Približne 80 % z nás, ktorí vyštudujeme vysokú školu s nejakým druhom IT špecializácie, sa nakoniec nestane programátorom. Mnoho ľudí získava prácu ako technická podpora, systémoví administrátori, nastavovači počítačových zariadení, konzultanti-predajcovia digitálnych zariadení, manažéri v IT oblasti a pod.
Tento článok je práve pre tých 80%, ktorí práve ukončili vysokú školu s nejakou IT špecializáciou a už začali sledovať voľné pracovné miesta napríklad na pozíciu systémového administrátora alebo jeho asistenta, prípadne terénneho inžiniera pre outsourcingovú spoločnosť, alebo pre technická podpora 1./2. linky.
A tiež na samoštúdium alebo na zaškolenie nových zamestnancov.
Počas mojej kariéry v IT oblasti som sa stretol s problémom, že univerzity neposkytujú najzákladnejšie znalosti o sieťach. Sám som sa s tým prvýkrát stretol, keď som po skončení vysokej školy chodil v roku 2016 na pohovory a nevedel som odpovedať na jednoduché (ako sa mi teraz zdá) otázky. Potom sa mi, samozrejme, zdalo, že som to pokazil a štúdium na univerzite som nedokončil. Ako sa ale ukázalo, problém bol vo vzdelávacom programe. Odteraz sa s touto vedomostnou medzerou stretávam aj pri školení nových zamestnancov.
A že vtedy som si musel naštudovať veľa článkov na internete, kým som pochopil základné body, a že teraz, keď mladým odborníkom žiadajú témy na štúdium, majú problém nájsť a asimilovať to, čo potrebujú. Je to spôsobené tým, že na internete je obrovské množstvo článkov a všetky sú roztrúsené podľa tém alebo napísané príliš zložitým jazykom. Navyše väčšina informácií na začiatku ich článkov obsahuje hlavne len vedecké definície a potom hneď zložité technológie použitia. Výsledkom je množstvo vecí, ktoré sú pre začiatočníka stále úplne nepochopiteľné.
Preto som sa rozhodol hlavné témy zhromaždiť v jednom článku a vysvetliť ich čo najjednoduchšie „na prstoch“.
Hneď vás upozorňujem, že v článku nebudú žiadne hlbšie informácie, len tie najzákladnejšie a najzákladnejšie.
Preberané témy:
- Globálne a lokálne siete
- Biele a sivé IP adresy
- NAT
- DHCP server a podsiete
- Sieťové smerovacie zariadenia (smerovač, prepínač, prepínač, rozbočovač)
- Základné príkazy analýzy siete
- Transportné protokoly UDP a TCP
1. Globálne a lokálne siete
Celá internetová sieť je rozdelená na globálne (WAN) и miestne (LAN).
Všetky používateľské zariadenia v rámci jedného bytu alebo kancelárie či dokonca budovy (počítače, smartfóny, tlačiarne/MFP, televízory atď.) sú pripojené k smerovaču, ktorý ich spája do miestna sieť.
Účastníci rovnakej lokálnej siete si môžu vymieňať dáta medzi svojimi zariadeniami bez pripojenia k poskytovateľovi internetu. Ak však chcete ísť online (napríklad prejdite do vyhľadávača Yandex alebo Google, prejdite na VK, Instagram, YouTube alebo AmoCRM), potrebujete prístup k globálnej siete.
Ukončiť do globálnej siete poskytuje poskytovateľ internetu, za čo mu platíme predplatné. Poskytovateľ nastavuje úroveň rýchlosti na svojich smerovačoch pre každé pripojenie v súlade s tarifou. Poskytovateľ nám pošle krútenú dvojlinku alebo vlákno do nášho smerovača (naša lokálna sieť) a potom akékoľvek zariadenie na našom lokálna sieť môže ísť do globálnej siete.
Analogicky možno siete prirovnať k cestám.
Napríklad cesty vo vašom meste N sú lokálnej sieti. Tieto cesty vás spájajú s obchodmi, podnikmi, parkami a ďalšími miestami vo vašom meste.
