Circa l'80% di noi che si laurea in un campo IT non diventa un programmatore. Molti trovano lavoro nel supporto tecnico, come amministratori di sistema, tecnici per la riparazione di dispositivi informatici, venditori di tecnologia digitale, manager nel settore IT e così via.
Questo articolo è dedicato proprio a quella fetta dell'80% che ha appena terminato l'università con una laurea in IT e ha già iniziato a monitorare le offerte di lavoro, ad esempio per la posizione di amministratore di sistema o assistente, ingegnere in trasferta per un'azienda di outsourcing, o nel supporto tecnico di primo/secondo livello.
È utile anche per l'apprendimento autonomo o per la formazione di nuovi dipendenti.
Durante la mia carriera nel settore IT, ho riscontrato un problema comune: nelle università non si fornisce una base fondamentale riguardo alle reti. Ho affrontato questa situazione personalmente, dopo aver terminato l'università, quando nel 2016 andavo ai colloqui e non riuscivo a rispondere a domande che oggi mi sembrano semplici. All'epoca pensai che fosse colpa mia, che non avessi studiato a sufficienza. Ma, a quanto pare, il problema risiede nel programma educativo. Infatti, ora mi trovo a dover affrontare la stessa lacuna nella conoscenza mentre formo nuovi dipendenti.
E così, mi sono dovuto immergere in una miriade di articoli online prima di comprendere i concetti fondamentali, e oggi, quando propongo argomenti di studio ai giovani professionisti, noto che faticano a trovare e apprendere le informazioni necessarie. Questo accade perché su Internet ci sono innumerevoli articoli, tutti sparsi per argomento o scritti in un linguaggio eccessivamente complesso. Inoltre, la maggior parte delle informazioni all'inizio dei loro articoli si limita a definizioni scientifiche, per poi passare subito a tecnologie d'uso complicate. Ne risulta una marea di contenuti che rimangono incomprensibili per i principianti.
Ecco perché ho deciso di raccogliere i temi principali in un unico articolo e spiegarli nel modo più semplice possibile, "per chi non ha conoscenze pregresse".
Avviso fin da subito che l'articolo non conterrà informazioni approfondite, solo le basi più essenziali.
I temi trattati sono:
- Reti globali e locali
- Indirizzi IP bianchi e grigi
- NAT
- Server DHCP e subnet
- Dispositivi di instradamento di rete (router, switch, hub)
- Comandi di analisi della rete
- Protocolli di trasporto UDP e TCP
1. Reti globali e locali
Tutto il network Internet si suddivide in globale (WAN) e locale (LAN).
Tutti i dispositivi degli utenti all'interno di un appartamento, ufficio o persino edificio (computer, smartphone, stampanti/MFP, televisori, ecc.) si connettono a un router, che li unisce in una rete locale.
I partecipanti a una rete locale possono scambiarsi dati tra i propri dispositivi senza connettersi a un provider Internet. Per accedere al web (ad esempio, per cercare su Yandex o Google, accedere a VK, Instagram, YouTube o AmoCRM) è necessario avere accesso alla rete globale.
L'uscita nella rete globale è garantita dal provider Internet, per cui paghiamo una quota mensile. Il provider imposta sui propri router il livello di velocità per ogni connessione in base al piano tariffario. Fornisce un cavo a coppia ritorta o fibra fino al nostro router (alla nostra rete locale) e dopo ciò qualsiasi dispositivo della nostra rete locale può accedere al web. rete globale.
Per fare un'analogia, le reti possono essere paragonate alle strade.
Ad esempio, le strade della tua città N rappresentano una rete locale. Queste strade ti collegano a negozi, istituzioni, parchi e altri luoghi della tua città.
Per arrivare in un'altra città N, è necessario uscire sulla strada federale e percorrere un certo numero di chilometri. Cioè, è necessario passare a rete globale.
