Aproximadamente el 80% de nosotros que terminamos la universidad con alguna especialidad en TI no nos convertimos en programadores. Muchos terminan trabajando en soporte técnico, como administradores de sistemas, técnicos en reparación de dispositivos informáticos, como consultores de ventas de tecnología digital, o gerentes en el sector de TI, entre otros.
Este artículo es precisamente para ese 80% que acaba de graduarse de la universidad con alguna especialidad en TI y ya ha comenzado a monitorear ofertas de trabajo, por ejemplo, para puestos de administrador de sistemas o su asistente, o ingeniero de campo en una empresa de externalización, o en soporte técnico de primera o segunda línea.
Así como para el autoestudio o para la formación de nuevos empleados.
Durante mi trayectoria profesional en el campo de las TI, he encontrado el problema de que las universidades no proporcionan la base más fundamental sobre redes. Me enfrenté a esto por primera vez cuando, tras graduarme en 2016, asistí a entrevistas de trabajo y no podía responder preguntas simples (que ahora me parecen simples). En ese momento, pensé que era porque no había estudiado lo suficiente en la universidad. Sin embargo, resulta que se trata del programa educativo. Ahora también me enfrento a esta brecha de conocimiento al capacitar a nuevos empleados.
Así que tuve que estudiar una gran cantidad de artículos en Internet antes de que pudiera entender los conceptos básicos, y ahora, al plantear temas de estudio a los jóvenes especialistas, tienen dificultades para encontrar y asimilar lo necesario. Esto ocurre porque hay una gran cantidad de artículos en Internet y todos están desorganizados por temas, o están escritos en un lenguaje demasiado complicado. Además, la mayoría de la información al inicio de sus artículos contiene principalmente definiciones científicas, y luego saltan directamente a tecnologías de uso complejas. Esto resulta en mucho contenido que es completamente incomprensible para un principiante.
Por eso decidí reunir los temas principales en un solo artículo y explicarlos de la manera más sencilla posible "con las manos".
Desde ya advierto que no habrá información profunda en el artículo, solo la base más esencial y fundamental.
Los temas que se tratarán son:
- Redes globales y locales
- Direcciones IP blancas y grises
- NAT
- Servidor DHCP y subredes
- Dispositivos de enrutamiento de red (enrutador, conmutador, switch, hub)
- Comandos principales de análisis de red
- Protocolos de transporte UDP y TCP
1. Redes Globales y Locales
Toda la red de Internet se divide en global (WAN) y local (LAN).
Todos los dispositivos de usuario en un apartamento, oficina o incluso edificio (ordenadores, smartphones, impresoras/MFP, televisores, etc.) se conectan a un enrutador que los agrupa en una red local.
Los participantes de una misma red local pueden intercambiar datos entre sus dispositivos sin necesidad de conectarse al proveedor de Internet. Sin embargo, para acceder a la red (por ejemplo, utilizar el motor de búsqueda Yandex o Google, entrar en VK, Instagram, YouTube o AmoCRM) se requiere acceso a la red global.
El acceso a la red global es proporcionado por el proveedor de Internet, por lo cual pagamos una tarifa mensual. El proveedor establece en sus enrutadores el nivel de velocidad para cada conexión de acuerdo con la tarifa. El proveedor nos conecta con un par trenzado o fibra óptica hasta nuestro enrutador (nuestra red local) y después de eso, cualquier dispositivo de nuestra red local puede acceder a Internet. la red global.
Para hacer una analogía, las redes pueden compararse con carreteras.
Por ejemplo, las carreteras de tu ciudad N son una red local. Estas carreteras te conectan con tiendas, instituciones, parques y otros lugares de tu ciudad.
Para llegar a otra ciudad N, necesitas salir a la carretera federal y recorrer cierta cantidad de kilómetros. Es decir, salir a la red global.
Para una representación más clara de qué son la red global y la red local he dibujado un esquema.
2. Direcciones IP blancas y grises
Cada dispositivo en la red tiene su dirección IP única. Se necesita para que los dispositivos de la red comprendan a dónde debe dirigirse la solicitud y la respuesta.
Es como si nuestras casas y apartamentos tuvieran su dirección exacta (código postal, ciudad, calle, nº de casa, nº de apartamento).
Dentro de tu red local (apartamento, oficina o edificio) hay un rango de direcciones únicas. Creo que muchos habrán notado que la dirección IP de un ordenador, por ejemplo, comienza con los números 192.168.X.X
Así que esta es la dirección local de tu dispositivo.