Ak sa chcete dostať do iného mesta N, musíte prejsť na federálnu diaľnicu a prejsť určitý počet kilometrov. To znamená ísť von globálnej siete.
Pre lepšiu predstavu o čo ide globálna a lokálna sieť Nakreslil som schematický nákres.
2. Biela a sivá IP adresa
Každé zariadenie v sieti má svoje vlastné jedinečná IP adresa. Je to potrebné, aby sieťové zariadenia pochopili, kam poslať požiadavku a odpoveď.
Je to tak, že naše domy a byty majú svoju presnú adresu (PSČ, mesto, ulica, číslo domu, číslo bytu).
V rámci vašej lokálnej siete (byt, kancelária alebo budova) existuje celý rad jedinečných adries. Myslím, že veľa ľudí si všimlo, že IP adresa počítača napríklad začína číslami 192.168.XX
Toto je lokálna adresa vášho zariadenia.
Tam povolené rozsahy miestnych sietí:
Myslím, že z uvedenej tabuľky je okamžite jasné, prečo je najbežnejší rozsah 192.168.XX
Ak chcete zistiť napríklad IP adresu svojho počítača (na základe OS Windows), zadajte príkaz do terminálu ipconfig
Ako vidíte, IP adresa môjho počítača je v mojej domácej sieti LAN 192.168.88.251
Ak chcete získať prístup do globálnych sietí, miestna IP adresa je nahradený routerom s globálne, ktorý vám dal váš poskytovateľ. Globálne adresy IP nespadajú do vyššie uvedených rozsahov.
Tak tu lokálne ip adresy sú sivé ip adresy a globálne ip adresy sú biele.
Pre lepšie pochopenie zvážte nižšie uvedený diagram. Na ňom som podpísal každé zariadenie jeho IP adresou.
Diagram ukazuje, že nás poskytovateľ uvoľňuje do globálnych sietí (internetu). biela IP adresa 91.132.25.108
Pre náš router vydal poskytovateľ sivú IP adresa 172.17.135.11
A v našej lokálnej sieti majú aj všetky zariadenia, resp sivá IP adresa 192.168.Х.Х
Pod akou IP adresou pristupujete do globálnej siete zistíte na stránke
Ale z toho všetkého stojí za to pamätať jeden veľmi dôležitý faktor!
V súčasnosti sa problém nedostatku bielych IP adries zhoršil, keďže počet sieťových zariadení už dávno prevyšuje počet dostupných IP adries. A z tohto dôvodu poskytovatelia internetu vydávajú používateľov sivé IP adresy (v rámci lokálnej siete poskytovateľa napr. v rámci viacerých bytových domov) a uvoľnené do globálnej siete pod jednou spoločnou biela ip adresa.
Ak chcete zistiť, či vám váš poskytovateľ poskytuje sivú alebo bielu IP adresu, môžete prejsť do smerovača a zistiť, akú IP adresu váš smerovač dostáva od vášho poskytovateľa.
Alebo prejdite napríklad na webovú stránku a úplne dole (v päte stránky) uvidíte IP adresu vášho routera.
Napríklad tu som sa prihlásil z domáceho internetu:
Ako vidíte, v skutočnosti mám šedá IP adresa 172.17.132.2 (pozri miestny rozsah adries). Na pripojenie bielej IP adresy poskytovatelia zvyčajne poskytujú ďalšie služby. službu s predplatiteľom poplatok.
V skutočnosti to pre domáci internet nie je vôbec kritické. A tu Pre firemné kancelárie sa odporúča zakúpiť bielu IP adresu od poskytovateľa, keďže používanie sivej IP adresy spôsobuje problémy s prevádzkou IP telefónie a taktiež nebude možné nastaviť vzdialené pripojenie cez VPN. To znamená, že sivá IP adresa vám neumožní pripojiť váš nakonfigurovaný server k internetu a neumožní vám nastaviť vzdialené pripojenie k serveru z inej siete.
