Ongeveer 80% van ons die met een of andere IT-specialiteit aan de universiteit afstuderen, wordt uiteindelijk geen programmeur. Veel mensen krijgen banen als technische ondersteuning, systeembeheerders, aanpassingen aan computerapparatuur, adviseurs-verkopers van digitale apparatuur, managers op IT-gebied, enzovoort.
Dit artikel is alleen bedoeld voor die 80% die net is afgestudeerd aan de universiteit met een of andere IT-specialiteit en al is begonnen met het monitoren van vacatures, bijvoorbeeld voor de functie van systeembeheerder of zijn assistent, of als veldingenieur voor een outsourcingbedrijf, of voor technische ondersteuning van de 1e/2e lijn.
Maar ook voor zelfstudie of voor het opleiden van nieuwe medewerkers.
Tijdens mijn carrière in de IT-sector kwam ik het probleem tegen dat universiteiten niet de meest elementaire kennis over netwerken bieden. Ik kwam dit zelf voor het eerst tegen toen ik, na mijn afstuderen aan de universiteit, in 2016 op sollicitatiegesprek ging en eenvoudige (zoals het mij nu lijkt) vragen niet kon beantwoorden. Toen leek het mij natuurlijk dat ik het verprutst had en mijn studie aan de universiteit niet had afgemaakt. Maar het bleek dat het probleem in het educatieve programma zat. Sinds nu loop ik ook tegen deze kennislacune aan bij het opleiden van nieuwe medewerkers.
En dat ik toen veel artikelen op internet moest bestuderen voordat ik de basispunten begreep, en dat ze nu, als ze jonge specialisten onderwerpen vragen om te studeren, moeite hebben met het vinden en assimileren van wat ze nodig hebben. Dit komt door het feit dat er een groot aantal artikelen op internet staat en dat ze allemaal verspreid zijn per onderwerp of in een te complexe taal zijn geschreven. Bovendien bevat de meeste informatie aan het begin van hun artikelen voornamelijk alleen wetenschappelijke definities en vervolgens onmiddellijk complexe gebruikstechnologieën. Het resultaat is een heleboel dingen die nog steeds volkomen onbegrijpelijk zijn voor een beginner.
Daarom besloot ik de belangrijkste onderwerpen in één artikel te verzamelen en ze zo eenvoudig mogelijk “op de vingers” uit te leggen.
Ik waarschuw je meteen dat er geen diepgaande informatie in het artikel zal staan, alleen de basisprincipes en de meest elementaire.
Behandelde onderwerpen:
- Mondiale en lokale netwerken
- Witte en grijze IP-adressen
- NAT
- DHCP-server en subnetten
- Netwerkrouteringsapparaten (router, switch, switch, hub)
- Basisopdrachten voor netwerkanalyse
- Transportprotocollen UDP en TCP
1. Mondiale en lokale netwerken
Het gehele internetnetwerk is verdeeld in wereldwijd (WAN) и lokaal (LAN).
Alle gebruikersapparaten binnen één appartement, kantoor of zelfs gebouw (computers, smartphones, printers/MFP's, tv's, enz.) zijn verbonden met een router die ze verenigt in lokaal netwerk.
Deelnemers aan hetzelfde lokale netwerk kunnen gegevens uitwisselen tussen hun apparaten zonder verbinding te maken met een internetprovider. Maar om online te gaan (ga bijvoorbeeld naar de Yandex- of Google-zoekmachine, ga naar VK, Instagram, YouTube of AmoCRM) heb je toegang nodig tot globaal netwerk.
Uitgang naar globaal netwerk wordt verzorgd door de internetprovider, waarvoor wij hem abonnementsgeld betalen. De aanbieder stelt per verbinding het snelheidsniveau op zijn routers in conform het tarief. De provider stuurt ons twisted pair-kabel of glasvezel naar onze router (ons lokale netwerk) en daarna naar elk apparaat op onze router lokaal netwerk mag naar toe globaal netwerk.
Als analogie kunnen netwerken worden vergeleken met wegen.
De wegen in uw stad N zijn bijvoorbeeld het lokale netwerk. Deze wegen verbinden u met winkels, bedrijven, parken en andere plekken in uw stad.
