🥇Réseaux pour le spécialiste IT débutant. Base indispensable

Environ 80 % d'entre nous qui sortons de l'université avec une spécialité en informatique ne deviennent finalement pas programmeurs. Beaucoup se retrouvent dans le support technique, comme administrateurs systèmes, techniciens en matériel informatique, consultants-vendeurs de matériel numérique, ou managers dans le secteur IT, et ainsi de suite.

Cet article est spécialement destiné à ces 80 % qui viennent juste de terminer l'université avec une spécialité en informatique et qui commencent déjà à surveiller les offres d'emploi, par exemple pour un poste d'administrateur système ou d'assistant, ou encore d'ingénieur itinérant dans une entreprise de sous-traitance, ou dans le support technique de premier/deuxième niveau.

Ainsi que pour l'auto-apprentissage ou la formation de nouveaux employés.

Au cours de ma carrière dans le domaine de l'informatique, j'ai été confronté à un problème : les universités ne fournissent pas les bases essentielles en matière de réseaux. Je l'ai d'abord constaté moi-même, lorsque, après avoir terminé l'université, je me suis rendu à des entretiens d'embauche en 2016 et n'ai pas pu répondre à des questions simples (qui me semblent maintenant simples). À l'époque, je pensais que c'était moi qui n'avais pas étudié à l'université. Mais il s'est avéré que c'était un problème de programme éducatif. Aujourd'hui encore, je fais face à ce manque de connaissances lorsque je forme de nouveaux employés.

Alors, j'ai dû lire de nombreux articles sur Internet avant de comprendre les concepts de base, et maintenant, lorsque je donne aux jeunes spécialistes des sujets à étudier, ils ont du mal à trouver et à assimiler ce qu'il leur faut. Cela arrive parce qu'il existe une multitude d'articles sur Internet, souvent désorganisés par sujet, ou écrits dans un langage trop complexe. De plus, la plupart des informations au début de leurs articles ne contiennent que des définitions scientifiques, suivies directement de technologies d'utilisation compliquées. Au final, cela laisse un tas de choses incompréhensibles pour les débutants.

C'est pourquoi j'ai décidé de rassembler les sujets principaux dans un seul article et de les expliquer aussi simplement que possible, « à la portée de tous ».

Je préviens tout de suite qu'aucune information approfondie ne sera fournie dans cet article, uniquement les bases essentielles et les informations les plus importantes.

Les sujets abordés :

Réseaux globaux et locaux
Adresses IP blanches et grises
NAT
Serveur DHCP et sous-réseaux
Appareils de routage de réseau (routeur, commutateur, switch, hub)
Commandes principales d'analyse réseau
Protocoles de transport UDP et TCP

1. Réseaux globaux et locaux

Tout le réseau Internet est divisé en réseau global (WAN) et réseau local (LAN).

Tous les appareils utilisateurs dans un appartement, un bureau ou même un bâtiment (ordinateurs, smartphones, imprimantes/MFP, téléviseurs, etc.) sont connectés à un routeur, qui les réunit en un un réseau local.

Les participants d'un réseau local peuvent échanger des données entre leurs appareils sans se connecter à un fournisseur d'accès Internet. Pour accéder au réseau (par exemple, pour rechercher sur Yandex ou Google, accéder à VK, Instagram, YouTube ou AmoCRM), un accès à un réseau global.

L'accès au réseau global est fourni par le fournisseur d'accès à Internet, pour lequel nous payons un forfait. Le fournisseur définit le niveau de vitesse sur ses routeurs pour chaque connexion en fonction du tarif. Le fournisseur nous fournit une paire torsadée ou de la fibre jusqu'à notre routeur (notre réseau local), et après cela, n'importe quel appareil de notre réseau local peut accéder à réseau global.

Pour l'analogie, les réseaux peuvent être comparés aux routes.
Par exemple, les routes de votre ville N sont un réseau local. Ces routes vous connectent aux magasins, institutions, parcs et autres lieux de votre ville.
Pour rejoindre une autre ville N, vous devez sortir sur la route fédérale et parcourir une certaine distance. Cela signifie accéder à réseau global.

