PC1и PC2 и в командной строке сконфигурируйте протокол TCP/IP. Для этого командой PC> ipconfig /release сбросьте (очистите) старые параметры IP адреса ( рис. 6.15).

Рис. 6.15. Удаление конфигурации IP-адресов для всех адаптеров

Теперь командой PC> ipconfig /renew получите новые параметры от DHCP сервера ( рис. 6.16).

Рис. 6.16. Конфигурация протокол TCP/IP клиента от DHCP сервера

Аналогично поступите для PC2 ( рис. 6.17).

Рис. 6.17. PC2 получил IP адрес от DHCP сервера Server2

Осталось проверить работу WEB сервера Server1 и открыть сайт в браузере на PC1 или PC2 ( рис. 6.18).

Описанная в данном примере и полностью работоспособная сеть с настройками сетевых сервисов DNS, DHCP и Web ( файл task-6-2.pkt прилагается.

Примеры работы маршрутизатора в роли DHCP сервера

Маршрутизация ( routing ) – процесс определения маршрута следования информации в сетях связи. Задача маршрутизации состоит в определении последовательности транзитных узлов для передачи пакета от источника до адресата. Определение маршрута следования и продвижение IP -пакетов выполняют специализированные сетевые устройства – маршрутизаторы. Каждый маршрутизатор имеет от двух и более сетевых интерфейсов, к которым подключены: локальные сети либо маршрутизаторы соседних сетей.

Маршрутизатор (router, роутер) – сетевое устройство третьего уровня модели OSI, обладающее как минимум двумя сетевыми интерфейсами, которые находятся в разных сетях. Маршрутизатор может иметь интерфейсы: для работы по медному кабелю, оптическому кабелю, так и по беспроводным "линиям" связи.

Выбор маршрута маршрутизатор осуществляет на основе таблицы маршрутизации. Таблицы маршрутизации содержат информацию о сетях, и интерфейсов, через которые осуществляется подключение непосредственно, а также содержатся сведения о маршрутах или путях, по которым маршрутизатор связывается с удаленными сетями, не подключенными к нему напрямую. Эти маршруты могут назначаться администратором статически или определяться динамически при помощи программного протокола маршрутизации. Таблица маршрутизации содержит набор правил – записей, состоящих из определенных полей. Каждое правило содержит следующие основные поля-компоненты:

• адрес IP-сети получателя,
• маску,
• адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты,
• административное расстояние — степень доверия к источнику маршрута,
• метрику - некоторый вес - стоимость маршрута,
• интерфейс, через который будут продвигаться данные.

Пример таблицы маршрутизации:

Протокол DHCP представляет собой стандартный протокол , который позволяет серверу динамически присваивать клиентам IP -адреса и сведения о конфигурации. Идея работы DHCP сервиса такова: на ПК заданы настройки получения ip адреса автоматически. После включения и загрузки каждый ПК отправляет широковещательный запрос в своей сети с вопросом "Есть здесь DHCP сервер - мне нужен ip адрес ?". Данный запрос получают все компьютере в подсети, но ответит на этот запрос только DHCP сервер , который отправит компьютеру свободный ip адрес из пула, а также маску и адрес шлюза по умолчанию. Компьютер получает параметры от DHCP сервера и применяет их. После перезагрузки ПК снова отправляет широковещательный запрос и может получить другой ip адрес (первый свободный который найдется в пуле адресов на DHCP сервере).

Маршрутизатор можно сконфигурировать как DHCP сервер . Иначе говоря, вы можете программировать интерфейс маршрутизатора на раздачу настроек для хостов.Системный администратор настраивает на сервере DHCP параметры, которые передаются клиенту. Как правило, сервер DHCP предоставляет клиентам по меньшей мере: IP - адрес , маску подсети и основной шлюз . Однако предоставляются и дополнительные сведения, такие, например, как адрес сервера DNS .

Практическая работа 6-2-1a. Конфигурирование DHCP сервера на маршрутизаторе

Схема сети приведена на рис. 6.19. С помощью настроек ПК, представленных на рисунке, мы указываем хосту, что он должен получатьIP адрес , адрес основного шлюза и адрес DNS сервера от DHCP сервера.

Произведем настройку R0:

Полный листинг этих команд приведен на рис. 6.20.

Проверим результат получения динамических параметров для PC0 ( рис. 6.21).