Om naar een andere stad N te gaan, moet u de federale snelweg opgaan en een bepaald aantal kilometers rijden. Dat wil zeggen: ga naar buiten globaal netwerk.
Voor een duidelijker idee van wat het is mondiaal en lokaal netwerk Ik heb een schematische tekening gemaakt.
2. Witte en grijze IP-adressen
Elk apparaat op het netwerk heeft zijn eigen apparaat uniek IP-adres. Het is nodig zodat netwerkapparaten begrijpen waar het verzoek en het antwoord naartoe moeten worden gestuurd.
Dit is net zoals onze huizen en appartementen hun exacte adres hebben (postcode, plaats, straat, huisnummer, appartementnummer).
Binnen uw lokale netwerk (appartement, kantoor of gebouw) bestaat een scala aan unieke adressen. Ik denk dat veel mensen hebben gemerkt dat het IP-adres van de computer bijvoorbeeld begint met de cijfers 192.168.X.X
Dit is dus het lokale adres van uw apparaat.
Er toegestane bereik van lokale netwerken:
Ik denk dat het uit de gepresenteerde tabel meteen duidelijk wordt waarom het meest voorkomende bereik 192.168.X.X is
Om bijvoorbeeld het IP-adres van uw computer (gebaseerd op Windows OS) te achterhalen, typt u de opdracht in de terminal ipconfig
Zoals u kunt zien, bevindt het IP-adres van mijn computer zich in mijn thuis-LAN 192.168.88.251
Om toegang te krijgen tot wereldwijde netwerken, moet uw lokaal IP-adres wordt vervangen door de router met globaal, die u van uw provider heeft gekregen. Globale IP-adressen vallen niet binnen de hierboven genoemde bereiken.
En zo lokale IP-adressen zijn grijze IP-adressen en globale IP-adressen zijn wit.
Bekijk het onderstaande diagram voor meer begrip. Daarop heb ik elk apparaat ondertekend met zijn IP-adres.
Het diagram laat zien dat de provider ons vrijgeeft aan mondiale netwerken (het internet). wit IP-adres 91.132.25.108
Voor onze router heeft de provider een grijs afgegeven IP-adres 172.17.135.11
En in ons lokale netwerk hebben alle apparaten dat ook grijs IP-adressen 192.168.Х.Х
Op de website kunt u vinden onder welk IP-adres u toegang heeft tot het wereldwijde netwerk
Maar van dit alles is het de moeite waard om te onthouden een heel belangrijke factor!
Momenteel is het probleem van een tekort aan witte IP-adressen verergerd, omdat het aantal netwerkapparaten het aantal beschikbare IP's al lang overschrijdt. En om deze reden geven internetproviders gebruikers uit grijze ip-adressen (binnen het lokale netwerk van de provider, bijvoorbeeld binnen verschillende appartementsgebouwen) en vrijgegeven aan het wereldwijde netwerk onder één gemeenschappelijk netwerk wit ip-adres.
Om erachter te komen of uw provider u een grijs of een wit IP-adres geeft, kunt u naar uw router gaan en kijken welk IP-adres uw router van uw provider ontvangt.
Of ga bijvoorbeeld naar de website en helemaal onderaan (in de voettekst van de site) ziet u het IP-adres van uw router.
Hier logde ik bijvoorbeeld in vanaf mijn thuisinternet:
Zoals je kunt zien, heb ik dat inderdaad gedaan grijs IP-adres 172.17.132.2 (zie lokaal adresbereik). Om een wit IP-adres aan te sluiten, bieden providers meestal aanvullende diensten aan. dienst met abonnee tarief.
Voor thuisinternet is dit eigenlijk helemaal niet kritisch. En hier Voor bedrijfskantoren is het aan te raden om bij de provider een wit IP-adres te kopen, aangezien het gebruik van een grijs IP-adres problemen met de werking van IP-telefonie met zich meebrengt en het ook niet mogelijk zal zijn om via VPN een verbinding op afstand tot stand te brengen. Dat wil zeggen: met een grijs IP-adres kunt u uw geconfigureerde server niet met internet verbinden en kunt u geen externe verbinding tot stand brengen met een server uit een ander netwerk.