Pour une meilleure illustration de ce qu'est un réseau global et un réseau local j'ai dessiné un schéma.

2. Adresses IP blanches et grises

Chaque appareil sur le réseau a sa propre adresse IP unique. Elle est nécessaire pour que les appareils du réseau comprennent où envoyer la demande et la réponse.
C'est comme si nos maisons et appartements avaient leur propre adresse précise (code postal, ville, rue, numéro de maison, numéro d'appartement).

Dans votre réseau local (appartement, bureau ou bâtiment), il y a une plage d'adresses uniques. Je pense que beaucoup ont remarqué que l'adresse IP d'un ordinateur, par exemple, commence par les chiffres 192.168.X.X

Eh bien, c'est l'adresse locale de votre appareil.

Il existe plages d'adresses locales autorisées:

Je pense qu'il est clair à partir du tableau présenté pourquoi la plage la plus courante est 192.168.X.X

Pour connaître, par exemple, l'adresse IP de votre ordinateur (sous Windows), tapez dans le terminal la commande ipconfig

Comme vous pouvez le voir, l'adresse IP de mon ordinateur dans mon réseau local à domicile 192.168.88.251

Pour accéder aux réseaux mondiaux, votre adresse IP locale est remplacée par le routeur par une adresse IP globale, qui vous a été attribuée par votre fournisseur. Les adresses IP globales ne rentrent pas dans les plages du tableau ci-dessus.

Alors Les adresses IP locales sont des adresses IP grises, tandis que les adresses globales sont des adresses blanches..

Pour mieux comprendre, regardez le schéma ci-dessous. J'ai étiqueté chaque appareil avec son adresse IP.

Sur le schéma, on voit que le fournisseur nous connecte aux réseaux mondiaux (à Internet) avec l'adresse IP blanche 91.132.25.108.

Pour notre routeur, le fournisseur a attribué une adresse IP grise 172.17.135.11.
Et dans notre réseau local, tous les appareils ont également des adresses IP grises 192.168.X.X.

Vous pouvez savoir sous quelle adresse IP vous accédez au réseau global sur le site 2ip.ru

Mais de tout cela, il faut retenir un facteur très important !
Actuellement, le problème du manque d'adresses IP blanches est aigu, car le nombre d'appareils connectés a depuis longtemps dépassé le nombre d'adresses IP disponibles. Pour cette raison, les fournisseurs d'accès Internet attribuent aux utilisateurs des adresses IP grises (dans le cadre du réseau local du fournisseur, par exemple dans plusieurs immeubles d'habitation) et les connectent au réseau global sous une seule adresse IP blanche..

Pour savoir si votre fournisseur vous attribue une adresse IP grise ou blanche, vous pouvez accéder à votre routeur et vérifier quelle adresse IP votre routeur reçoit du fournisseur.

Ou vous pouvez accéder, par exemple, au site mobilon.ru et tout en bas (dans le pied de page du site), vous verrez l'adresse IP de votre routeur.

Par exemple, je suis connecté à Internet depuis chez moi :

Comme vous pouvez le voir, j'ai en réalité une adresse IP grise 172.17.132.2 (voir la plage des adresses locales). Pour se connecter à une adresse IP blanche, les fournisseurs proposent généralement un service supplémentaire avec un abonnement.

En réalité, pour Internet domestique, ce n'est pas vraiment critique. En revanche, pour les bureaux des entreprises, il est recommandé d'acheter auprès du fournisseur une adresse IP blanche, car l'utilisation d'une adresse IP grise entraîne des problèmes avec le fonctionnement de la téléphonie IP, et il n'est pas possible de configurer une connexion distante par VPN. Autrement dit, une adresse IP grise ne vous permettra pas de mettre en ligne votre serveur configuré ni de configurer une connexion à distance à partir d'un autre réseau.