Existen rangos permitidos de redes locales:
Creo que de la tabla presentada se entiende de inmediato por qué el rango más común es 192.168.X.X
Para averiguar, por ejemplo, la dirección IP de tu ordenador (basado en Windows), escribe en la terminal el comando ipconfig
Como puedes ver, la dirección IP de mi computadora en mi red local doméstica 192.168.88.251
Para salir a redes globales, tu dirección IP local es reemplazada por el enrutador con una dirección IP global, que te proporcionó tu proveedor. Las direcciones IP globales no entran en los rangos de la tabla anterior.
evalúa la importancia de cada atributo del modelo con dos números: las direcciones IP locales son direcciones IP grises, y las globales son blancas.
Para una mejor comprensión, considera el esquema a continuación. En él he etiquetado cada dispositivo con su dirección IP.
En el esquema se puede ver que el proveedor nos lanza a las redes globales (a Internet) desde la dirección IP blanca 91.132.25.108
Para nuestro enrutador, el proveedor otorgó la dirección IP gris 172.17.135.11
Y en nuestra red local, todos los dispositivos también tienen direcciones IP grises 192.168.X.X
Puedes averiguar bajo qué dirección IP sales a la red global en el sitio
Pero de todo esto, hay que recordar un factor muy importante!
En la actualidad, el problema de la escasez de direcciones IP blancas se ha intensificado, ya que el número de dispositivos de red ha superado hace tiempo la cantidad de IP disponibles. Por esta razón, los proveedores de Internet otorgan a los usuarios direcciones IP grises (dentro de la red local del proveedor, por ejemplo, dentro de varios edificios de departamentos) y los lanza a la red global bajo una dirección IP blanca común Para saber si el proveedor te da una dirección IP gris o blanca, puedes entrar en tu enrutador y ver qué dirección IP recibe tu enrutador del proveedor..
O puedes ir, por ejemplo, al sitio
mobilon.ru Por ejemplo, aquí tengo acceso a Internet desde casa:
Como puedes ver, en realidad tengo
una dirección IP gris 172.17.132.2 (ver. el rango de direcciones locales). Para conectarse a una dirección IP blanca, los proveedores generalmente ofrecen un servicio adicional con una tarifa de suscripción. En realidad, para Internet doméstico esto no es crítico. Sin embargo,
para las oficinas de las empresas se recomienda comprar al proveedor una dirección IP blanca , ya que el uso de una dirección IP gris conlleva problemas con el funcionamiento de la telefonía IP, y tampoco será posible configurar una conexión remota a través de VPN. Es decir, una dirección IP gris no te permitirá exponer tu servidor configurado a Internet ni te permitirá configurar una conexión remota al servidor desde otra red.3. NAT
En la sección anterior mencioné que “
En la sección anterior mencioné que “Actualmente, se ha intensificado el problema de la escasez de direcciones IP públicas.Por ello, la práctica común entre los proveedores de internet es conectar a numerosos clientes con direcciones IP privadas y luego liberarlos al internet global bajo una única dirección IP pública.
Pero no siempre fue así; al principio, se otorgaban direcciones IP públicas a todos, y pronto, para evitar el problema de la escasez de direcciones IP públicas, se ideó NAT (Traducción de Direcciones de Red) — es un mecanismo de conversión de direcciones IP.
NAT que funciona en todos los enrutadores y nos permite acceder a internet global desde una red local.
Para una mejor comprensión, revisemos dos ejemplos:
1. Primer caso: tienes una dirección IP pública 91.105.8.10 y en la red local hay varios dispositivos conectados.
Cada dispositivo local tiene su propia dirección IP privada. Pero el acceso a internet es posible solo con la dirección IP pública.
Por lo tanto, cuando, por ejemplo, la PC1 con la dirección IP 192.168.1.3 intenta acceder al buscador Yandex, el enrutador, al enviar la solicitud de la PC1 a la red global, utiliza el mecanismo NAT, quien que convierte la dirección IP de la PC1 en la dirección IP pública global 91.105.8.10
Asimismo, en sentido inverso, cuando el enrutador recibe una respuesta del servidor Yandex, utiliza el mecanismo NAT para redirigir esa respuesta a la dirección IP 192.168.1.3, que es donde está conectada la PC1.
2. Segundo caso: tienes también varios dispositivos conectados en la red local, pero no has comprado una dirección IP pública al proveedor de internet.