3.NAT
In het vorige gedeelte merkte ik op dat “Momenteel is het probleem van het tekort aan witte IP-adressen verergerdEn daarom is een gebruikelijk verbindingsschema onder internetproviders tegenwoordig het verbinden van veel clients met grijze IP-adressen, en deze vrij te geven aan het wereldwijde internet onder één gemeenschappelijk wit IP-adres.
Maar dit was niet altijd het geval, aanvankelijk kreeg iedereen witte IP-adressen, en al snel werd, om het probleem van een tekort aan witte IP-adressen te voorkomen, precies dit uitgevonden NAT (Network Address Translation) - een mechanisme voor het converteren van IP-adressen.
NAT werkt op alle routers en geeft ons toegang tot het wereldwijde netwerk vanaf het lokale netwerk.
Laten we voor een beter begrip twee voorbeelden bekijken:
1. Eerste geval: bij u gekocht wit ip-adres 91.105.8.10 en er zijn verschillende apparaten aangesloten op het lokale netwerk.
Elk lokaal apparaat heeft zijn eigen grijze IP-adres. Maar toegang tot internet is alleen mogelijk vanaf een wit IP-adres.
Daarom, wanneer PC1 met IP-adres 192.168.1.3 bijvoorbeeld besluit om naar de Yandex-zoekmachine te gaan, verbindt de router, die het verzoek van PC1 vrijgeeft aan het wereldwijde netwerk, het mechanisme NATDie converteert het IP-adres van PC1 naar wit globaal IP-adres 91.105.8.10
Ook in de tegenovergestelde richting, wanneer de router een reactie ontvangt van de Yandex-server, gebruikt hij het mechanisme NAT stuurt dit antwoord naar het IP-adres 192.168.1.3 waarmee PC1 is verbonden.
2. Tweede geval: Je hebt ook meerdere apparaten aangesloten op je lokale netwerk, maar je hebt geen wit IP-adres gekocht bij je internetprovider.
In dit geval het lokale adres PC1(192.168.1.3) eerst omgezet NAT'om van je router en verandert in grijs IP-adres 172.17.115.3, die u van uw internetprovider heeft gekregen, en vervolgens wordt uw grijze IP-adres omgezet NAT’om van de router van de provider in wit ip-adres 91.105.108.10, en pas daarna is er toegang tot internet (wereldwijd netwerk).
Dat wil zeggen, in dit geval blijkt dat uw apparaten dubbel achterlopen NAT'Om.
Deze regeling heeft een hogere mate van beveiliging voor uw apparaten, maar kent ook een aantal grote nadelen. Denk bijvoorbeeld aan onstabiele sip-registratie van VoIP-apparatuur of eenrichtingshoorbaarheid bij bellen via IP-telefonie.
Meer details over de werking van het mechanisme NAT, over de voor- en nadelen ervan, over poorttoewijzing, over stopcontacten en over typen NAT Ik zal een apart artikel schrijven.
4. DHCP - server en subnetten
Om een apparaat, bijvoorbeeld een computer, met internet te verbinden, sluit u doorgaans eenvoudigweg een draadje (twisted pair) aan op de computer en vervolgens op een vrije poort op de router, waarna de computer automatisch een IP-adres krijgt en toegang krijgt tot de Internet verschijnt.
Ook met Wi-Fi, bijvoorbeeld vanaf een smartphone of laptop, maak je verbinding met het netwerk dat je nodig hebt, voer je een wachtwoord in, krijgt het apparaat een IP-adres en heb je internet.
А waardoor kan een apparaat automatisch een lokaal IP-adres verkrijgen?
Deze functie wordt uitgevoerd DHCP server.
Elke router is uitgerust DHCP server. Automatisch verkregen IP-adressen zijn dat wel dynamische ip-adressen.
Waarom dynamisch?
Omdat bij elke nieuwe verbinding of herstart van de router DHCP server start ook opnieuw op en kan apparaten verschillende IP-adressen geven.
Dat wil zeggen dat uw computer nu bijvoorbeeld een IP-adres heeft 192.168.1.10, na het opnieuw opstarten van de router kan het IP-adres van de computer worden 192.168.1.35
Om te voorkomen dat het IP-adres verandert, kunt u dit instellen statisch. Dit kan zowel op de computer in de netwerkinstellingen als op de router zelf worden gedaan.