3. NAT

Dans la section précédente, j'ai mentionné que "Actuellement, le problème de la pénurie d'adresses IP publiques s'est intensifié.C'est pourquoi le schéma de connexion généralement utilisé par les fournisseurs d'accès à Internet consiste maintenant à connecter de nombreux clients avec des adresses IP privées, puis à les relier à Internet sous une seule adresse IP publique.

Mais cela n'a pas toujours été le cas, à l'origine, tout le monde recevait des adresses IP publiques, et rapidement, pour éviter le problème de la pénurie d'adresses IP publiques, le mécanisme a été créé. NAT (Network Address Translation) — un mécanisme de transformation des adresses IP..

NAT Il fonctionne sur tous les routeurs et nous permet de nous connecter à Internet depuis un réseau local.

Pour mieux comprendre, examinons deux exemples :

1. Premier cas : vous avez acheté l'adresse IP publique 91.105.8.10 et plusieurs dispositifs sont connectés sur le réseau local.

Chaque appareil local a sa propre adresse IP privée. Cependant, l'accès à Internet n'est possible que via l'adresse IP publique.

Ainsi, lorsque, par exemple, le PC1 avec l'adresse IP 192.168.1.3 a voulu accéder au moteur de recherche Yandex, le routeur, en envoyant la requête du PC1 vers le réseau mondial, active le mécanisme. NAT, qui Il convertit l'adresse IP du PC1 en l'adresse IP publique 91.105.8.10.

Il en va de même dans l'autre sens, lorsque le routeur reçoit la réponse du serveur Yandex, il utilise le mécanisme NAT pour diriger cette réponse vers l'adresse IP 192.168.1.3, à partir de laquelle le PC1 est connecté.

2. Deuxième cas : vous avez également plusieurs dispositifs connectés sur le réseau local, mais vous n'avez pas acheté d'adresse IP publique auprès de votre fournisseur d'accès à Internet.

Dans ce cas, l'adresse locale du PC1 (192.168.1.3) est d'abord convertie NATen adresse IP privée par votre routeur et devient l'adresse IP privée 172.17.115.3, qui vous a été fournie par le fournisseur d'accès, puis votre adresse IP privée est convertie NATpar le routeur du fournisseur en l'adresse IP publique 91.105.108.10, et ce n'est qu'après que l'accès à Internet (réseau mondial) est effectué.

Autrement dit, dans ce cas, vos dispositifs se trouvent derrière une double NATNAT.

Ce schéma présente un niveau de sécurité plus élevé pour vos dispositifs, mais il comporte également plusieurs inconvénients. Par exemple, une inscription SIP instable pour les équipements VoIP ou une audiométrie unidirectionnelle lors des appels VoIP.

Je vais écrire un article séparé sur le fonctionnement du mécanisme, NATses avantages et inconvénients, l'attribution de ports, les sockets et les types NAT .

4. DHCP — serveur et sous-réseaux.

Pour connecter un appareil, par exemple un ordinateur, à Internet, vous branchez généralement un câble (câble Ethernet) à l'ordinateur et ensuite à un port libre sur le routeur, après quoi l'ordinateur obtient automatiquement une adresse IP et se connecte à Internet.

Il en va de même pour le Wi-Fi, par exemple avec un smartphone ou un ordinateur portable, vous vous connectez au réseau de votre choix, entrez le mot de passe, l'appareil obtient une adresse IP et vous avez accès à Internet.

Un qu'est-ce qui permet à un appareil d'obtenir automatiquement une adresse IP locale ?
Cette fonction est assurée par Serveur DHCP.

Chaque routeur est équipé d'un serveur DHCP. Les adresses IP obtenues automatiquement sont des adresses IP dynamiques.

Pourquoi dynamiques ?

Parce qu'à chaque nouvelle connexion ou redémarrage du routeur, Serveur DHCP il se redémarre également et peut attribuer différentes adresses IP aux appareils.

