Inden vi starter dagens videotutorial, vil jeg gerne takke alle, der har bidraget til populariteten af mit kursus på YouTube. Da jeg startede det for omkring 8 måneder siden, forventede jeg ikke en sådan succes - i dag er mine lektioner blevet set af 312724 personer, jeg har 11208 abonnenter. Jeg havde aldrig drømt om, at denne ydmyge begyndelse ville nå sådanne højder. Men lad os ikke spilde tid og gå direkte til dagens lektion. I dag vil vi udfylde de huller, der opstod i de sidste 7 videolektioner. Selvom i dag kun er dag 6, var dag 3 opdelt i 3 videolektioner, så i dag vil du faktisk se den ottende videolektion.
I dag vil vi dække 3 vigtige emner: DHCP, TCP-transport og de mest almindelige portnumre. Vi har allerede talt om IP-adresser, og en af de vigtigste faktorer i IP-adressekonfiguration er DHCP.
DHCP står for Dynamic Host Configuration Protocol, og det er en protokol, der hjælper med dynamisk at konfigurere IP-adresser til værter. Så vi har alle set dette vindue. Når du klikker på "Opnå automatisk en IP-adresse", leder computeren efter en DHCP-server, der er konfigureret på det samme undernet og sender forskellige pakker og anmodninger om IP-adressen. DHCP-protokollen har 6 meddelelser, hvoraf 4 er kritiske for tildeling af en IP-adresse.
Den første besked er en DHCP DISCOVERY-meddelelse. DHCP-opdagelsesmeddelelsen ligner en velkomstbesked. Når en ny enhed tilslutter sig netværket, spørger den, om der er en DHCP-server på netværket.
Det, du ser på sliden, ligner en udsendelsesanmodning, hvor enheden kontakter alle enheder på netværket og leder efter en DHCP-server. Som sagt er dette en udsendelsesanmodning, så alle enheder på netværket kan høre den.
Hvis der er en DHCP server på netværket, sender den en pakke - et DHCP TILBUD tilbud. Forslag betyder, at DHCP-serveren, som svar på en registreringsanmodning, sender en konfiguration til klienten, der beder klienten om at acceptere en specifik IP-adresse.
DHCP-serveren reserverer en IP-adresse, i dette tilfælde 192.168.1.2, giver den ikke, men reserverer snarere denne adresse til enheden. Samtidig indeholder tilbudspakken sin egen IP-adresse på DHCP-serveren.
Hvis der er mere end én DHCP-server på dette netværk, vil en anden DHCP-server, efter at have modtaget klientens udsendelsesanmodning, også tilbyde den sin IP-adresse, f.eks. 192.168.1.50. Det er ikke almindeligt at have to forskellige DHCP-servere konfigureret på det samme netværk, men nogle gange sker det. Så når et DHCP-tilbud sendes til en klient, modtager den 2 DHCP-tilbud og skal nu beslutte, hvilket DHCP-tilbud den vil acceptere.
Lad os antage, at klienten accepterer den første ansøgning. Dette betyder, at klienten sender en DHCP REQUEST-anmodning, der bogstaveligt siger "Jeg accepterer IP-adressen 192.168.1.2, der tilbydes af DHCP-serveren 192.168.1.1."
Efter at have modtaget anmodningen, svarer 192.168.1.1 DHCP-serveren "okay, jeg indrømmer det", det vil sige, den anerkender anmodningen og sender denne DHCP ACK til klienten. Men vi husker, at en anden DHCP-server har reserveret en IP-adresse på 1.50 til klienten. Når den modtager en klients broadcast-anmodning, vil den vide om fejlen og lægge denne IP-adresse tilbage i puljen, så den kan tildele den til en anden klient, hvis den modtager en anden anmodning.