3.NAT
V predchádzajúcej časti som poznamenal, že „V súčasnosti sa problém nedostatku bielych IP adries zhoršil” a preto je teraz bežnou schémou pripojenia medzi poskytovateľmi internetu pripojenie mnohých klientov so sivými IP adresami a ich uvoľnenie do globálneho internetu pod jednou spoločnou bielou IP.
Nebolo to však vždy tak, spočiatku každý dostal biele IP adresy a čoskoro, aby sa predišlo problému s nedostatkom bielych IP adries, bola vynájdená práve táto NAT (Network Address Translation) - mechanizmus na konverziu IP adries.
NAT funguje na všetkých smerovačoch a umožňuje nám prístup do globálnej siete z lokálnej siete.
Pre lepšie pochopenie sa pozrime na dva príklady:
1. Prvý prípad: zakúpené od vás biela IP adresa 91.105.8.10 a v lokálnej sieti je pripojených niekoľko zariadení.
Každé lokálne zariadenie má svoju vlastnú šedú IP adresu. Prístup na internet je však možný len z bielej IP adresy.
Preto, keď sa napríklad PC1 s IP adresou 192.168.1.3 rozhodol prejsť do vyhľadávacieho nástroja Yandex, smerovač, ktorý uvoľní požiadavku PC1 do globálnej siete, pripojí mechanizmus NATže konvertuje IP adresu PC1 na bielu globálnu IP adresu 91.105.8.10
Aj v opačnom smere, keď smerovač dostane odpoveď zo servera Yandex, používa mechanizmus NAT odošle túto odpoveď na IP adresu 192.168.1.3, ku ktorej je pripojený PC1.
2. Druhý prípad: K lokálnej sieti máte pripojených aj niekoľko zariadení, no od svojho poskytovateľa internetu ste si nekúpili bielu IP adresu.
V tomto prípade miestna adresa PC1(192.168.1.3) prvý konvertovaný NAT'om vášho smerovača a zmení sa na šedá IP adresa 172.17.115.3, ktorý vám dal váš poskytovateľ internetu, a potom sa vaša sivá IP adresa skonvertuje NATrouter poskytovateľa biela IP adresa 91.105.108.10a až potom je prístup na internet (globálna sieť).
To znamená, že v tomto prípade sa ukazuje, že vaše zariadenia sú pozadu NAT, Om.
Táto schéma má vyšší stupeň bezpečnosti pre vaše zariadenia, no má aj množstvo veľkých nevýhod. Napríklad nestabilná sip registrácia VoIP zariadení alebo jednosmerná počuteľnosť pri telefonovaní cez IP telefóniu.
Viac podrobností o fungovaní mechanizmu NAT, o jeho výhodách a nevýhodách, o prideľovaní portov, o zásuvkách a o typoch NAT Napíšem samostatný článok.
4. DHCP - server a podsiete
Ak chcete pripojiť zariadenie, napríklad počítač, k internetu, zvyčajne jednoducho pripojíte kábel (krútený pár) k počítaču a potom k voľnému portu na smerovači, po ktorom počítač automaticky získa IP adresu a prístup k Objaví sa internet.
Aj pomocou Wi-Fi, napríklad zo smartfónu alebo notebooku, sa pripojíte k sieti, ktorú potrebujete, zadáte heslo, zariadenie dostane IP adresu a máte internet.
А čo umožňuje zariadeniu automaticky získať lokálnu IP adresu?
Táto funkcia sa vykonáva DHCP server.
Každý router je vybavený DHCP server. IP adresy získané automaticky sú dynamické IP adresy.
Prečo dynamický?
Pretože pri každom novom pripojení alebo reštarte smerovača DHCP server sa tiež reštartuje a môže poskytnúť zariadeniam rôzne adresy IP.
To znamená, že teraz má váš počítač napríklad IP adresu 192.168.1.10, po reštartovaní smerovača sa IP adresa počítača môže zmeniť 192.168.1.35
Ak chcete zabrániť zmene adresy IP, môžete ju nastaviť staticky. To je možné vykonať na počítači v nastaveniach siete aj na samotnom smerovači.