Проверим работоспособность DHCP сервера на хосте PC0 командой ipconfig /all ( рис. 6.22).

Рис. 6.22. Хост получил настройки от DHCP сервера

Хост успешно получил IP адрес , адрес шлюза и адрес DNS сервера от DHCP сервера R0.

Практическая работа 6-2-1b. Пример настройки интерфейса маршрутизатора в качестве DHCP клиента

Схема сети показана на рис. 6.23.

Конфигурируем интерфейс Fa0/0 для R1 ( рис. 6.24).

Рис. 6.24. Конфигурируем интерфейс маршрутизатора

После настройки интерфейса роутера на получение настроек по DHCP , DHCP клиент на PC1 перестал получать IP - адрес – IP из диапазона 169.254.x.x/16 назначается автоматически самим ПК при проблемах с получением адреса по DHCP . Интерфейс роутера IP - адрес так же не получит т.к. в данной подсети нет DHCP серверов. Описанные выше схемы представлены в виде одного файла - task-6-3.pkt.

Практическая работа 6-2-2. DHCP сервис на маршрутизаторе 2811

В этом примере мы будем конфигурировать маршрутизатор 2811, а именно, настраивать на нем DHCP сервер , который будет выдавать по DHCP адреса из сети 192.168.1.0 ( рис. 6.26). PC1 и PC2 буду получать настройки динамически, а для сервера желательно иметь постоянный адрес , т.е., когда он задан статически.

Как устройство с постоянным адресом здесь можно включить еще и принтер.

Резервируем 10 адресов

Этой командой мы обязали маршрутизатор R1 не выдавать адреса с 192.168.1.1 по 192.168.1.10 потому, что адрес 192.168.1.1 будет использоваться самим маршрутизатором как шлюз, а остальные адреса мы зарезервируем под различные хосты этой сети.

Таким образом, первый DHCP адрес , который выдаст R1 равен 192.168.1.11.

Создаем пул адресов, которые будут выдаваться из сети 192.168.1.0

Согласно этим настройкам выдавать адреса из сети 192.168.1.0 (кроме тех, что мы исключили) будет маршрутизатор R1 через шлюз 192.168.1.1.

Настраиваем интерфейс маршрутизатора

Команда no shut (сокращение от no shutdown) используется для того, чтобы бы интерфейс был активным. Обратная команда – shut, выключит интерфейс.

Проверка результата

Рис. 6.27. Адреса выдаются автоматически, начиная с адреса 192.168.1.11

Итак, мы видим, что протокол DHCP позволяет производить автоматическую настройку сети на всех компьютерах ( рис. 6.28).

Краткая история развития компьютерных сетей

Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.

50-е годы: мейнфреймы

Начало 60-х годов: многотерминальные системы

В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.

70-е годы: первые компьютерные сети

Середина 70-х годов: большие интегральные схемы

Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую
одной организации.

Сетевая технология – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.

В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:

Общие принципы построения сетей

Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:

1. Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
2. Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
3. Вычислительных мощностей.

Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.

Сетевые интерфейсы разделяются на:

• Физические интерфейсы (порты).
• Логические интерфейсы (протоколы).

Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?

Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.

Протокол

Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:

Пара клиент—сервер

Начнем с определений.

При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.

Топология физических сетей

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационной оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам – физические или информационные связи между вершинами.

• Полносвязная (а).
• Ячеистая (б).
• Кольцо (в).
• Звезда (г).
• Дерево (д).
• Шина (е).

Адресация узлов сети

Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации, называется адресным пространством. Адресное пространство может
иметь плоскую (линейную) организацию или иерархическую организацию.

Для преобразования адресов из одного вида в другой используются специальные вспомогательные протоколы, которые называют протоколами разрешения адресов.

Коммутация

Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю, образует маршрут.

Обобщенные задачи коммутации

1. Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать маршруты.
2. Маршрутизация потоков.
3. Продвижение потоков, то есть распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.
4. Мультиплексирование и демультиплексирование потоков.

Уровни сетевой модели OSI и уровни TCP/IP

Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней, каждый последующий возводится над предыдущим.

Целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса.

Протоколы, реализующие модель OSI никогда не применялись на практике, но имена и номера уровней используются по сей день.

1. Физический.
2. Канальный.
3. Сетевой.
4. Транспортный.
5. Сеансовый.
6. Представления.
7. Прикладной.