Dette er de 4 kritiske meddelelser, som DHCP udveksler, når der tildeles IP-adresser. Dernæst har DHCP 2 flere informationsmeddelelser. En informationsmeddelelse udsendes af klienten, hvis den kræver mere information, end den modtog i DHCP OFFER klausulen i andet trin. Hvis serveren ikke har givet nok information i DHCP-tilbuddet, eller hvis klienten har brug for flere oplysninger, end hvad der var indeholdt i tilbudspakken, anmoder den om yderligere DHCP-oplysninger. Der er endnu en besked, som klienten sender til serveren - dette er DHCP RELEASE. Den informerer dig om, at klienten ønsker at frigive sin eksisterende IP-adresse.
Det, der dog oftest sker, er, at brugeren kobler fra netværket, før klienten når at sende en DHCP RELEASE til serveren. Dette sker, når du slukker computeren, hvilket vi gør. I dette tilfælde har netværksklienten eller computeren simpelthen ikke tid til at informere serveren om at frigive den brugte adresse, så DHCP RELEASE er ikke et påkrævet trin. De nødvendige trin for at opnå en IP-adresse er: DHCP-opdagelse, DHCP-tilbud, DHCP-anmodning og DHCP-håndtryk.
I en af de næste lektioner vil jeg fortælle dig, hvordan vi konfigurerer en DHCP-server, når vi opretter en DNCP-pulje. Med pooling mener vi, at du beder serveren om at tildele IP-adresser i området 192.168.1.1 til 192.168.1.254. Således vil DHCP-serveren oprette en pulje, placere 254 IP-adresser i den og vil kun være i stand til at tildele adresser til klienter på netværket fra denne pulje. Så dette er noget i retning af en administrativ indstilling, som brugeren kan udføre.
Lad os nu se på TCP-transmission. Jeg ved ikke, om du er bekendt med "telefonen" på billedet, men da vi var børn brugte vi disse blikdåser forbundet med en snor til at tale med hinanden.
Desværre har nutidens generation ikke råd til sådan en "luksus". Jeg mener i dag, børn er foran fjernsynet fra de er et år, de spiller PSP, og det kan måske diskuteres, men jeg tror, vi havde den bedste barndom, vi gik faktisk udenfor og spillede spil, og dagens børn kan ikke trækkes væk fra sofaen .
Min søn er kun et år gammel, og jeg kan allerede se, at han er afhængig af iPad, jeg mener, han er stadig meget ung, men jeg tror, at nutidens børn allerede er født og ved, hvordan man håndterer elektroniske gadgets. Så jeg ville sige, at som børn, når vi legede, lavede vi huller i dåser, og når vi bandt dem med en snor og sagde noget i den ene dåse, så kunne personen i den anden ende høre, hvad der blev sagt. til ham, blot ved at sætte dåsen til hans øre. Så det minder meget om en netværksforbindelse.
I dag skal selv TCP-overførsler have en forbindelse, der skal etableres, før selve dataoverførslen går i gang. Som vi diskuterede i tidligere lektioner, er TCP forbindelsesorienteret transmission, mens UDP er forbindelsesorienteret transmission. Man kan sige, at UDP er der, hvor jeg kaster bolden, og det er op til dig at se, om du kan fange den. Om du er klar til at gøre det eller ej er ikke mit problem, jeg vil bare forlade ham.
TCP er mere ligesom du taler med en fyr og advarer ham på forhånd om, at du vil kaste en bold, så du danner et bånd, og så kaster du bolden, så din partner er mere tilbøjelig til at være klar til at fange den. Så TCP bygger faktisk forbindelsen og begynder derefter at udføre selve transmissionen.
Lad os se på, hvordan det skaber sådan en forbindelse. Denne protokol bruger et 3-vejs håndtryk til at oprette en forbindelse. Dette er ikke et meget teknisk udtryk, men det har længe været brugt til at beskrive en TCP-forbindelse. Et 3-vejs håndtryk initieres af den afsendende enhed, hvor klienten sender en pakke med et SYN flag til serveren.
