Réseaux pour un informaticien débutant. Assiette obligatoire

Environ 80 % d’entre nous qui obtenons un diplôme universitaire avec une spécialité informatique ne finissent pas par devenir programmeur. De nombreuses personnes obtiennent des emplois de support technique, d'administrateur système, d'ajusteur d'appareils informatiques, de consultants-vendeurs d'équipements numériques, de gestionnaires dans le domaine informatique, etc.

Cet article s'adresse uniquement aux 80 % qui viennent de terminer leurs études universitaires dans une spécialité informatique et qui ont déjà commencé à surveiller les offres d'emploi, par exemple pour le poste d'administrateur système ou de son assistant, ou d'ingénieur de terrain pour une entreprise d'externalisation, ou pour support technique de la 1ère /2ème ligne.

Et aussi pour l'auto-apprentissage ou pour la formation de nouveaux employés.

Au cours de ma carrière dans le domaine informatique, j'ai rencontré un problème : les universités ne fournissent pas les connaissances les plus élémentaires sur les réseaux. J'ai moi-même rencontré cela pour la première fois lorsque, après avoir obtenu mon diplôme universitaire, je me suis présenté à des entretiens en 2016 et je n'ai pas pu répondre à des questions simples (comme il me semble maintenant). Ensuite, bien sûr, il m’a semblé que j’avais fait une erreur et que je n’avais pas terminé mes études à l’université. Mais il s’est avéré que le problème résidait dans le programme éducatif. Depuis, je suis également confronté à ce manque de connaissances lors de la formation des nouveaux employés.

Et qu'alors, j'ai dû étudier de nombreux articles sur Internet avant de comprendre les points de base, et que maintenant, lorsqu'on demande aux jeunes spécialistes des sujets à étudier, ils ont du mal à trouver et à assimiler ce dont ils ont besoin. Cela est dû au fait qu'il existe un grand nombre d'articles sur Internet et qu'ils sont tous dispersés par sujet ou rédigés dans un langage trop complexe. De plus, la plupart des informations au début de leurs articles contiennent principalement uniquement des définitions scientifiques, puis des technologies d'utilisation immédiatement complexes. Le résultat est beaucoup de choses qui sont encore totalement incompréhensibles pour un débutant.

C'est pourquoi j'ai décidé de rassembler les sujets principaux dans un seul article et de les expliquer le plus simplement possible « sur les doigts ».

Je vous préviens tout de suite qu'il n'y aura pas d'informations détaillées dans l'article, seulement les bases et les plus basiques.

Sujets couverts:

1. Réseaux mondiaux et locaux
2. Adresses IP blanches et grises
3. NAT
4. Serveur DHCP et sous-réseaux
5. Périphériques de routage réseau (routeur, switch, switch, hub)
6. Commandes d'analyse de réseau de base
7. Protocoles de transport UDP et TCP

1. Réseaux mondiaux et locaux

L'ensemble du réseau Internet est divisé en mondial (WAN) и local (LAN).

Tous les appareils des utilisateurs au sein d'un appartement, d'un bureau ou même d'un immeuble (ordinateurs, smartphones, imprimantes/MFP, téléviseurs, etc.) sont connectés à un routeur qui les réunit en réseau local.

Les participants au même réseau local peuvent échanger des données entre leurs appareils sans se connecter à un fournisseur Internet. Mais pour aller en ligne (par exemple, allez sur le moteur de recherche Yandex ou Google, allez sur VK, Instagram, YouTube ou AmoCRM), vous devez accéder à réseau mondial.

Sortie vers réseau mondial est fourni par le fournisseur d'accès Internet, pour lequel nous lui payons des frais d'abonnement. Le fournisseur fixe le niveau de vitesse sur ses routeurs pour chaque connexion conformément au tarif. Le fournisseur nous envoie un câble à paire torsadée ou une fibre optique à notre routeur (notre réseau local) et ensuite à tout appareil de notre réseau. réseau local peut aller à réseau mondial.