En ook DHCP server U kunt het over het algemeen uitschakelen op de router en IP-adressen handmatig instellen.
Er kunnen meerdere instellingen worden geconfigureerd DHCP-servers op één router. Vervolgens wordt het lokale netwerk opgedeeld in subnetten.
We zullen bijvoorbeeld computers verbinden met het nul-subnet in het bereik 192.168.0.2-192.168.0.255, printers met het eerste subnet in het bereik 192.168.1.2-192.168.1.255, en Wi-Fi zal worden gedistribueerd naar het vijfde subnet met het bereik 192.168.5.2-192.168.5.255 (zie onderstaande afbeelding)
Normaal gesproken is het niet nodig om onderscheid te maken tussen subnetten. Dit gebeurt wanneer het bedrijf een groot aantal apparaten op het netwerk heeft aangesloten en bij het instellen van netwerkbeveiliging.
Maar een dergelijke regeling komt vrij vaak voor in bedrijven.
Daarom moet je zeker een heel belangrijk punt weten.
Waarschuwing!
Als u vanaf een pc toegang wilt tot de webinterface van bijvoorbeeld een printer of IP-telefoon en uw pc bevindt zich op een ander subnet, dan kunt u geen verbinding maken.
Laten we, om het te begrijpen, naar een voorbeeld kijken:
Stel dat u werkt voor PC1 met lokaal IP-adres 10.10.5.2 en wil naar de webinterface gaan ip-telefoon met lokaal IP-adres 192.168.1.3, dan kunt u geen verbinding maken. Omdat de apparaten zich op verschillende subnetten bevinden. IP-telefoons die zich in het subnet bevinden 192.168.1.X, waarmee u alleen verbinding kunt maken PC3 (192.168.1.5).
Ook om te MFP (172.17.17.12) je kunt er alleen verbinding mee maken PC4 (172.17.17.10).
Als u daarom op afstand verbinding maakt met een gebruiker op een pc om toegang te krijgen tot de webinterface van een IP-telefoon, zorg er dan voor dat u eerst hun lokale IP-adressen controleert om er zeker van te zijn dat beide apparaten met hetzelfde subnet zijn verbonden.
5. Netwerkrouteringsapparaten (router, switch, switch, hub)
Het is misschien niet vreemd, maar het is een feit dat nieuwkomers in de IT (soms al bestaande systeembeheerders) begrippen als router, switch, switch, netwerkgateway en hub.
Ik denk dat de reden voor deze verwarring ontstond door de toename van synoniemen en jargon in de namen van netwerkapparatuur, en dit misleidt nu veel beginnende ingenieurs.
Laten we het uitzoeken.
a) Router, router en netwerkgateway
Iedereen weet wat het is router. Dat dit precies het apparaat is dat het internet binnenshuis distribueert, aangesloten vanaf de internetprovider.
En zo een router en een netwerkgateway is een router.
Deze apparatuur is het belangrijkste apparaat bij het organiseren van een netwerk. In de techniek is de meest gebruikte naam “router'.
Overigens kan een router niet alleen een settopbox zijn, maar ook een computersysteemeenheid, als je daar een andere netwerkkaart installeert en bijvoorbeeld RouterOS Mikrotik installeert. Verdeel vervolgens het netwerk naar veel apparaten met behulp van een switch.
b) Wat is een switch en waarin verschilt deze van een switch en een hub?
Schakelen en schakelen het is te synoniemen. Maar de middelpunt iets ander apparaat. Daarover in de volgende paragraaf (c).
Schakelaar (schakelaar) dient voor het vertakken van een lokaal netwerk. Zoals een T-stuk of overspanningsbeveiliging waar we onze apparaten op aansluiten om ze van stroom te voorzien via één stopcontact.
De switch kan het netwerk niet routeren zoals een router. Het geeft uw apparaat geen IP-adres en kan u niet met internet verbinden zonder de hulp van een router.