Для лучшего понимания приведу пример. Вы открываете страницу сайта в интернете. Что происходит?

Канальный уровень. Канальный уровень это технология каким образом будут связаны узлы (передающий и принимающий), тут вспоминает топологию сетей: кольцо, шина, дерево. Данный уровень определяет порядок взаимодействия между большим количеством узлов.

1. Сетевые протоколы (IPv4 и IPv6).
2. Протоколы маршрутизации и построения маршрутов.

Сеансовый уровень. Отвечает за управление сеансами связи. Производит отслеживание: кто, в какой момент и куда передает информацию. На этом уровне происходит синхронизация передачи данных.

Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие приложения (например браузера) с сетью.

Уровни TCP/IP

Набор протоколов TSP/IP основан на собственной модели, которая базируется на модели OSI.

• Прикладной, представления, сеансовый = Прикладной.
• Транспортный = Транспортный.
• Сетевой = Интернет.
• Канальный, физический = Сетевой интерфейс.

Уровень сетевого интерфейса

Уровень сетевого интерфейса (называют уровнем 2 или канальным уровнем) описывает стандартный метод связи между устройствами которые находятся в одном сегменте сети.

Этот уровень предназначен для связи расположенных недалеко сетевых интерфейсов, которые определяются по фиксированным аппаратным адресам (например MAC-адресам).

Уровень сетевого интерфейса так же определяет физические требования для обмена сигналами интерфейсов, кабелей, концентраторов, коммутаторов и точек доступа. Это подмножество называют физическим уровнем (OSI), или уровнем 1.

Например, интерфейсы первого уровня это Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP) и Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Немного о Ethernet на примере кадра web-страницы

Пакеты Ethernet называют кадрами. Первая строка кадра состоит из слова Frame. Эта строка содержит общую информацию о кадре.

В полном заголовке Ethernet есть такие значения как DestinationAddress и SourceAddress которые содержат MAC-адреса сетевых интерфейсов.

Поле EthernetType указывает на следующий протокол более высокого уровня в кадре (IPv4).

Коммутаторы считывают адреса устройств локальной сети и ограничивают распространение сетевого трафика только этими адресами. Поэтому коммутаторы работают на уровне 2.

Уровень Интернета

Уровень интернета называют сетевым уровнем или уровнем 3. Он описывает схему адресации которая позволяет взаимодействовать устройствам в разных сетевых сегментах.

Если адрес в пакете относится к локальной сети или является широковещательным адресом в локальной сети, то по умолчанию такой пакет просто отбрасывается. Поэтому говорят, что маршрутизаторы блокируют широковещание.

Стек TCP/IP реализован корпорацией Microsoft ну уровне интернета (3). Изначально на этом уровне использовался только один протокол IPv4, позже появился протокол IPv6.

Протокол версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами в десятках сегментах сети. IPv4 использует 32 разрядные адреса. 32 разрядные адреса имеют довольно ограниченное пространство, в связи с этим возникает дефицит адресов.

Протокол версии 6 использует 128 разрядные адреса. Поэтому он может определить намного больше адресов. В интернете не все маршрутизаторы поддерживают IPv6. Для поддержки IPv6 в интернете используются туннельные протоколы.

В Windows по умолчанию включены обе версии протоколов.

Транспортный уровень

Транспортный уровень модели TCP/IP представляет метод отправки и получения данных устройствами. Так же он создает отметку о предназначении данных для определенного приложения. В TCP/IP входят два протокола транспортного уровня:

1. Протокол TCP. Протокол принимает данные у приложения и обрабатывает их как поток байт.Байты группируются, нумеруются и доставляются на сетевой хост. Получатель подтверждает получение этих данных. Если подтверждение не получено, то отправитель отправляет данные заново.
2. Протокол UDP.Этот протокол не предусматривает гарантию и подтверждение доставки данных. Если вам необходимо надежное подключение, то стоит использовать протокол TCP.

Прикладной уровень

Обучаю HTML, CSS, PHP. Создаю и продвигаю сайты, скрипты и программы. Занимаюсь информационной безопасностью. Рассмотрю различные виды сотрудничества.

Читайте также:

  
• Как выглядит файл bitcoin
  
• Файл mke exe не найден решение
  
• Как вывести окно на рабочий стол компьютера
  
• Составьте сравнительно сопоставительную таблицу виды персональных компьютеров
  
• Как с редми 9 перекинуть фото на компьютер