Par analogie, les réseaux peuvent être comparés aux routes.
Par exemple, les routes de votre ville N sont réseau local. Ces routes vous relient aux commerces, aux entreprises, aux parcs et à d'autres lieux de votre ville.
Pour vous rendre dans une autre ville N, vous devez emprunter la route fédérale et parcourir un certain nombre de kilomètres. Autrement dit, sortez réseau mondial.

Pour une idée plus claire de ce que c'est réseau mondial et local J'ai dessiné un dessin schématique.

2. Adresses IP blanches et grises

Chaque appareil du réseau possède son propre adresse IP unique. Il est nécessaire pour que les périphériques réseau comprennent où envoyer la demande et la réponse.
De la même manière, nos maisons et appartements ont leur adresse exacte (code postal, ville, rue, numéro de maison, numéro d'appartement).

Au sein de votre réseau local (appartement, bureau ou immeuble), il existe une série d'adresses uniques. Je pense que beaucoup de gens ont remarqué que l'adresse IP de l'ordinateur, par exemple, commence par les chiffres 192.168.X.X.

Il s'agit donc de l'adresse locale de votre appareil.

y plages autorisées de réseaux locaux:

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

Pour connaître par exemple l'adresse IP de votre ordinateur (basé sur le système d'exploitation Windows), tapez la commande dans le terminal ipconfig

Comme vous pouvez le constater, l'adresse IP de mon ordinateur se trouve sur mon réseau local domestique. 192.168.88.251

Pour accéder aux réseaux mondiaux, votre adresse IP locale est remplacé par le routeur avec global, qui vous a été remis par votre fournisseur. Les adresses IP globales ne se situent pas dans les plages répertoriées ci-dessus.

Donc les adresses IP locales sont des adresses IP grises et les adresses IP globales sont blanches.

Pour plus de compréhension, considérez le diagramme ci-dessous. J'y ai signé chaque appareil avec son adresse IP.

Le diagramme montre que le fournisseur nous libère des réseaux mondiaux (Internet) avec adresse IP blanche 91.132.25.108

Pour notre routeur, le fournisseur a émis un message gris Adresse IP 172.17.135.11
Et dans notre réseau local, tous les appareils, respectivement, ont également adresses IP grises 192.168.Х.Х

Vous pouvez découvrir sous quelle adresse IP vous accédez au réseau mondial sur le site Internet 2ip.ru

Mais de tout cela, il convient de rappeler un facteur très important !
Actuellement, le problème du manque d'adresses IP blanches s'est aggravé, car le nombre de périphériques réseau a longtemps dépassé le nombre d'adresses IP disponibles. Et pour cette raison, les fournisseurs d'accès Internet délivrent aux utilisateurs adresses IP grises (au sein du réseau local du fournisseur, par exemple dans plusieurs immeubles d'habitation) et diffusés dans le réseau mondial sous un même réseau commun. adresse IP blanche.

Pour savoir si votre fournisseur vous donne une adresse IP grise ou blanche, vous pouvez accéder à votre routeur et voir quelle adresse IP votre routeur reçoit de votre fournisseur.

Ou allez, par exemple, sur le site Internet mobilon.ru et tout en bas (en pied de page du site) vous verrez l'adresse IP de votre routeur.

Par exemple, ici, je me suis connecté depuis mon Internet domestique :

Comme vous pouvez le constater, j'ai en fait adresse IP grise 172.17.132.2 (voir plage d'adresses locales). Pour connecter une adresse IP blanche, les fournisseurs proposent généralement des services supplémentaires. service avec abonné frais.

En fait, pour l'Internet domestique, ce n'est pas du tout critique. Et ici Pour les bureaux d'entreprise, il est recommandé d'acheter une adresse IP blanche auprès du fournisseur, car l'utilisation d'une adresse IP grise entraîne des problèmes de fonctionnement de la téléphonie IP, et il ne sera pas non plus possible d'établir une connexion à distance via VPN. Autrement dit, une adresse IP grise ne vous permettra pas de connecter votre serveur configuré à Internet et ne vous permettra pas d'établir une connexion à distance avec un serveur depuis un autre réseau.