Per una rappresentazione più chiara di cosa sia una rete globale e una rete locale ho disegnato un diagramma schematico.
2. Indirizzi IP bianchi e grigi
Ogni dispositivo nella rete ha il suo indirizzo IP unico. Serve affinché i dispositivi della rete sappiano dove devono inviare la richiesta e la risposta.
È come se le nostre case e appartamenti avessero un indirizzo preciso (cap, città, strada, numero di casa, numero di appartamento).
Nella vostra rete locale (appartamento, ufficio o edificio) c'è un intervallo di indirizzi unici. Credo che molti abbiano notato che l'indirizzo IP del computer, ad esempio, inizia con 192.168.X.X
Questo è quindi l'indirizzo locale del vostro dispositivo.
Esistono intervalli consentiti per le reti locali:
Penso che dalla tabella presentata sia subito evidente perché l'intervallo più comune sia 192.168.X.X
Per scoprire, ad esempio, l'indirizzo IP del tuo computer (su un sistema operativo Windows), digita nel terminale il comando ipconfig
Come puoi vedere, l'indirizzo IP del mio computer nella mia rete locale domestica 192.168.88.251
Per accedere alle reti globali, il tuo indirizzo IP locale viene sostituito dal router con un indirizzo IP globale, fornito dal tuo provider. Gli indirizzi IP globali non rientrano nelle gamme della tabella sopra.
Ecco perché gli indirizzi IP locali sono indirizzi IP grigi, mentre gli indirizzi globali sono bianchi..
Per una migliore comprensione, guarda il diagramma sottostante. Ho etichettato ogni dispositivo con il proprio indirizzo IP.
Nel diagramma si vede che il provider ci fa accedere alle reti globali (a Internet) con l'indirizzo IP bianco 91.132.25.108.
Per il nostro router, il provider ha assegnato un indirizzo IP grigio 172.17.135.11.
E nella nostra rete locale tutti i dispositivi hanno rispettivamente indirizzi IP grigi 192.168.X.X.
Puoi scoprire con quale indirizzo IP accedi alla rete globale sul sito
Ma da tutto ciò, è importante ricordare un fattore molto importante!
Attualmente, c'è un problema acuto di mancanza di indirizzi IP bianchi, poiché il numero di dispositivi di rete ha superato da tempo quello degli indirizzi IP disponibili. Per questo motivo, i fornitori di servizi Internet forniscono agli utenti indirizzi IP grigi (nell'ambito della rete locale del provider, ad esempio all'interno di diversi edifici residenziali) e ci rilasciano nella rete globale con un unico indirizzo comune. indirizzo IP bianco.
Per scoprire se l'indirizzo IP è grigio, fornito dal provider, o bianco, puoi accedere al tuo router e controllare quale indirizzo IP riceve il tuo router dal provider.
Oppure puoi andare, ad esempio, sul sito e in fondo (nel piè di pagina del sito) vedrai l'indirizzo IP del tuo router.
Ad esempio, sono entrato con la connessione domestica:
Come puoi vedere, in effetti ho un indirizzo IP grigio 172.17.132.2 (vedi l'intervallo degli indirizzi locali). Per connettere un indirizzo IP bianco, i provider di solito offrono un servizio aggiuntivo con una tariffa mensile.
In realtà, per Internet domestico questo non è affatto critico. Ma per gli uffici delle aziende si consiglia di acquistare dal provider un vero indirizzo IP bianco, poiché l'uso di un indirizzo IP grigio comporta problemi con il funzionamento della telefonia IP e non sarà possibile configurare una connessione remota tramite VPN. Quindi, un indirizzo IP grigio non ti permetterà di portare online il tuo server configurato e non consentirà di configurare la connessione remota al server da un'altra rete.
3. NAT
Nel capitolo precedente ho notato che “al momento è emerso il problema della mancanza di indirizzi IP bianchie quindi lo schema di connessione comune tra i provider di servizi Internet oggi è connettere molti clienti con indirizzi IP grigi e rilasciarli nel web globale sotto un unico indirizzo IP pubblico condiviso.