Lad os sige, at pigen i forgrunden, hvis ansigt vi kan se, er enhed A, og pigen i baggrunden, hvis ansigt ikke er synligt, er enhed B. Pige A sender en SYN-pakke til pige B, og hun siger: “fantastisk, hvem- så vil han kommunikere med mig. Så jeg er nødt til at svare, at jeg er klar til at kommunikere!" Hvordan gør man det? Man kunne simpelthen sende en anden SYN-pakke tilbage og derefter en ACK, der indikerer modtagelse af den originale SYN-pakke. Men i stedet for at sende ACK'er separat, danner serveren en fælles pakke indeholdende SYN og ACK og transmitterer den over netværket.
Så på dette tidspunkt har enhed A sendt en SYN-pakke og modtaget en SYN/ACK-pakke tilbage. Nu skal enhed A sende enhed B en ACK-pakke, det vil sige bekræfte, at den har modtaget samtykke fra enhed B til at etablere kommunikation. Begge enheder modtog således SYN- og ACK-pakker, og nu kan vi sige, at forbindelsen er etableret, det vil sige, at der er gennemført et 3-trins håndtryk ved hjælp af TCP-protokollen.
Dernæst vil vi se på TCP Windowing-teknologi. Kort sagt er det en metode, der bruges i TCP/IP til at forhandle afsenderens og modtagerens muligheder.
Lad os sige, at vi i Windows forsøger at overføre en stor fil, f.eks. 2 GB i størrelse, fra et drev til et andet. Allerede i begyndelsen af overførslen vil systemet informere os om, at filoverførslen vil tage cirka 1 år. Men et par sekunder senere vil systemet rette sig selv og sige: "Åh, vent et øjeblik, jeg tror, det vil tage omkring 6 måneder, ikke et år." Der går lidt mere tid, og Windows vil sige: "Jeg tror, jeg kan være i stand til at overføre filen om 1 måned." Dette vil blive efterfulgt af meddelelsen "1 dag", "6 timer", "3 timer", "1 time", "20 minutter", "10 minutter", "3 minutter". Faktisk vil hele filoverførselsprocessen kun tage 3 minutter. Hvordan skete dette? I første omgang, når din enhed forsøger at kommunikere med en anden enhed, sender den én pakke og venter på bekræftelse. Hvis enheden venter længe på bekræftelse, tænker den: "hvis jeg skal overføre 2 GB data med denne hastighed, vil det tage omkring 2 år." Efter nogen tid modtager din enhed en ACK og tænker, "okay, jeg sendte en pakke og modtog en ACK, derfor kan modtageren modtage 1 pakke. Nu vil jeg prøve at sende ham 10 pakker i stedet for én." Afsenderen sender 10 pakker og modtager efter nogen tid en ACK-bekræftelse fra den modtagende enhed, hvilket betyder, at modtageren venter på den næste, 11. pakke. Afsenderen tænker: "godt, da modtageren håndterede 10 pakker på én gang, nu vil jeg prøve at sende ham 100 pakker i stedet for ti." Han sender 100 pakker, og modtageren svarer, at han har modtaget dem og nu venter på 101 pakker. Således stiger antallet af transmitterede pakker over tid.
Det er derfor, du ser et hurtigt fald i filkopieringstid i forhold til det oprindeligt oplyste - dette skyldes den øgede evne til at overføre store mængder data. Men der kommer et tidspunkt, hvor yderligere stigninger i transmissionsvolumen bliver umulige. Lad os sige, at du sendte 10000 pakker, men modtagerens enhedsbuffer kan kun acceptere 9000. I dette tilfælde sender modtageren en ACK med beskeden: "Jeg har modtaget 9000 pakker og er nu klar til at modtage 9001." Afsenderen konkluderer heraf, at den modtagende enheds buffer kun har en kapacitet på 9000, hvilket betyder, at jeg fra nu af ikke vil sende mere end 9000 pakker ad gangen. I dette tilfælde beregner afsenderen hurtigt den tid, det vil tage ham at overføre den resterende mængde data i portioner af 9000 pakker, og giver 3 minutter. Disse tre minutter er den faktiske sendetid. Det er, hvad TCP Windowing gør.