3.NAT

Dans la section précédente, j'ai noté que «Actuellement, le problème de la pénurie d'adresses IP blanches s'est aggravé" et par conséquent, un schéma de connexion courant parmi les fournisseurs Internet consiste désormais à connecter de nombreux clients avec des adresses IP grises et à les diffuser sur l'Internet mondial sous une adresse IP blanche commune.

Mais cela n'a pas toujours été le cas, au début tout le monde recevait des adresses IP blanches, et bientôt, pour éviter le problème du manque d'adresses IP blanches, c'est précisément cela qui a été inventé NAT (Network Address Translation) - un mécanisme de conversion d'adresses IP.

NAT fonctionne sur tous les routeurs et nous permet d'accéder au réseau mondial depuis le réseau local.

Pour une meilleure compréhension, regardons deux exemples :

1. Premier cas : acheté chez vous adresse IP blanche 91.105.8.10 et il y a plusieurs appareils connectés sur le réseau local.

Chaque appareil local possède sa propre adresse IP grise. Mais l’accès à Internet n’est possible qu’à partir d’une adresse IP blanche.

Par conséquent, lorsque, par exemple, PC1 avec l'adresse IP 192.168.1.3 a décidé d'accéder au moteur de recherche Yandex, le routeur, envoyant la demande de PC1 au réseau mondial, connecte le mécanisme NATQui convertit l'adresse IP du PC1 en adresse IP globale blanche 91.105.8.10

Également dans le sens opposé, lorsque le routeur reçoit une réponse du serveur Yandex, il utilise le mécanisme NAT enverra cette réponse à l'adresse IP 192.168.1.3 à laquelle PC1 est connecté.

2. Deuxième cas : Vous disposez également de plusieurs appareils connectés à votre réseau local, mais vous n’avez pas acheté d’adresse IP blanche auprès de votre fournisseur Internet.

Dans ce cas, l'adresse locale PC1(192.168.1.3) converti pour la première fois NAT'om de votre routeur et se transforme en adresse IP grise 172.17.115.3, qui vous a été fourni par votre fournisseur d'accès Internet, puis votre adresse IP grise est convertie NAT'om du routeur du fournisseur dans adresse IP blanche 91.105.108.10, et seulement après cela, il y a l'accès à Internet (réseau mondial).

Autrement dit, dans ce cas, il s'avère que vos appareils sont en double retard NAT'oh.

Ce système offre un degré de sécurité plus élevé pour vos appareils, mais présente également un certain nombre d'inconvénients majeurs. Par exemple, un enregistrement SIP instable de l'équipement VoIP ou une audibilité unidirectionnelle lors d'un appel via la téléphonie IP.

Plus de détails sur le fonctionnement du mécanisme NAT, sur ses avantages et ses inconvénients, sur l'allocation des ports, sur les sockets et sur les types NAT J'écrirai un article séparé.

4. DHCP - serveur et sous-réseaux

Pour connecter un appareil, par exemple un ordinateur, à Internet, il suffit généralement de connecter un fil (paire torsadée) à l'ordinateur puis à un port libre du routeur, après quoi l'ordinateur reçoit automatiquement une adresse IP et un accès au Internet apparaît.

Également avec le Wi-Fi, par exemple depuis un smartphone ou un ordinateur portable, vous vous connectez au réseau dont vous avez besoin, saisissez un mot de passe, l'appareil reçoit une adresse IP et vous disposez d'Internet.

А Qu'est-ce qui permet à un appareil d'obtenir automatiquement une adresse IP locale ?
Cette fonction est exécutée Serveur DHCP.

Chaque routeur est équipé Serveur DHCP. Les adresses IP obtenues automatiquement sont adresses IP dynamiques.

Pourquoi dynamique ?

Car, à chaque nouvelle connexion ou redémarrage du routeur, Serveur DHCP redémarre également et peut attribuer aux appareils des adresses IP différentes.