Ma non è sempre stato così; in origine venivano forniti a tutti indirizzi IP pubblici, e presto, per evitare il problema della scarsità di indirizzi IP pubblici, è stato inventato il NAT (Network Address Translation) — un meccanismo di traduzione degli indirizzi IP.
NAT che funziona su tutti i router e ci consente di uscire dalla rete locale verso il globale.
Per una migliore comprensione, analizziamo due esempi:
1. Primo caso: hai acquistato l'indirizzo IP pubblico 91.105.8.10 e nella rete locale sono collegati diversi dispositivi.
Ogni dispositivo locale ha il proprio indirizzo IP grigio. Ma l'accesso a Internet è possibile solo con l'indirizzo IP pubblico.
Pertanto, quando, ad esempio, il PC1 con l'indirizzo IP 192.168.1.3 ha deciso di entrare nel motore di ricerca Yandex, il router, rilasciando la richiesta del PC1 nella rete globale, attiva il meccanismo NAT, che che trasforma l'indirizzo IP del PC1 nell'indirizzo IP pubblico globale 91.105.8.10
Allo stesso modo, nel verso opposto, quando il router riceve una risposta dal server di Yandex, utilizza il meccanismo NAT invia questa risposta all'indirizzo IP 192.168.1.3, a cui è collegato il PC1.
2. Secondo caso: hai anche più dispositivi collegati nella rete locale, ma non hai acquistato un indirizzo IP pubblico dal fornitore di servizi Internet.
In questo caso, l'indirizzo locale PC1(192.168.1.3) viene prima trasformato NATdal tuo router e diventa un indirizzo IP privato 172.17.115.3, che ti ha fornito il fornitore di servizi Internet, e poi il tuo indirizzo IP privato viene convertito NATdal router del fornitore in un indirizzo IP pubblico 91.105.108.10, e solo dopo questo viene effettuato l'accesso a Internet (rete globale).
Cioè, in questo caso, risulta che i tuoi dispositivi si trovano dietro un doppio NATNAT.
Questo schema offre una maggiore sicurezza per i tuoi dispositivi, ma presenta anche una serie di svantaggi significativi. Ad esempio, instabilità nella registrazione SIP dei dispositivi VoIP o udibilità unidirezionale durante le chiamate VoIP.
Scriverò un articolo separato sul funzionamento del meccanismo NAT, sui suoi vantaggi e svantaggi, sulla configurazione delle porte, sui socket e sui tipi NAT .
4. DHCP — server e subnet
Per collegare un dispositivo, come un computer, a Internet, di solito è sufficiente collegare un cavo (cavo intrecciato) al computer e poi a una porta libera sul router, dopo di che il computer ottiene automaticamente un indirizzo IP e accede a Internet.
Anche con il Wi-Fi, ad esempio da uno smartphone o un laptop, ci si connette alla rete desiderata, si inserisce la password, il dispositivo riceve un indirizzo IP e si ha accesso a Internet.
E Cosa consente al dispositivo di ottenere automaticamente un indirizzo IP locale?
Questa funzione è svolta da un server DHCP.
Ogni router è dotato di un server DHCP. Gli indirizzi IP ottenuti automaticamente sono indirizzi IP dinamici.
Perché sono dinamici?
Perché ad ogni nuova connessione o riavvio del router, un server DHCP anche il router si riavvia e può assegnare indirizzi IP diversi ai dispositivi.
Ad esempio, ora il computer ha l'indirizzo IP 192.168.1.10, dopo il riavvio del router, l'indirizzo IP del computer potrebbe diventare 192.168.1.35
Per mantenere costante l'indirizzo IP, può essere impostato staticamente. Questo può essere fatto sia sul computer nelle impostazioni di rete, sia direttamente sul router.