Dette er en af de trafikreguleringsmekanismer, hvor den afsendende enhed til sidst forstår, hvad den faktiske netværkskapacitet er. Du undrer dig måske over, hvorfor de ikke på forhånd kan blive enige om, hvad kapaciteten på den modtagende enhed er? Faktum er, at dette er teknisk umuligt, fordi der er forskellige typer enheder på netværket. Lad os sige, at du har en iPad, og den har en anden dataoverførsels-/modtagerhastighed end en iPhone, du har måske andre typer telefoner, eller måske har du en meget gammel computer. Derfor har alle forskellig netværksbåndbredde.
Det er grunden til, at TCP Windowing-teknologien blev udviklet, når datatransmission begynder ved lav hastighed eller med transmission af et minimum af pakker, hvilket gradvist øger trafik-"vinduet". Du sender en pakke, 5 pakker, 10 pakker, 1000 pakker, 10000 pakker, og langsomt åbner vinduet mere og mere, indtil "åbningen" når den maksimalt mulige mængde trafik sendt i en bestemt periode. Begrebet Windowing er således en del af driften af TCP-protokollen.
Dernæst vil vi se på de mest almindelige portnumre. Den klassiske situation er, når du har 1 hovedserver, måske et datacenter. Det inkluderer en filserver, webserver, mailserver og DHCP-server. Nu, hvis en af klientcomputerne kontakter datacentret, som er placeret i midten af billedet, vil det begynde at sende filservertrafik til klientenheder. Denne trafik vises med rødt og vil blive transmitteret på en specifik port for en specifik applikation fra en specifik server.
Hvordan vidste serveren, hvor bestemt trafik skulle gå? Han lærer dette fra destinationsportnummeret. Hvis du ser på rammen, vil du se, at der i hver dataoverførsel er en omtale af destinationsportnummeret og kildeportnummeret. Du kan se, at den blå og røde trafik, og den blå trafik er webservertrafik, begge går til den samme fysiske server, som har forskellige servere installeret. Hvis dette er et datacenter, bruger det virtuelle servere. Så hvordan vidste de, at den røde trafik skulle gå tilbage til den venstre bærbare computer med den IP-adresse? Det ved de takket være portnumre. Hvis du henviser til Wikipedia-artiklen "Liste over TCP- og UDP-porte", vil du se, at den viser alle standardportnumre.
Hvis du scroller ned på denne side, kan du se, hvor stor denne liste er. Den indeholder cirka 61 numre. Portnumre fra 000 til 1 er kendt som de mest almindelige portnumre. For eksempel er port 1024/TCP til afsendelse af ftp-kommandoer, port 21 er til ssh, port 22 er til Telnet, det vil sige til afsendelse af ukrypterede beskeder. Den meget populære port 23 fører data over HTTP, mens port 80 fører krypterede data over HTTPS, som ligner den sikre version af HTTP.
Nogle porte er dedikeret til både TCP og UDP, og nogle udfører forskellige opgaver afhængigt af, om forbindelsen er TCP eller UDP. Så officielt bruges TCP-port 80 til HTTP, og uofficielt bruges UDP-port 80 til HTTP, men under en anden HTTP-protokol - QUIC.
Derfor er portnumre i TCP ikke altid beregnet til at gøre det samme som i UDP. Du behøver ikke at lære denne liste udenad, den er umulig at huske, men du skal kende nogle populære og mest almindelige portnumre. Som sagt har nogle af disse porte et officielt formål, som er beskrevet i standarderne, og nogle har et uofficielt formål, som det er tilfældet med Chromium.
Så denne tabel viser alle de almindelige portnumre, og disse numre bruges til at sende og modtage trafik, når du bruger specifikke applikationer.
Lad os nu se på, hvordan data bevæger sig på tværs af netværket baseret på den lille information, vi kender. Lad os sige, at computer 10.1.1.10 ønsker at kontakte denne computer, eller denne server, som har adressen 30.1.1.10. Under hver enheds IP-adresse er dens MAC-adresse. Jeg giver eksemplet med en MAC-adresse med kun de sidste 4 tegn, men i praksis er det et 48-bit hexadecimalt tal med 12 tegn. Da hvert af disse tal består af 4 bit, repræsenterer 12 hexadecimale cifre et 48-bit tal.