Cela signifie que, par exemple, actuellement, votre ordinateur a l'adresse IP 192.168.1.10, après le redémarrage du routeur, l'adresse IP de l'ordinateur peut devenir 192.168.1.35

Pour que l'adresse IP ne change pas, il est possible de définir statiquement. Cela peut être fait à la fois sur l'ordinateur dans les paramètres réseau et directement sur le routeur.

De plus, Serveur DHCP vous pouvez également désactiver le DHCP sur le routeur et attribuer les adresses IP manuellement.

Il est possible de configurer plusieurs serveurs DHCP sur un même routeur. Dans ce cas, le réseau local sera divisé en sous-réseaux.

Par exemple, nous connecterons les ordinateurs au sous-réseau zéro dans la plage 192.168.0.2–192.168.0.255, les imprimantes au premier sous-réseau dans la plage 192.168.1.2–192.168.1.255, et nous distribuerons le Wi-Fi sur le cinquième sous-réseau avec la plage 192.168.5.2–192.168.5.255 (voir schéma ci-dessous)

En général, il n'est pas nécessaire de segmenter par sous-réseaux. Cela se fait lorsque de nombreux appareils sont connectés au réseau et lors de la configuration de la sécurité réseau.

Mais un tel schéma est assez fréquent dans les entreprises.
Il est donc essentiel de connaître un point très important.

Attention !
Si vous devez accéder à l'interface web, par exemple d'une imprimante ou d'un téléphone IP, depuis un PC qui se trouve dans un autre sous-réseau, la connexion ne sera pas possible.

Pour mieux comprendre, examinons un exemple :

Supposons que vous travaillez sur PC1 avec l'adresse IP locale 10.10.5.2 et que vous souhaitez accéder à l'interface web du téléphone IP avec l'adresse IP locale 192.168.1.3, la connexion ne sera pas possible. Les appareils étant dans des sous-réseaux différents. On peut se connecter au téléphone IP, situé dans le sous-réseau 192.168.1.X, seulement depuis PC3 (192.168.1.5).

Il en va de même pour le MFP (172.17.17.12) vous pourrez vous connecter uniquement depuis PC4 (172.17.17.10).

Ainsi, lorsque vous vous connectez à distance à un utilisateur sur un PC pour accéder à l'interface web d'un téléphone IP, assurez-vous d'abord de vérifier leurs adresses IP locales pour vous assurer que les deux appareils sont connectés au même sous-réseau.

5. Dispositifs de routage réseau (routeur, switch, commutateur, hub)

Étrangement, il existe un fait selon lequel les débutants en informatique (et parfois même les administrateurs systèmes en activité) ne connaissent pas ou confondent des concepts tels que routeur, switch, commutateur, passerelle réseau et hub.

Je pense que cette confusion est due au fait qu'il existe des synonymes et des jargons dans les noms des équipements réseau, ce qui trompe de nombreux ingénieurs débutants.

Voyons cela de plus près.

a) Routeur, routeur et passerelle réseau

Tout le monde sait ce qu'est un routeur. C'est le dispositif qui diffuse Internet dans le bâtiment, connecté par le fournisseur d'accès Internet.

Alors Le routeur est ce qu’on appelle un routeur et une passerelle réseau.

Cet équipement est le dispositif principal dans l'organisation d'un réseau. Dans le milieu technique, le terme le plus utilisé est “routeur”.

D'ailleurs, un routeur peut aussi être un boîtier, mais aussi une unité centrale de l'ordinateur si vous y installez une carte réseau supplémentaire et que vous y chargez, par exemple, RouterOS Mikrotik. Ensuite, vous pouvez gérer le réseau vers de nombreux appareils à l'aide d'un switch.

b) Qu'est-ce qu'un Switch et en quoi est-il différent d'un Commutateur et d'un Hub

Switch et Commutateur sont aussi des synonymes. Cependant, le hub est un appareil légèrement différent. Nous en parlerons dans le point suivant (v).

Le commutateur (switch) sert à distribuer le réseau local. Comme une prise multiple ou un filtre réseau, où nous connectons nos appareils pour les alimenter électriquement à partir d'une seule prise.