Inoltre, un server DHCP sul router si può anche disattivare la funzione e impostare manualmente gli indirizzi IP.
È possibile configurare più server DHCP su un singolo router. Così la rete locale si dividerà in sottoreti.
Ad esempio, collegheremo i computer alla sottorete zero nell'intervallo 192.168.0.2-192.168.0.255, le stampanti alla prima sottorete nell'intervallo 192.168.1.2-192.168.1.255, e fornirà Wi-Fi alla quinta sottorete con l'intervallo 192.168.5.2-192.168.5.255 (vedi lo schema qui sotto)
Di solito non è necessario separare in sottoreti. Questo viene fatto quando ci sono un gran numero di dispositivi collegati alla rete e durante la configurazione della sicurezza di rete.
Ma tale schema si incontra abbastanza frequentemente nelle aziende.
Quindi è fondamentale conoscere un aspetto molto importante.
Attenzione!
Se è necessario accedere all'interfaccia web, ad esempio, della stampante o del telefono IP dal PC e il tuo PC si trova in un'altra sottorete, non sarà possibile connettersi.
Per comprendere, analizziamo un esempio:
Supponiamo che tu stia lavorando su PC1 con un indirizzo IP locale 10.10.5.2 e vuoi accedere all'interfaccia web del telefono IP con un indirizzo IP locale 192.168.1.3, non sarà possibile connettersi. Poiché i dispositivi si trovano in sottoreti diverse. Al telefono IP, che si trova nella sottorete 192.168.1.X, è possibile connettersi solo da PC3 (192.168.1.5).
Lo stesso vale per la MFP (172.17.17.12) potrete connettervi solo da PC4 (172.17.17.10).
Pertanto, quando vi collegate da remoto a un utente su un PC per accedere all'interfaccia web del telefono IP, verificate innanzitutto i loro indirizzi IP locali per assicurarvi che entrambi i dispositivi siano collegati allo stesso subnet.
5. Dispositivi di routing della rete (router, switch, hub)
Stranamente, c'è il fatto che i neofiti dell'IT (a volte anche i sysadmin esperti) non conoscono o confondono concetti come router, switch, gateway di rete e hub.
Penso che la causa di tale confusione sia dovuta alla proliferazione di sinonimi e gergo nei nomi delle apparecchiature di rete, e ciò confonde molti ingegneri principianti.
Analizziamo.
a) Router, gateway di rete
Tutti sanno cos'è un router. È proprio quel dispositivo che distribuisce internet all'interno dell'edificio, collegato dal fornitore di servizi internet.
Ecco perché Il router e il gateway di rete sono essenzialmente la stessa cosa.
Questa attrezzatura è il dispositivo principale nell'organizzazione della rete. Nel settore ingegneristico, il nome più usato è “un router“.
A proposito, non solo un decoder può fungere da router, ma anche l'unità centrale di un computer, se si installa un'altra scheda di rete e si utilizza, ad esempio, RouterOS Mikrotik. Successivamente, la rete può essere suddivisa in più dispositivi con l'aiuto di uno switch.
b) Che cos'è uno Switch e come si differenzia da un Commutatore e un Hub
Switch e Commutatore sono anche sinonimi. Ecco hub è un dispositivo leggermente diverso. Ne parleremo nel prossimo punto (v).
Commutatore (switch) serve per suddividere una rete locale. Come una multipresa o un filtro di rete, a cui colleghiamo i nostri dispositivi per alimentali elettricamente da una sola presa.
Un commutatore non sa instradare la rete come un router. Non assegnerà al tuo dispositivo un indirizzo IP e non riuscirà a portarti su Internet senza l'aiuto di un router.
Un router standard ha generalmente 4-5 porte per collegare dispositivi. Pertanto, se i tuoi dispositivi sono collegati tramite cavi e ce ne sono più di quanti siano le porte del router, avrai bisogno di uno switch. Puoi collegare uno switch a 24 porte a una porta del router e organizzare tranquillamente una rete locale per 24 dispositivi.