Som vi ved, hvis denne enhed ønsker at kontakte denne server, skal det første trin af 3-vejs håndtrykket udføres først, det vil sige at sende en SYN-pakke. Når denne anmodning fremsættes, vil computer 10.1.1.10 angive kildeportnummeret, som Windows opretter dynamisk. Windows vælger tilfældigt et portnummer mellem 1 og 65,000. Men da startnumre i området 1 til 1024 er almindeligt kendte, vil systemet i dette tilfælde overveje tal større end 25000 og oprette en tilfældig kildeport, for eksempel nummer 25113.
Dernæst vil systemet tilføje en destinationsport til pakken, i dette tilfælde er det port 21, fordi den applikation, der forsøger at oprette forbindelse til denne FTP-server, ved, at den skal sende FTP-trafik.
Derefter siger vores computer: "Okay, min IP-adresse er 10.1.1.10, og jeg skal kontakte IP-adressen 30.1.1.10." Begge disse adresser er også inkluderet i pakken for at danne en SYN-anmodning, og denne pakke ændres ikke før slutningen af forbindelsen.
Jeg vil have dig til at forstå ud fra denne video, hvordan data bevæger sig på tværs af netværket. Når vores computer, der sender anmodningen, ser kilde-IP-adressen og destinations-IP-adressen, forstår den, at destinationsadressen ikke er på det lokale netværk. Jeg glemte at sige, at disse alle er /24 IP-adresser. Så hvis du ser på /24 IP-adresserne, vil du indse, at computere 10.1.1.10 og 30.1.1.10 ikke er på det samme netværk. Computeren, der sender anmodningen, forstår således, at for at forlade dette netværk, skal den kontakte 10.1.1.1-gatewayen, som er konfigureret på et af routerens grænseflader. Den ved, at den skal gå til 10.1.1.1 og kender sin MAC-adresse på 1111, men kender ikke MAC-adressen på gatewayen 10.1.1.1. Hvad laver han? Den sender en broadcast ARP-anmodning, som alle enheder på netværket vil modtage, men kun routeren med IP-adressen 10.1.1.1 vil svare på den.
Routeren vil svare med sin AAAA MAC-adresse, og både kilde- og destinations-MAC-adresser vil også blive placeret i denne ramme. Når rammen er klar, vil der blive udført et CRC-dataintegritetstjek, som er en algoritme til at finde en kontrolsum til at detektere fejl, før netværket forlades.
Cyclic Redundancy CRC betyder, at hele denne frame, fra SYN til den sidste MAC-adresse, køres gennem en hashing-algoritme, f.eks. MD5, hvilket resulterer i en hash-værdi. Hashværdien, eller MD5 checksum, placeres derefter i begyndelsen af rammen.
Jeg mærkede det FCS/CRC, fordi FCS er en Frame Check Sequence, en fire-byte CRC-værdi. Nogle mennesker bruger betegnelsen FCS og nogle bruger betegnelsen CRC, så jeg har bare inkluderet begge betegnelser. Men i bund og grund er det bare en hashværdi. Det er nødvendigt for at sikre, at alle data modtaget over netværket ikke indeholder fejl. Derfor, når denne ramme når routeren, er den første ting, routeren vil gøre, at beregne selve kontrolsummen og sammenligne den med FCS- eller CRC-værdien, som den modtagne ramme indeholder. På denne måde kan han kontrollere, at de data, der modtages over netværket, ikke indeholder fejl, hvorefter han vil fjerne kontrolsummen fra rammen.
Dernæst vil routeren se på MAC-adressen og sige: "Okay, MAC-adresse AAAA betyder, at rammen er adresseret til mig", og slette den del af rammen, der indeholder MAC-adresserne.
Ser han på destinations-IP-adressen 30.1.1.10, vil han forstå, at denne pakke ikke er adresseret til ham og skal gå videre gennem routeren.