A tiež, DHCP server Vo všeobecnosti ho môžete vypnúť na smerovači a IP adresy nastaviť manuálne.
Je možné nakonfigurovať viacero nastavení DHCP servery na jednom routeri. Potom sa lokálna sieť rozdelí na podsiete.
Napríklad pripojíme počítače do nulovej podsiete v rozsahu 192.168.0.2-192.168.0.255, tlačiarne do prvej podsiete v rozsahu 192.168.1.2-192.168.1.255 a Wi-Fi bude distribuovaná do piatej podsiete s rozsah 192.168.5.2-192.168.5.255 (pozri diagram nižšie)
Zvyčajne nie je potrebné rozlišovať medzi podsieťami. Robí sa to vtedy, keď má spoločnosť k sieti pripojený veľký počet zariadení a pri nastavovaní zabezpečenia siete.
Ale takáto schéma sa vo firmách vyskytuje pomerne často.
Preto určite potrebujete vedieť veľmi dôležitý bod.
Varovanie!
Ak potrebujete pristupovať k webovému rozhraniu napríklad tlačiarne alebo IP telefónu z počítača a váš počítač je umiestnený v inej podsieti, nebudete sa môcť pripojiť.
Aby sme to pochopili, pozrime sa na príklad:
Povedzme, že pracujete pre PC1 s lokálnou IP adresou 10.10.5.2 a chcete prejsť do webového rozhrania ip telefón s lokálnou IP adresou 192.168.1.3, potom sa nebudete môcť pripojiť. Keďže zariadenia sú v rôznych podsieťach. Na IP telefóny umiestnené v podsieti 192.168.1.X, môžete sa spojiť iba s PC3 (192.168.1.5).
Tiež do MFP (172.17.17.12) môžete sa spojiť iba s PC4 (172.17.17.10).
Preto, keď sa vzdialene pripájate k používateľovi na PC, aby ste získali prístup k webovému rozhraniu IP telefónu, nezabudnite najprv skontrolovať jeho lokálne IP adresy, aby ste sa uistili, že obe zariadenia sú pripojené k rovnakej podsieti.
5. Sieťové smerovacie zariadenia (smerovač, prepínač, prepínač, rozbočovač)
Možno to nie je zvláštne, ale je fakt, že nováčikovia v IT (niekedy už existujúci správcovia systémov) nepoznajú alebo si pletú také pojmy ako napr. smerovač, prepínač, prepínač, sieťová brána a rozbočovač.
Myslím si, že dôvod takéhoto zmätku vznikol v dôsledku šírenia synoným a žargónu v názvoch sieťových zariadení, čo teraz zavádza mnohých začínajúcich inžinierov.
Poďme pochopiť.
a) Smerovač, smerovač a sieťová brána
Každý vie, čo to je router. Že je to presne to zariadenie, ktoré distribuuje internet v interiéri, pripojené od poskytovateľa internetu.
Tak tu smerovač a sieťová brána je smerovač.
Toto zariadenie je hlavným zariadením pri organizovaní siete. V strojárstve sa najčastejšie používa názov „router".
Mimochodom, smerovač môže byť nielen set-top box, ale aj počítačová systémová jednotka, ak tam nainštalujete ďalšiu sieťovú kartu a nainštalujete napríklad RouterOS Mikrotik. Ďalej distribuujte sieť do mnohých zariadení pomocou prepínača.
b) Čo je to prepínač a ako sa líši od prepínača a rozbočovača
Prepnúť a prepnúť to je tiež synonymá. Avšak stredisko trochu iné zariadenie. O tom v nasledujúcom odseku (c).
prepínač (prepínač) slúži na rozvetvenie lokálnej siete. Ako odpalisko alebo prepäťová ochrana, kde pripájame naše zariadenia a napájame ich elektrinou z jednej zásuvky.
Prepínač nemôže smerovať sieť ako smerovač. Neposkytne vášmu zariadeniu IP adresu a nebude vás môcť pripojiť k internetu bez pomoci smerovača.