Se hai un router in più, puoi attivare la modalità switch nella sua interfaccia web e usarlo come switch.
c) Hub
Hub svolge le stesse funzioni di uno switch, ma la sua tecnologia di distribuzione è piuttosto antiquata.
Hub distribuisce i pacchetti in arrivo dal router a tutti i dispositivi collegati senza distinzione; sono i dispositivi stessi a dover capire se si tratta di un pacchetto destinato a loro o meno.
E uno switch ha una tabella MAC e, pertanto, distribuisce i pacchetti in arrivo a un dispositivo specifico che ha richiesto quel pacchetto. Di conseguenza la trasmissione dei dati tramite switch è più veloce ed efficiente..
Attualmente è raro imbattersi nell'uso di hub, ma si trovano ancora; è importante essere preparati e raccomandare sempre all'utente di sostituire l'hub con uno switch.
6. Comandi principali per l'analisi della rete
a) Comando Ping
Per verificare se l'indirizzo IP o il dispositivo stesso è attivo, puoi "pingarlo".
A tal fine, nella riga di comando digitiamo il comando ping "indirizzo IP“.
Qui abbiamo "pingato" il server DNS di Google e, come vediamo, il server è attivo (c'è risposta ai ping e il tempo è di 83 ms).
Se il destinatario non è disponibile o l'indirizzo IP non esiste, vedremo questa situazione:
Non riceviamo quindi risposte ai ping.
Ma Ping è molto più utile utilizzare con le opzioni:
-t - "pingare" continuamente (per fermarlo premiamo la combinazione Ctrl+C)
-a - visualizzare il nome del nodo "pingato" (sito/dispositivo/server)
Pertanto, l'opzione "-a" ci ha mostrato che il nome del nodo pingato è "dns.google".
E grazie all'opzione "-t" il ping è andato senza interruzioni; l'ho fermato premendo Ctrl+C.
Con il ping continuo possiamo vedere se il nodo pingato si comporta adeguatamente e la qualità approssimativa della connessione Internet.
Come vediamo dallo screenshot, si verificano periodicamente ritardi nella ricezione dei pacchetti fino a 418 ms; questo è un valore piuttosto critico, poiché un salto da 83 ms a 418 ms si rifletterebbe sulla videochiamata come una fermata/o blocco dell'immagine o, nella telefonia IP, sulla degradazione della qualità vocale.
Nel mio caso, probabilmente la connessione Internet domestica è instabile.
Ma per stabilire più dettagliatamente la causa, è necessario avviare un dump. Questo è un argomento per un intero articolo.
Attenzione! A volte l'invio è disattivato sui router. ICMP pacchetti (qualcuno disattiva intenzionalmente questa funzione, mentre in altri casi non è abilitata di default), in tal caso il nodo non risponderà ai "ping", anche se rimarrà attivo e funzionerà normalmente nella rete.
Un'altra possibilità per il “ping” è scoprire quale indirizzo IP si nasconde dietro il dominio di un sito web. In particolare, su quale server è ospitato il sito.
Per farlo, basta scrivere il sito invece dell'indirizzo IP:
Come potete vedere, l'indirizzo IP di Habra è 178.248.237.68
b) Tracciamento
A volte è molto importante vedere quale percorso segue un pacchetto fino a un dispositivo specifico.
Potrebbe esserci una rottura da qualche parte e il pacchetto non arriva al destinatario. Quindi l'utility di tracciamento aiuta a determinare in quale fase il pacchetto si blocca.
Su Windows, questa utility viene invocata con il comando “tracert” seguito dall'indirizzo IP o dal dominio:
Qui abbiamo visto attraverso quali nodi passa la nostra richiesta prima di arrivare al server ya.ru
Su il sistema operativo Linux questa utility viene invocata con il comando traceroute.