Een standaardrouter heeft meestal 4-5 poorten voor het aansluiten van apparaten. Dienovereenkomstig, als uw apparaten via draden zijn verbonden en er meer zijn dan er poorten op de router zijn, dan heeft u een switch nodig. Op één poort van de router sluit je een switch met 24 poorten aan en organiseer je eenvoudig een lokaal netwerk voor 24 apparaten.
En als u nog een andere router heeft liggen, kunt u de switch-modus in de webinterface inschakelen en deze ook als switch gebruiken.
c) Naaf
Middelpunt heeft dezelfde functies als een schakelaar. Maar de distributietechnologie is erg houterig en al verouderd.
Middelpunt distribueert pakketten die van de router komen zonder onderscheid naar alle aangesloten apparaten, en de apparaten zelf moeten begrijpen of het een pakket is of niet.
А de switch heeft een MAC-tabel en distribueert daarom binnenkomende pakketten naar één specifiek apparaat dat om dit pakket heeft gevraagd. Vandaar data overdracht schakelaar sneller en efficiënter.
Tegenwoordig zie je zelden het nut ervan middelpunt, maar ze komen nog steeds tegen, je moet hierop voorbereid zijn en de gebruiker aanbevelen de hub te vervangen door een schakelaar.
6. Basisopdrachten voor netwerkanalyse
a) Ping-opdracht
Om te begrijpen of het IP-adres of het apparaat zelf actief is, kunt u het ‘pingen’.
Om dit te doen, schrijft u het commando “ping” op de opdrachtregelIP adres'.
Hier hebben we de Google dns-server “gepingd” en, zoals we zien, is de server actief (er is een reactie op pings en is 83 ms).
Als de bestemming niet beschikbaar is of dit IP-adres niet bestaat, zien we het volgende beeld:
Dat wil zeggen dat we geen reactie ontvangen op pings.
Maar Ping veel handiger om te gebruiken met toetsen:
-t - continu “pingen” (druk op Ctrl+C om te stoppen)
s -toon de naam van het “gepingde” knooppunt (site/apparaat/server)
Dienovereenkomstig is de sleutel “sliet ons zien dat de naam van het gepingde knooppunt “dns.google” is.
En dankzij de sleutel “-t“De ping ging door zonder te stoppen, ik stopte hem door op Ctrl+C te drukken.
Met continue ping kunt u zien of het gepingde knooppunt zich adequaat gedraagt en wat de kwaliteit van het internetkanaal bij benadering is.
Zoals we in de schermafbeelding kunnen zien, treden er periodiek pakketontvangstvertragingen op tot 418 ms; dit is een nogal kritische waarde, aangezien een sprong van 83 ms naar 418 ms de videocommunicatie zou beïnvloeden door het vertragen/bevriezen van het beeld of in IP telefonie door verslechtering van de spraakkwaliteit.
In mijn geval ervaart mijn internet thuis hoogstwaarschijnlijk een storm.
Maar om de oorzaak gedetailleerder vast te stellen, moet u een dump uitvoeren. En dit is een onderwerp voor een heel artikel.
Waarschuwing! Soms is verzenden uitgeschakeld op routers ICMP pakketten (sommige schakelen het met opzet uit, en ergens is het niet standaard ingeschakeld), in dit geval zal zo'n knooppunt niet reageren op pings, hoewel het zelf actief zal zijn en normaal zal functioneren op het netwerk.
Een andere “ping”-mogelijkheid is Ontdek welk IP-adres verborgen is achter het websitedomein. Namelijk op welke server de sitehost is geïnstalleerd.
Om dit te doen, schrijft u eenvoudigweg de website in plaats van het IP-adres:
Zoals u kunt zien, heeft de hub een IP-adres 178.248.237.68
b) Traceren
Soms is het heel belangrijk om te zien welke kant een pakketje naar een bepaald apparaat gaat.
Mogelijk zit er ergens een gaatje en komt het pakketje niet bij de ontvanger aan. Dus hier is het Het traceerhulpprogramma helpt bepalen in welk stadium dit pakket vastloopt.
Op Windows OS wordt dit hulpprogramma aangeroepen met de opdracht “tracert” IP-adres of domein:
Hier hebben we gezien welke knooppunten ons verzoek passeert voordat het de ya.ru-server bereikt
Op Linux-besturingssysteem dit hulpprogramma wordt aangeroepen door de opdracht traceroute.