En este caso, la dirección local PC1(192.168.1.3) se convierte primero NATen una dirección IP privada por tu enrutador y se transforma en una dirección IP privada 172.17.115.3, que te asignó el proveedor de internet, y luego tu dirección IP privada se convierte NATen la dirección IP pública 91.105.108.10 , y solo después de eso se accede a internet (a la red global).Es decir, en este caso tus dispositivos están detrás de un doble
NAT. NATEste esquema ofrece un mayor nivel de seguridad para tus dispositivos, pero también tiene sus desventajas. Por ejemplo, la inestabilidad en el registro SIP del equipo de VoIP o la unidireccionalidad del audio en llamadas por telefonía IP.
Hablaré más detalladamente sobre el funcionamiento del mecanismo
, sus ventajas y desventajas, la asignación de puertos, los sockets y los tipos de NATen un artículo separado. NAT 4. DHCP — servidor y subredes.
4. DHCP — servidor y subredes
Para conectar un dispositivo, como una computadora, a Internet, normalmente simplemente conectas un cable (par trenzado) a la computadora y luego a un puerto libre en el enrutador, después de lo cual la computadora recibe automáticamente la dirección IP y se conecta a Internet.
Lo mismo ocurre con Wi-Fi; por ejemplo, desde un teléfono inteligente o una laptop, te conectas a la red deseada, introduces la contraseña y el dispositivo recibe la dirección IP, y así tienes acceso a Internet.
A ¿qué permite que el dispositivo obtenga la dirección IP local automáticamente?
Esta función la cumple Servidor DHCP.
Cada enrutador está equipado con un servidor DHCP. Las direcciones IP que se obtienen automáticamente son direcciones IP dinámicas.
¿Por qué dinámicas?
Porque, con cada nueva conexión o reinicio del enrutador, Servidor DHCP también se reinicia y puede asignar diferentes direcciones IP a los dispositivos.
Es decir, por ejemplo, ahora tu computadora tiene la dirección IP 192.168.1.10, después del reinicio del enrutador la dirección IP de la computadora puede cambiar a 192.168.1.35
Para que la dirección IP no cambie, se puede asignar estáticamente. Esto se puede hacer tanto en la computadora a través de la configuración de red, como en el propio enrutador.
Y además, Servidor DHCP en el enrutador se puede desactivar y asignar direcciones IP manualmente.
Se pueden configurar varios servidores DHCP en un solo enrutador. Así, la red local se dividirá en subredes.
Por ejemplo, conectaremos las computadoras a la subred cero en el rango 192.168.0.2-192.168.0.255, las impresoras a la primera subred en el rango 192.168.1.2-192.168.1.255, y el Wi-Fi lo distribuiremos en la quinta subred con el rango 192.168.5.2-192.168.5.255 (ver esquema a continuación)
Generalmente, no es necesario dividir en subredes. Esto se hace cuando hay un gran número de dispositivos conectados a la red en la empresa y al configurar la seguridad de la red.
Pero este esquema se encuentra bastante a menudo en las empresas.
Por lo tanto, es muy importante conocer un detalle crucial.
¡Atención!
Si necesitas acceder a la interfaz web, por ejemplo, de una impresora o un teléfono IP desde un PC y este PC se encuentra en otra subred, no podrás conectarte.
Para entenderlo, analicemos un ejemplo:
Supongamos que trabajas en PC1 con la dirección IP local 10.10.5.2 y deseas acceder a la interfaz web del teléfono IP con la dirección IP local 192.168.1.3, no podrás conectarte. Esto se debe a que los dispositivos están en diferentes subredes. Al teléfono IP, que se encuentra en la subred 192.168.1.X, se puede acceder solo desde PC3 (192.168.1.5).
Lo mismo ocurre con la MFP (172.17.17.12) , solo podrás conectarte desde PC4 (172.17.17.10).
Por lo tanto, cuando te conectas de forma remota al usuario en su PC para acceder a la interfaz web del teléfono IP, primero debes verificar sus direcciones IP locales para asegurarte de que ambos dispositivos están conectados a la misma subred.
5. Dispositivos de enrutamiento de red (enrutador, conmutador, switch, hub)
Es curioso, pero hay un hecho de que los novatos en IT (a veces incluso administradores de sistemas ya establecidos) no conocen o confunden términos como enrutador, conmutador, switch, puerta de enlace de red y hub.
Creo que la razón de esta confusión se debe a que se han creado sinónimos y jerga en los nombres del equipo de red, lo que ahora confunde a muchos ingenieros principiantes.