Autrement dit, votre ordinateur possède désormais une adresse IP. 192.168.1.10, après avoir redémarré le routeur, l'adresse IP de l'ordinateur peut devenir 192.168.1.35

Pour empêcher l'adresse IP de changer, vous pouvez la définir statiquement. Cela peut être fait à la fois sur l'ordinateur dans les paramètres réseau et sur le routeur lui-même.

Et aussi, Serveur DHCP Vous pouvez généralement le désactiver sur le routeur et définir les adresses IP manuellement.

Plusieurs paramètres peuvent être configurés Serveurs DHCP sur un routeur. Ensuite, 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 le Wi-Fi sera distribué au cinquième sous-réseau avec la gamme 192.168.5.2-192.168.5.255 (voir schéma ci-dessous)

En règle générale, il n’est pas nécessaire de différencier les sous-réseaux. Cela se fait lorsque l'entreprise dispose d'un grand nombre d'appareils connectés au réseau et lors de la mise en place de la sécurité du réseau.

Mais un tel schéma se produit assez souvent dans les entreprises.
Par conséquent, vous devez absolument connaître un point très important.

Attention!
Si vous devez accéder à l'interface Web, par exemple, d'une imprimante ou d'un téléphone IP à partir d'un PC et que votre PC se trouve sur un sous-réseau différent, vous ne pourrez pas vous connecter.

Pour comprendre, regardons un exemple :

Disons que vous travaillez pour PC1 avec adresse IP locale 10.10.5.2 et je souhaite accéder à l'interface Web téléphone IP avec adresse IP locale 192.168.1.3, vous ne pourrez alors pas vous connecter. Puisque les appareils sont sur des sous-réseaux différents. Vers les téléphones IP situés dans le sous-réseau 192.168.1.X, vous ne pouvez vous connecter qu'avec PC3 (192.168.1.5).

Aussi pour Multifonction (172.17.17.12) vous ne pouvez vous connecter qu'avec PC4 (172.17.17.10).

Par conséquent, 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 ses adresses IP locales pour vous assurer que les deux appareils sont connectés au même sous-réseau.

5. Périphériques de routage réseau (routeur, commutateur, commutateur, hub)

Cela n'est peut-être pas étrange, mais il est un fait que les nouveaux arrivants dans l'informatique (parfois des administrateurs système déjà existants) ne connaissent pas ou ne confondent pas des concepts tels que routeur, commutateur, commutateur, passerelle réseau et hub.

Je pense que la raison d'une telle confusion est due à la prolifération de synonymes et de jargon dans les noms des équipements réseau, ce qui induit désormais en erreur de nombreux ingénieurs novices.

Occupons-nous.

a) Routeur, routeur et passerelle réseau

Tout le monde sait ce que c'est routeur. Qu'il s'agit exactement de l'appareil qui distribue Internet à l'intérieur, connecté depuis le fournisseur Internet.

Donc un routeur et une passerelle réseau est un routeur.

Cet équipement est le principal outil d'organisation d'un réseau. En ingénierie, le nom le plus couramment utilisé est «routeur ».

À propos, un routeur peut être non seulement un décodeur, mais également une unité système informatique, si vous y installez une autre carte réseau et installez, par exemple, RouterOS Mikrotik. Ensuite, distribuez le réseau à de nombreux appareils à l'aide d'un commutateur.

b) Qu'est-ce qu'un Switch et en quoi diffère-t-il d'un Switch et d'un Hub

Changer et changer ça aussi synonymes. Mais l' moyeu appareil légèrement différent. À ce sujet dans le paragraphe suivant (c).

Interrupteur (interrupteur) sert à brancher un réseau local. Comme un tee-shirt ou un parasurtenseur où nous connectons nos appareils pour les alimenter en électricité à partir d’une seule prise.

Le commutateur ne peut pas acheminer le réseau comme un routeur. Il ne donnera pas d'adresse IP à votre appareil et ne pourra pas vous connecter à Internet sans l'aide d'un routeur.