Sommige apparaten, routers of VoIP-spraakgateways hebben ook een traceringshulpprogramma.
c) Whois-hulpprogramma
Deze Met dit hulpprogramma kunt u alle informatie over het IP-adres of de domeinregistrar achterhalen.
Laten we bijvoorbeeld eens controleren IP-adres 145.255.1.71. Om dit te doen, voer ik het commando in de terminal in whois145.255.1.71
We hebben informatie ontvangen over de IP-adresprovider, land, stad, adres, bereik, enz.
Ik gebruik het alleen op Linux. Het hulpprogramma kan eenvoudig worden gedownload en geïnstalleerd vanuit de standaardrepository van het besturingssysteem.
Maar ik las ook dat er op Windows een vergelijkbare oplossing bestaat.
7. Transportprotocollen TCP en UDP
Alle verzending van verzoeken en ontvangst van antwoorden tussen apparaten op het netwerk worden uitgevoerd met behulp van transportprotocollen TCP en UDP.
Het TCP-protocol garandeert de levering van het verzoek en de integriteit van de verzending ervan. Het controleert proactief de beschikbaarheid van de host voordat het pakket wordt verzonden. En als onderweg de integriteit van het pakket wordt geschonden, dan TCP zal de ontbrekende componenten aanvullen.
Over het algemeen is dit een protocol dat er alles aan zal doen om ervoor te zorgen dat uw verzoek correct bij de geadresseerde terechtkomt.
Zo TCP het meest voorkomende transportprotocol. Het wordt gebruikt wanneer de gebruiker op internet surft, sites, diensten en sociale netwerken beklimt. netwerken, enz.
UDP het protocol heeft niet zo'n gegarandeerde gegevensoverdracht als TCP. Het controleert de beschikbaarheid van het eindknooppunt niet voordat het wordt verzonden en vult het pakket niet aan als het beschadigd is. Als er onderweg een pakket of meerdere pakketten verloren gaan, zal het bericht de ontvanger in een dergelijke onvolledige vorm bereiken.
Waarom heb je dan UDP nodig?
Feit is dat dit transportprotocol een enorm voordeel heeft ten opzichte van TCP qua snelheid van gegevensoverdracht. Daarom UDP wordt veel gebruikt om spraak- en videopakketten in realtime door te sturen. Namelijk in IP-telefonie en videogesprekken.
Elke oproep via WhatsApp of Viber maakt bijvoorbeeld gebruik van het transportprotocol UDP. Ook met videogesprekken, bijvoorbeeld via Skype of dezelfde instant messengers WhatsApp en Viber.
Juist omdat UDP geen absolute gegevensoverdracht en de integriteit van het verzonden pakket garandeert, ontstaan er vaak problemen bij het bellen via internet.
Dit zijn stemonderbrekingen, vertragingen, echo's of robostemmen.
Dit probleem treedt op vanwege een geladen internetkanaal, dubbel NAT- of radiokanaal.
Het zou natuurlijk goed zijn om in dergelijke gevallen te gebruiken TCP, maar helaas vereist spraakoverdracht onmiddellijke verzending van volledige pakketten, en voor deze taak is het ideaal UDP.
Om problemen bij het gebruik te voorkomen UDP protocol, hoeft u alleen maar een internetkanaal van hoge kwaliteit te organiseren. En zet ook een speciale band op de router op UDPom te laden vanaf andere apparaten die gebruiken TCP heeft de werking van het transportprotocol niet verstoord UDP.
Dat is alles.
Ik heb het artikel niet opgestapeld en de wetenschappelijke definities van alle hier gebruikte termen gekopieerd en geplakt; voor degenen die het nodig hebben, Google het gewoon.
Ik heb geprobeerd de 7 belangrijkste, naar mijn mening, punten samen te stellen, waarvan de kennis een jonge "IT-specialist" zal helpen de eerste fasen van een sollicitatiegesprek voor "IT" -posities te doorstaan, of dat in ieder geval gewoon aan de werkgever zal laten weten je weet duidelijk meer dan een gewone gebruiker.
Studeer, maak aantekeningen. Ik hoop dat het artikel voor velen nuttig zal zijn.
Bron: www.habr.com