Le commutateur ne sait pas router le réseau comme le routeur. Il ne fournira pas d'adresse IP à votre appareil et ne pourra pas vous permettre d'accéder à Internet sans l'aide d'un routeur.

Un routeur standard dispose généralement de 4 à 5 ports pour connecter des appareils. Ainsi, si vos appareils sont connectés par des fils et qu'il y en a plus que de ports sur le routeur, vous aurez besoin d'un switch. Vous pouvez connecter un switch de 24 ports à un port du routeur et organiser paisiblement un réseau local pour 24 appareils.

Et si vous avez un autre routeur qui traîne, vous pouvez activer le mode commutateur dans son interface web et l'utiliser comme un switch.

b) Hub

Hub remplit les mêmes fonctions qu'un commutateur. Mais sa technologie de distribution est très rudimentaire et déjà obsolète.

Hub il distribue les paquets entrant du routeur à tous les appareils connectés sans discernement, et les appareils doivent ensuite déterminer si c'est ce paquet qu'ils attendent ou non.

Un un commutateur dispose d'une table MAC et donc distribue les paquets entrants à un appareil spécifique qui a demandé ce paquet. Par conséquent, le transfert de données par un commutateur est plus rapide et efficace.

Actuellement, l'utilisation d'un hub, bien qu'elle soit devenue rare, existe encore, il est donc nécessaire d'être préparé et de recommander aux utilisateurs de remplacer le hub par un switch.

6. Commandes principales pour analyser le réseau

a) Commande Ping

Pour vérifier si une adresse IP ou un appareil est actif, vous pouvez le "pinguer".
Pour cela, dans l'invite de commande, tapez la commande ping "adresse-ip”.

Ici, nous avons "pingé" le serveur DNS de Google et, comme vous pouvez le voir, le serveur est actif (réponse aux pings présente et égale à 83 ms).

Si le destinataire est inaccessible ou si cette adresse IP n'existe pas, nous verrons une telle image :

C'est-à-dire que nous ne recevons pas de réponse aux pings.

Mais Ping il est beaucoup plus utile d'utiliser avec des clés :
-t -"pinguer" de manière continue (pour arrêter, appuyez sur la combinaison Ctrl+C)
-a -afficher le nom de l'hôte "pingé" (site/appareil/serveur)

Ainsi, la clé "-a" nous a montré que le nom de l'hôte pingé était "dns.google".
Et grâce à la clé "-t", le ping s'est déroulé sans interruption, je l'ai arrêté en appuyant sur Ctrl+C.

Lors d'un ping continu, vous pouvez voir si le nœud pingé se comporte correctement et avoir une idée de la qualité du canal Internet.

Comme on le voit sur la capture d'écran, il y a périodiquement des délais de réception des paquets allant jusqu'à 418 ms, ce qui est un chiffre assez critique, car le saut de 83 ms à 418 ms se traduirait par un ralentissement / gel de l'image en visioconférence ou une dégradation de la qualité de la voix en VoIP.

Dans mon cas, c'est probablement mon Internet domestique qui est en difficulté.
Mais pour établir plus en détail la cause, il faut lancer un dump. Et c'est un sujet pour un article entier.

Attention ! Parfois, l'envoi est désactivé sur les routeurs ICMP des paquets (quelqu'un les désactive intentionnellement, ou bien ils ne sont pas activés par défaut), dans ce cas, le nœud ne répondra pas aux "pings", bien qu'il soit actif et fonctionne normalement sur le réseau.

Une autre possibilité de "ping" est de découvrir quel adresse IP se cache derrière un domaine de site. À savoir, sur quel serveur est hébergé le site.

Pour cela, il suffit d'écrire le site au lieu de l'adresse IP :

Comme vous pouvez le voir, l'adresse IP de Habra est 178.248.237.68

b) Tracé

Parfois, il est très important de voir quel chemin prend le paquet jusqu'à un appareil donné.
Il se peut qu'il y ait une rupture quelque part et que le paquet n'atteigne pas le destinataire. Et donc l'outil de traçage aide à déterminer à quelle étape ce paquet se bloque.