Štandardný smerovač má zvyčajne 4-5 portov na pripojenie zariadení. Preto, ak sú vaše zariadenia prepojené drôtmi a je ich viac ako portov na smerovači, potrebujete prepínač. K jednému portu smerovača môžete pripojiť switch s 24 portami a jednoducho organizovať lokálnu sieť pre 24 zariadení.
A ak sa vám povaľuje ďalší smerovač, môžete v jeho webovom rozhraní povoliť režim prepínania a použiť ho aj ako prepínač.
c) Náboj
Stredisko vykonáva rovnaké funkcie ako spínač. Ale jeho distribučná technológia je veľmi drevená a už zastaraná.
Stredisko distribuuje pakety prichádzajúce zo smerovača na všetky pripojené zariadenia bez rozdielu a samotné zariadenia musia pochopiť, či ide o paket alebo nie.
А prepínač má tabuľku MAC a preto distribuuje prichádzajúce pakety na jedno konkrétne zariadenie, ktoré si tento paket vyžiadalo. Preto prenos dát prepínač rýchlejšie a efektívnejšie.
V dnešnej dobe málokedy uvidíte využitie stredisko, ale stále sa stretávajú, musíte byť na to pripravení a určite odporučiť používateľovi, aby vymenil rozbočovač za prepínač.
6. Základné príkazy pre analýzu siete
a) Príkaz Ping
Ak chcete zistiť, či je aktívna adresa IP alebo samotné zariadenie, môžete ho „pingnúť“.
Ak to chcete urobiť, napíšte do príkazového riadku príkaz „ping“.IP adresa".
Tu sme „pingli“ na server Google DNS a ako vidíme, server je aktívny (odozva na ping je 83 ms).
Ak je cieľ nedostupný alebo táto adresa IP neexistuje, zobrazí sa nasledujúci obrázok:
To znamená, že nedostaneme odpoveď na ping.
Ale Ping oveľa užitočnejšie na použitie s kľúčmi:
-t - „ping“ nepretržite (pre zastavenie stlačte Ctrl+C)
s -zobraziť názov „pingovaného“ uzla (stránka/zariadenie/server)
V súlade s tým je kľúčom „s“ nám ukázal, že názov uzla pingnutého je „dns.google“.
A vďaka kľúču „-t“Ping pokračoval bez zastavenia, zastavil som ho stlačením Ctrl+C.
Pri nepretržitom pingu môžete vidieť, či sa pingovaný uzol správa primerane a približnú kvalitu internetového kanála.
Ako vidíme na snímke obrazovky, periodicky sa vyskytujú oneskorenia príjmu paketov až do 418 ms, čo je dosť kritická hodnota, pretože skok z 83 ms na 418 ms by ovplyvnil video komunikáciu spomalením/zamrznutím obrazu alebo IP adresy. telefonovanie zhoršením kvality hlasu.
V mojom prípade s najväčšou pravdepodobnosťou môj domáci internet zažíva búrku.
Ak však chcete zistiť príčinu podrobnejšie, musíte spustiť výpis. A toto je téma na celý článok.
Varovanie! Niekedy je odosielanie na smerovačoch zakázané ICMP pakety (niektoré to zámerne deaktivujú a niekde nie je štandardne povolené), v tomto prípade takýto uzol nebude reagovať na ping, hoci sám bude aktívny a v sieti normálne fungovať.
Ďalšou možnosťou je „ping“. zistiť, aká IP adresa sa skrýva za doménou webovej stránky. Konkrétne, na akom serveri je nainštalovaný hostiteľ lokality.
Ak to chcete urobiť, jednoducho napíšte webovú stránku namiesto adresy IP:
Ako vidíte, hub má IP adresu 178.248.237.68
b) Stopa
Niekedy je veľmi dôležité vidieť, akým smerom ide paket do určitého zariadenia.
Možno je niekde diera a balík sa nedostane k príjemcovi. Takže tu to je Nástroj na sledovanie pomáha určiť, v ktorej fáze je tento balík zaseknutý.