L'utility di tracciamento è presente anche in alcuni dispositivi, router o gateway VoIP.
c) Utility whois
Questa utility permette di scoprire tutte le informazioni relative a un indirizzo IP o al registratore di un dominio.
Ad esempio, verifichiamo l'indirizzo IP 145.255.1.71. Per questo inserisco nel terminale il comando whois 145.255.1.71
Abbiamo ottenuto informazioni sul fornitore dell'indirizzo IP, nazione, città, indirizzo, intervallo, ecc.
Lo utilizzo solo su Linux. L'utility si scarica e si installa facilmente dal repository standard del sistema operativo.
Ma ho anche letto che esiste una soluzione simile su Windows.
7. Protocolli di trasporto TCP e UDP
Tutte le trasmissioni di richieste e risposte tra dispositivi nella rete avvengono tramite protocolli di trasporto TCP e UDP.
Il protocollo TCP garantisce la consegna della richiesta e l'integrità della trasmissione. Controlla preventivamente la disponibilità del nodo prima di inviare il pacchetto. E se durante il tragitto l'integrità del pacchetto viene compromessa, allora TCP completerà le componenti mancanti.
In generale, è un protocollo che farà tutto il possibile affinché la vostra richiesta arrivi correttamente al destinatario.
Pertanto TCP è il protocollo di trasporto più comune. Viene utilizzato quando l'utente naviga in internet, visita siti web, servizi, social network, ecc.
UDP il protocollo non garantisce la trasmissione dei dati in modo così sicuro come TCP. Non verifica la disponibilità del nodo finale prima di inviare e non ripristina il pacchetto in caso di degrado. Se un pacchetto o più pacchetti vengono persi durante il percorso, il messaggio arriverà al destinatario in questo stato incompleto.
Allora a cosa serve l'UDP?
Il punto è che questo protocollo di trasporto ha un enorme vantaggio rispetto a TCP la velocità di trasmissione dei dati. Perciò l'UDP è ampiamente utilizzato per la trasmissione di pacchetti vocali e video in tempo reale. Precisamente, nell'IP-telefonia e nelle videochiamate.
Ad esempio, qualsiasi chiamata tramite WhatsApp o Viber utilizza questo protocollo di trasporto UDP. Lo stesso vale per le videochiamate, per esempio, tramite Skype o altri messaggeri come WhatsApp e Viber.
Proprio perché l'UDP non garantisce la trasmissione assoluta dei dati e l'integrità del pacchetto trasmesso, spesso sorgono problemi durante le chiamate su Internet.
Ciò si manifesta in interruzioni della voce, ritardi, eco o voce robotica.
Questo problema può derivare da una connessione Internet congestionata, da doppio NAT o da canali radio.
Sarebbe quindi consigliabile in tali casi utilizzare TCP, ma sfortunatamente, per la trasmissione vocale è necessaria la trasmissione istantanea di pacchetti completi, e per questo compito è ideale UDP.
Per evitare problemi con l'utilizzo di UDP protocollo, è sufficiente organizzare un canale internet di qualità. Inoltre, bisogna configurare sul router una banda dedicata per UDP, affinché il carico di altri dispositivi che usano TCP non ostacoli il funzionamento del protocollo di trasporto UDP.
Questo è tutto.
Non ho voluto appesantire l'articolo e copiare qui le definizioni scientifiche di tutti i termini usati; chi ne ha bisogno, può semplicemente cercare su Google.
Ho cercato di riunire i 7 punti più importanti, secondo me, la cui conoscenza aiuterà un giovane 'IT' a superare le prime fasi del colloquio per posizioni 'IT' o almeno a far capire all'datore di lavoro che conoscete sicuramente più di un utente medio.
Studiate, prendete appunti. Spero che l'articolo porti beneficio a molti.
Fonte: habr.com