Un routeur standard dispose généralement de 4 à 5 ports pour connecter des appareils. Par conséquent, si vos appareils sont connectés par des fils et qu'ils sont plus nombreux qu'il n'y a de ports sur le routeur, vous avez besoin d'un commutateur. Vous pouvez connecter un commutateur avec 24 ports à un port du routeur et organiser facilement un réseau local pour 24 appareils.

Et si vous disposez d'un autre routeur, vous pouvez activer le mode commutateur dans son interface Web et également l'utiliser comme commutateur.

c) Centre

Centre remplit les mêmes fonctions qu’un interrupteur. Mais sa technologie de distribution est très en bois et déjà dépassée.

Centre distribue les paquets provenant du routeur à tous les appareils connectés sans discernement, et les appareils eux-mêmes doivent comprendre s'il s'agit d'un paquet ou non.

А le commutateur a une table MAC et distribue donc les paquets entrants à un appareil spécifique, qui a demandé ce paquet. Ainsi transfert de données changer plus rapidement et plus efficacement.

De nos jours, on voit rarement l'utilisation de moyeu, mais ils apparaissent quand même, vous devez vous y préparer et veiller à recommander à l'utilisateur de remplacer le hub par un commutateur.

6. Commandes de base pour l'analyse du réseau

a) Commande ping

Pour comprendre si l'adresse IP ou l'appareil lui-même est actif, vous pouvez le « pinger ».
Pour cela, écrivez la commande « ping » sur la ligne de commandeadresse IP ».

Ici, nous avons « pingé » le serveur DNS de Google et, comme nous le voyons, le serveur est actif (il y a une réponse aux pings et est de 83 ms).

Si la destination n'est pas disponible ou si cette adresse IP n'existe pas, alors nous verrons l'image suivante :

Autrement dit, nous ne recevons pas de réponse aux pings.

Mais Ping beaucoup plus utile à utiliser avec des clés :
-t - « ping » en continu (pour arrêter, appuyez sur Ctrl+C)
S -afficher le nom du nœud « pingé » (site/appareil/serveur)

En conséquence, la clé "S" nous a montré que le nom du nœud pingé est " dns.google ".
Et grâce à la clé »-t« Le ping a continué sans s'arrêter, je l'ai arrêté en appuyant sur Ctrl+C.

Avec un ping continu, vous pouvez voir si le nœud pingé se comporte correctement et la qualité approximative du canal Internet.

Comme nous pouvons le voir sur la capture d'écran, des délais de réception de paquets allant jusqu'à 418 ms se produisent périodiquement ; il s'agit d'une valeur plutôt critique, car un saut de 83 ms à 418 ms affecterait les communications vidéo en ralentissant/gelant l'image ou en IP. téléphonie par dégradation de la qualité vocale.

Dans mon cas, il est fort probable que mon Internet domestique soit confronté à une tempête.
Mais pour établir la cause plus en détail, vous devez exécuter un dump. Et c'est le sujet d'un article entier.

Attention! Parfois l'envoi est désactivé sur les routeurs ICMP paquets (certains le désactivent volontairement, et quelque part il n'est pas activé par défaut), dans ce cas, un tel nœud ne répondra pas aux pings, bien qu'il soit lui-même actif et fonctionne normalement sur le réseau.

Une autre possibilité de « ping » est découvrez quelle adresse IP est cachée derrière le domaine du site Web. À savoir, sur quel serveur l'hébergeur du site est installé.

Pour ce faire, écrivez simplement le site Web à la place de l'adresse IP :

Comme vous pouvez le voir, le hub a une adresse IP 178.248.237.68

b) Tracer

Parfois, il est très important de voir dans quelle direction un paquet va vers un certain périphérique.
Il y a peut-être un trou quelque part et le colis n'arrive pas au destinataire. Alors voilà L'utilitaire de trace permet de déterminer à quel stade ce package est bloqué.