V operačnom systéme Windows sa tento nástroj volá pomocou príkazu „tracert“ IP adresa alebo doména:
Tu sme videli, cez ktoré uzly prechádza naša požiadavka, kým sa dostane na server ya.ru
Na OS Linux tento nástroj sa volá príkazom traceroute.
Niektoré zariadenia, smerovače alebo hlasové brány VoIP majú tiež nástroj na sledovanie.
c) Whois užitočnosť
Tento Pomôcka vám umožní zistiť všetky informácie o IP adrese alebo registrátorovi domény.
Napríklad skontrolujme IP adresa 145.255.1.71. Za týmto účelom zadávam príkaz do terminálu kto je 145.255.1.71
Dostali sme informácie o poskytovateľovi IP adresy, krajine, meste, adrese, rozsahu atď.
Používam to len na Linuxe. Pomôcku je možné jednoducho stiahnuť a nainštalovať zo štandardného úložiska operačného systému.
Ale čítal som aj to, že podobné riešenie je aj na Windowse.
7. Transportné protokoly TCP a UDP
Všetok prenos požiadaviek a príjem odpovedí medzi zariadeniami v sieti sa uskutočňuje pomocou transportných protokolov TCP a UDP.
TCP protokol zaručuje doručenie požiadavky a integritu jej prenosu. Pred odoslaním paketu proaktívne kontroluje dostupnosť hostiteľa. A ak sa počas cesty poruší integrita balíka, potom TCP doplní chýbajúce komponenty.
Vo všeobecnosti ide o protokol, ktorý urobí všetko pre to, aby sa vaša požiadavka dostala k adresátovi správne.
Tak TCP najbežnejší transportný protokol. Používa sa, keď používateľ surfuje po internete, prelieza stránky, služby, sociálne siete. siete atď.
UDP protokol nemá taký garantovaný prenos dát ako TCP. Nekontroluje dostupnosť koncového uzla pred jeho odoslaním a nedoplní paket, ak je znehodnotený. Ak sa cestou stratí nejaký paket alebo niekoľko paketov, správa sa dostane k príjemcovi v takejto neúplnej podobe.
Prečo potom potrebujete UDP?
Faktom je, že tento transportný protokol má oproti TCP v rýchlosti prenosu dát. Preto UDP sa široko používa na posielanie hlasových a video paketov v reálnom čase. A to v IP telefónii a videohovoroch.
Napríklad akýkoľvek hovor cez WhatsApp alebo Viber používa transportný protokol UDP. Tiež s videohovormi, napríklad cez Skype alebo rovnaké instant messenger WhatsApp a Viber.
Práve preto, že UDP nezaručuje absolútny prenos dát a integritu prenášaného paketu, často vznikajú problémy pri telefonovaní cez internet.
Sú to prerušenia hlasu, oneskorenia, ozveny alebo robovoce.
Tento problém sa vyskytuje kvôli načítanému internetovému kanálu, dvojitému NAT alebo rádiovému kanálu.
V takýchto prípadoch by bolo samozrejme dobré použiť TCP, ale bohužiaľ, prenos hlasu vyžaduje okamžitý prenos celých paketov a pre túto úlohu je ideálny UDP.
Aby ste sa vyhli problémom pri používaní UDP protokol, stačí zorganizovať vysokokvalitný internetový kanál. A tiež nastaviť vyhradené pásmo na smerovači UDPnačítať z iných zariadení, ktoré používajú TCP nezasahoval do fungovania prepravného protokolu UDP.
To je všetko.
Článok som nehromadil a nekopíroval a neprilepoval vedecké definície všetkých pojmov, ktoré sa tu používajú, pre tých, ktorí to potrebujú, stačí si to vygoogliť.
Pokúsil som sa dať dokopy 7 podľa mňa najdôležitejších bodov, ktorých znalosť pomôže mladému “IT špecialistovi” prejsť prvými fázami pohovoru na “IT” pozície, alebo aspoň dať zamestnávateľovi vedieť, že jasne viete viac ako bežný používateľ.
Študujte, robte si poznámky. Dúfam, že článok bude pre mnohých užitočný.
Zdroj: hab.com