Nu "mener" routeren, at den skal se, hvor netværket med adressen 30.1.1.10 er placeret. Vi har ikke dækket hele konceptet med routing endnu, men vi ved, at routere har en routingtabel. Denne tabel har en indgang for netværket med adresse 30.1.1.0. Som du husker, er dette ikke værtens IP-adresse, men netværksidentifikatoren. Routeren vil "troe", at den kan nå adressen 30.1.1.0/24 ved at gå gennem router 20.1.1.2.
Du kan spørge, hvordan ved han det? Bare husk på, at den vil vide dette enten fra routing-protokollerne eller fra dine indstillinger, hvis du som administrator har konfigureret en statisk rute. Men under alle omstændigheder indeholder denne routers routing-tabel den korrekte post, så den ved, at den skal sende denne pakke til 20.1.1.2. Forudsat at routeren allerede kender destinationens MAC-adresse, vil vi blot fortsætte med at videresende pakken. Hvis han ikke kender denne adresse, vil han starte ARP igen, modtage routerens MAC-adresse 20.1.1.2, og processen med at sende rammen vil fortsætte igen.
Så vi antager, at den allerede kender MAC-adressen, så vil vi have BBB-kilde-MAC-adressen og CCC-destinations-MAC-adressen. Routeren beregner igen FCS/CRC og placerer den i begyndelsen af billedet.
Den sender derefter denne ramme over netværket, rammen når routeren 20.1.12, den tjekker kontrolsummen, sørger for, at dataene ikke er korrupte, og sletter FCS/CRC. Den "trunkerer" så MAC-adresserne, ser på destinationen og ser, at den er 30.1.1.10. Han ved, at denne adresse er forbundet med hans grænseflade. Den samme rammedannelsesproces gentages, routeren tilføjer kilde- og destinations-MAC-adresseværdierne, foretager hashing, vedhæfter hashen til rammen og sender den over netværket.
Vores server, efter at have modtaget SYN-anmodningen adresseret til den, kontrollerer hash-checksummen, og hvis pakken ikke indeholder fejl, sletter den hashen. Så fjerner han MAC-adresserne, ser på IP-adressen og indser, at denne pakke er adresseret til ham.
Derefter afkorter den IP-adresserne relateret til det tredje lag af OSI-modellen og ser på portnumrene.
Han ser port 21, hvilket betyder FTP-trafik, ser SYN og forstår derfor, at nogen forsøger at kommunikere med ham.
Nu, baseret på hvad vi lærte om håndtrykket, vil server 30.1.1.10 oprette en SYN/ACK-pakke og sende den tilbage til computer 10.1.1.10. Ved modtagelse af denne pakke vil enhed 10.1.1.10 oprette en ACK, sende den gennem netværket på samme måde som en SYN-pakke, og efter at serveren har modtaget ACK, vil forbindelsen blive etableret.
En ting du bør vide er, at alt dette sker på mindre end et sekund. Dette er en meget, meget hurtig proces, som jeg forsøgte at bremse, så alt er klart for dig.
Jeg håber, at du finder det, du har lært i denne tutorial, nyttigt. Hvis du har spørgsmål, så skriv til mig på [e-mail beskyttet] eller efterlad spørgsmål under denne video.
Fra den næste lektion vil jeg vælge de 3 mest interessante spørgsmål fra YouTube, som jeg gennemgår i slutningen af hver video. Fra nu af vil jeg have en "Topspørgsmål", så jeg vil sende et spørgsmål sammen med dit navn og besvare det live. Jeg tror, det vil være gavnligt.
Tak fordi du blev hos os. Kan du lide vores artikler? Vil du se mere interessant indhold? Støt os ved at afgive en ordre eller anbefale til venner, 30% rabat til Habr-brugere på en unik analog af entry-level servere, som er opfundet af os til dig: (tilgængelig med RAID1 og RAID10, op til 24 kerner og op til 40 GB DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 kerner) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps gratis indtil sommer ved betaling for en periode på seks måneder, kan du bestille .
Dell R730xd 2 gange billigere? Kun her i Holland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - fra $99! Læse om
Kilde: www.habr.com