Sous Windows, cet utilitaire est appelé avec la commande Adresse IP « tracert » ou domaine :

Ici, nous avons vu par quels nœuds notre requête passe avant qu'elle n'atteigne le serveur ya.ru

Sur Système d'exploitation Linux cet utilitaire est appelé par la commande traceroute.

Certains appareils, routeurs ou passerelles vocales VoIP disposent également d'un utilitaire de traçage.

c) Utilitaire Whois

cette L'utilitaire vous permet de connaître toutes les informations sur l'adresse IP ou le registraire de domaine.

Par exemple, vérifions Adresse IP 145.255.1.71. Pour ce faire, je rentre la commande dans le terminal qui est 145.255.1.71

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

Je ne l'utilise que sous Linux. L'utilitaire peut être facilement téléchargé et installé à partir du référentiel du système d'exploitation standard.

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

7. Protocoles de transport TCP et UDP

Toutes les transmissions de requêtes et la réception de réponses entre les appareils du réseau s'effectuent à l'aide de protocoles de transport TCP et UDP.

Le protocole TCP garantit la livraison de la requête et l'intégrité de sa transmission. Il vérifie de manière proactive la disponibilité de l'hôte avant d'envoyer le paquet. Et si en cours de route l'intégrité du colis est violée, alors TCP viendra compléter les composants manquants.

De manière générale, il s'agit d'un protocole qui fera tout pour que votre demande parvienne correctement au destinataire.

Si TCP le protocole de transport le plus courant. Il est utilisé lorsque l'utilisateur surfe sur Internet, grimpe sur des sites, des services, des réseaux sociaux. réseaux, etc

UDP le protocole n'a pas une transmission de données aussi garantie que TCP. Il ne vérifie pas la disponibilité du nœud final avant de l'envoyer et ne reconstitue pas le paquet s'il est dégradé. Si un ou plusieurs paquets sont perdus en cours de route, le message parviendra au destinataire sous une forme aussi incomplète.

Pourquoi alors avez-vous besoin d’UDP ?

Le fait est que ce protocole de transport présente un énorme avantage par rapport TCP en vitesse de transfert de données. C'est pourquoi UDP est largement utilisé pour transférer des paquets voix et vidéo en temps réel. À savoir, en téléphonie IP et en appels vidéo.
Par exemple, tout appel via WhatsApp ou Viber utilise le protocole de transport UDP. Également avec les appels vidéo, par exemple via Skype ou les mêmes messageries instantanées WhatsApp et Viber.

C'est précisément parce que UDP ne garantit pas un transfert absolu de données ni l'intégrité du paquet transmis que des problèmes surviennent souvent lors des appels via Internet.
Il s'agit d'interruptions vocales, de retards, d'échos ou de voix robotisées.

Ce problème se produit en raison d'un canal Internet chargé, d'un double NAT ou d'un canal radio.

Il serait bien sûr bon d'utiliser dans de tels cas TCP, mais hélas, la transmission vocale nécessite une transmission instantanée de paquets complets, et pour cette tâche, c'est idéal UDP.

Pour éviter les problèmes d'utilisation UDP protocole, il vous suffit d'organiser un canal Internet de haute qualité. Et configurez également une bande dédiée sur le routeur pour UDPpour charger à partir d'autres appareils qui utilisent TCP n'a pas interféré avec le fonctionnement du protocole de transport UDP.

Voilà tout.

Je n’ai pas empilé l’article et copié-collé les définitions scientifiques de tous les termes utilisés ici ; pour ceux qui en ont besoin, recherchez-le simplement sur Google.

J'ai essayé de regrouper les 7 points les plus importants, à mon avis, dont la connaissance aidera un jeune « informaticien » à passer les premières étapes d'un entretien pour des postes « informatique », ou du moins simplement à faire savoir à l'employeur que vous en savez clairement plus qu’un utilisateur ordinaire.

Étudiez, prenez des notes. J'espère que l'article sera utile à beaucoup.

Source: habr.com