Vamos a analizarlo.
a) Router, enrutador y puerta de enlace de red
Todos saben qué es un router. Es el dispositivo que proporciona internet en una habitación, conectado al proveedor de internet.
evalúa la importancia de cada atributo del modelo con dos números: El enrutador y la puerta de enlace de red son el mismo dispositivo que el router..
Este equipo es el dispositivo principal en la organización de una red. En el entorno ingenieril, el nombre más utilizado es “un enrutador”.
Por cierto, un enrutador no solo puede ser un set-top box, sino también la unidad del sistema de una computadora, si se le instala otra tarjeta de red y se le configura, por ejemplo, RouterOS Mikrotik. Luego se puede dividir la red entre múltiples dispositivos mediante un switch.
b) ¿Qué es un Switch y en qué se diferencia de un Conmutador y un Hub?
Switch y Conmutador también son sinónimos,. Y aquí está hub, es un dispositivo algo diferente. De él hablaremos en el siguiente punto (v).
El Conmutador (switch) sirve para ramificar una red local. Como un triple o un filtro de red, donde conectamos nuestros dispositivos para alimentarlos eléctricamente desde una sola toma.
Un conmutador no sabe enrutar la red como un router.No proporcionará una dirección IP a tu dispositivo y sin la ayuda de un enrutador no podrá llevarte a internet.
Un enrutador estándar generalmente tiene 4-5 puertos para conectar dispositivos. Por lo tanto, si tus dispositivos están conectados con cables y son más numerosos que los puertos del router, necesitarás un switch. Puedes conectar un switch de 24 puertos a un puerto del router y organizar sin problemas una red local para 24 dispositivos.
Y si tienes otro router a la mano, puedes habilitar el modo de conmutador en su interfaz web y usarlo también como switch.
c) Hub
Hub realiza las mismas funciones que un switch. Sin embargo, su tecnología de distribución es bastante rudimentaria y ya está obsoleta.
Hub distribuye los paquetes provenientes del router a todos los dispositivos conectados sin discriminación, y los dispositivos deben decidir por sí mismos si ese paquete les corresponde o no.
A el switch tiene una tabla MAC y por lo tanto distribuye los paquetes entrantes a un dispositivo específico que solicitó ese paquete. Por lo tanto, la transferencia de datos con el switch es más rápida y eficiente..
En la actualidad, rara vez se encuentra el uso de hub, pero aun así aparecen, es necesario estar preparado para esto y siempre recomendar al usuario reemplazar el hub por un switch.
6. Comandos básicos para analizar la red
a) Comando Ping
Para entender si una dirección IP o el propio dispositivo están activos, se puede "pinguear".
Para ello, en la línea de comandos escribimos el comando ping "dirección-ip”.
Aquí "pongueamos" el servidor DNS de Google y, como vemos, el servidor está activo (hay respuesta a los pings y es igual a 83 ms).
Si el destinatario no está disponible o la dirección IP no existe, veremos esta imagen:
Es decir, no obtenemos respuesta a los pings.
Pero Ping es mucho más útil usar con las opciones:
-t -"pinguear" continuamente (para detener, presione la combinación Ctrl+C)
-a -mostrar el nombre del nodo "pingueado" (sitio/dispositivo/servidor)
Por lo tanto, la opción "-a" nos mostró que el nombre del nodo pingueado es "dns.google".
Y gracias a la opción "-t", el ping estaba en curso sin interrupciones, lo detuve presionando Ctrl+C.
Con un ping continuo, se puede ver cómo se comporta el nodo pingueado y qué tal es la calidad de la conexión a internet.
Como se puede ver en la captura de pantalla, de vez en cuando hay retrasos en la recepción de paquetes de hasta 418 ms, lo cual es un valor bastante crítico, ya que un salto de 83 ms a 418 ms afectaría a la videoconferencia con retraso/congelación de la imagen o en la telefonía IP con degradación en la calidad del sonido.
En mi caso, probablemente está fallando mi internet doméstico.
Pero para determinar más detalladamente la causa, se necesita ejecutar un volcado. Y eso es tema para todo un artículo.
¡Atención! A veces, en los routers se desactiva el envío de ICMP paquetes (alguien lo desactiva intencionalmente, y en otros casos no está habilitado por defecto), en tal caso, ese nodo no responderá a los "pings", aunque esté activo y funcionando normalmente en la red.