Sur le système d'exploitation Windows, cet outil est appelé avec la commande "tracert" adresse IP ou domaine :

Ici, nous avons vu par quels nœuds notre requête passe avant d'atteindre le serveur ya.ru

Sur OS Linux cet outil est appelé avec la commande traceroute.

L'outil de traçage est également possédé par certains appareils, routeurs ou passerelles VoIP.

c) Outil whois

Cet outil permet de découvrir toutes les informations sur l'adresse IP ou sur le registraire du domaine.

Par exemple, vérifions l'adresse IP 145.255.1.71. Pour cela, j'introduis dans le terminal la commande whois 145.255.1.71

Nous avons obtenu des informations sur le fournisseur de l'adresse IP, le pays, la ville, l'adresse, la plage, etc.

Je l'utilise uniquement sur Linux. L'outil se télécharge et s'installe facilement depuis le dépôt standard du système d'exploitation.

Mais j'ai aussi lu qu'il existe une solution similaire pour Windows.

7. Protocoles de transport TCP et UDP

Tous les échanges de requêtes et les réceptions de réponses entre les appareils sur le réseau sont réalisés via des protocoles de transport TCP et UDP.

Le protocole TCP garantit la livraison de la requête et l'intégrité de sa transmission. Il vérifie à l'avance la disponibilité du nœud avant d'envoyer le paquet. Et si, en chemin, l'intégrité du paquet est compromise, alors TCP il complétera les éléments manquants.

En somme, c'est un protocole qui fera tout pour que votre requête parvienne correctement au destinataire.

C'est pourquoi TCP le protocole de transport le plus répandu. Il est utilisé lorsque l'utilisateur surfe sur Internet, parcourt des sites, services, réseaux sociaux, etc.

UDP le protocole n'a pas une transmission de données garantie, comme TCPIl ne vérifie pas la disponibilité du nœud final avant l'envoi et ne compense pas le paquet en cas de dégradation. Si un ou plusieurs paquets sont perdus en cours de route, le message parvient au destinataire de manière incomplète.

Alors, à quoi sert UDP ?

Le fait est que ce protocole de transport présente un immense avantage en TCP rapidité de transmission des données. C'est pourquoi UDP est largement utilisé pour l'envoi de paquets audio et vidéo en temps réel. À savoir, dans la voix sur IP et les appels vidéo.
Par exemple, tout appel via WhatsApp ou Viber utilise le protocole de transport UDP. Il en va de même pour les appels vidéo, par exemple, via Skype ou les mêmes messagers WhatsApp et Viber.

C'est justement parce qu'UDP ne garantit pas la transmission absolue des données et l'intégrité du paquet transmis que des problèmes surviennent souvent lors des appels via Internet.
Cela se traduit par des coupures de voix, des retards, des échos ou une voix robotique.

Ce problème survient en raison d'une bande passante Internet saturée, d'un double NAT ou d'une connexion radio.

Il serait bien sûr préférable d'utiliser TCP, mais hélas, pour la transmission de la voix, il faut une transmission instantanée de paquets intacts, et pour cela, UDP.

est idéalement adapté. UDP Pour éviter les problèmes lors de l'utilisation de UDPce protocole, il suffit d'organiser un bon canal Internet. Il faut également configurer sur le routeur une bande passante dédiée pour TCP , afin que la charge d'autres appareils utilisant UDP.

C'est tout.

ne nuise pas au fonctionnement du protocole de transport.

Je n'ai pas voulu alourdir l'article avec des définitions scientifiques de tous les termes utilisés, ceux qui en ont besoin peuvent simplement chercher sur Google.

J'ai essayé de rassembler les 7 points les plus importants, à mon avis, dont la connaissance aidera le jeune "informaticien" à passer les premières étapes des entretiens pour des postes en technologie ou au moins à montrer à l'employeur que vous savez clairement plus qu'un utilisateur ordinaire.

Source : habr.com

Réseaux pour le débutant en IT. Base indispensable