Otra posibilidad del "ping" es aver qué dirección IP se oculta detrás del dominio del sitio web. Específicamente, en qué servidor está alojado el sitio.
Para esto, simplemente sustituimos la dirección IP por el sitio:
Como pueden ver, la dirección IP de Habr es 178.248.237.68
b) Trazado
A veces es muy importante ver por qué camino va el paquete hasta un dispositivo específico.
Puede que haya algún fallo y el paquete no llegue a su destino. Así que la utilidad de trazado ayuda a determinar en qué etapa se queda atascado el paquete.
En el sistema operativo Windows, esta utilidad se llama con el comando “tracert” dirección IP o dominio:
Aquí hemos visto a través de qué nodos pasa nuestra solicitud, antes de llegar al servidor ya.ru
En . Cada máquina virtual tiene hardware virtual privado: tarjeta de red, disco, adaptador gráfico, etc. esta utilidad se invoca con el comando traceroute.
La utilidad de trazado también está presente en algunos dispositivos, enrutadores o puertas de enlace VoIP.
c) Utilidad whois
Esta utilidad permite conocer toda la información sobre la dirección IP o el registrador del dominio.
Por ejemplo, verifiquemos la dirección IP 145.255.1.71. Para esto, introduzco en la terminal el comando whois 145.255.1.71
Obtenemos información sobre el proveedor de la dirección IP, el país, la ciudad, la dirección, el rango, etc.
Yo solo la uso en Linux. La utilidad se descarga e instala fácilmente desde el repositorio estándar del sistema operativo.
Pero también he leído que hay una solución similar en Windows.
7. Protocolos de transporte TCP y UDP
Todas las transferencias de solicitudes y la recepción de respuestas entre dispositivos en la red se realizan mediante protocolos de transporte TCP y UDP.
El protocolo TCP garantiza la entrega de la solicitud y la integridad de su transferencia. Verifica de antemano la disponibilidad del nodo antes de enviar el paquete. Y si en el camino se compromete la integridad del paquete, entonces TCP completará los componentes faltantes.
En resumen, es un protocolo que hará todo lo posible para que su solicitud llegue correctamente al destinatario.
Así que TCP el protocolo de transporte más común. Se utiliza cuando el usuario navega por Internet, visita sitios, servicios, redes sociales, etc.
UDP el protocolo no tiene la misma garantía de entrega de datos que TCP. No verifica la disponibilidad del nodo final antes de enviar y no reenvía el paquete en caso de degradación. Si algún paquete o varios paquetes se pierden en el camino, el mensaje llegará al destinatario de forma incompleta.
¿Entonces para qué se necesita UDP?
La cuestión es que este protocolo de transporte tiene una enorme ventaja sobre TCP en la velocidad de transmisión de datos. Por lo tanto, UDP se utiliza ampliamente para la transmisión de paquetes de voz y video en tiempo real. En particular, en la IP telefonía y las videoconferencias.
Por ejemplo, cualquier llamada a través de WhatsApp o Viber utiliza el protocolo de transporte UDP. Lo mismo ocurre con las videollamadas, por ejemplo, a través de Skype o los mismos mensajeros WhatsApp y Viber.
Es precisamente porque UDP no garantiza la transmisión absoluta de datos y la integridad del paquete transmitido que a menudo surgen problemas durante las llamadas por internet.
Esto incluye interrupciones en la voz, retrasos, ecos o voces robotizadas.
Este problema surge debido a un canal de internet congestionado, NAT doble o canal de radio.
Sería ideal, por supuesto, utilizar TCP, pero lamentablemente, para la transmisión de voz se requiere una transmisión instantánea de paquetes completos, y para esta tarea, UDP.
Para evitar problemas al utilizar UDP el protocolo, simplemente es necesario organizar un canal de internet de calidad. También ajustar el enrutador para reservar un ancho de banda para UDP, para que la carga de otros dispositivos que utilizan TCP no interfiera con el funcionamiento del protocolo de transporte. UDP.
Eso es todo.
No quise sobrecargar el artículo ni copiar aquí definiciones científicas de todos los términos utilizados; quienes necesiten eso, simplemente búsquenlo en Google.
He tratado de reunir los 7 aspectos más importantes, según mi opinión, cuyo conocimiento ayudará al joven "ITista" a superar las primeras etapas de las entrevistas para puestos en el ámbito de IT o al menos a demostrar al empleador que realmente sabe más que un usuario promedio.
Estudien, tomen notas. Espero que el artículo sea útil para muchos.
Fuente: habr.com
