Примерно 80% из нас, кто заканчивает университет с какой-либо IT-специальностью, в итоге не становится программистом. Многие устраиваются в техническую поддержку, системными администраторами, мастерами по наладке компьютерных устройств, консультантами-продавцами цифровой техники, менеджерами в it-сферу и так далее.
Эта статья как раз для таких 80%, кто только закончил университет с какой-либо IT-специальностью и уже начал мониторить вакансии, например, на должность системного администратора или его помощника, либо выездного инженера в аутсорсинговую фирму, либо в техническую поддержку 1-й/2-й линии.
А также для самостоятельного изучения или для обучения новых сотрудников.
За время своей трудовой деятельности в сфере IT я столкнулся с такой проблемой, что в университетах не дают самую основную базу касательно сетей. С этим я столкнулся сначала сам, когда, после окончания университета, ходил по собеседованиям в 2016 году и не мог ответить на простые (как мне сейчас кажется) вопросы. Тогда мне конечно показалось, что это я прохалтурил и не доучил в университете. Но как оказалось дело в образовательной программе. Так как сейчас, я также сталкиваюсь с данным пробелом знаний, когда обучаю новых сотрудников.
И что тогда, мне пришлось изучить множество статей в интернете, прежде чем я понял базовые моменты, и что сейчас, задавая молодым специалистам темы для изучения, они с трудом находят и усваивают необходимое. Это происходит по причине того, что в Интернете огромное количество статей и все они разрозненны по темам, либо написаны слишком сложным языком. Плюс большинство информации в начале своих статей содержат в основном просто научные определения, а дальше сразу сложные технологии использования. В итоге получается много того, что для начинающего пока совсем непонятно.
Именно поэтому я решил собрать основные темы в одну статью и объяснить их как можно проще «на пальцах».
Сразу предупреждаю, что никакой углубленной информации в статье не будет, только исключительно самая база и самое основное.
Темы, которые рассмотрены:
- Глобальные и локальные сети
- Белые и серые IP-адреса
- NAT
- DHCP-сервер и подсети
- Устройства маршрутизации сети (маршрутизатор, коммутатор, свитч, хаб)
- Основные команды анализа сети
- Транспортные протоколы UDP и TCP
1. Глобальные и Локальные сети
Вся интернет сеть подразделяется на глобальную (WAN) и локальную (LAN).
Все пользовательские устройства в рамках одной квартиры или офиса или даже здания (компьютеры, смартфоны, принтеры/МФУ, телевизоры и т.д.) подключаются к роутеру, который объединяет их в локальную сеть.
Участники одной локальной сети могут обмениваться данными между своими устройствами без подключения к интернет провайдеру. А вот чтобы выйти в сеть (например, выйти в поисковик Яндекс или Google, зайти в VK, Instagram, YouTube или AmoCRM) необходим доступ к глобальной сети.
Выход в глобальную сеть обеспечивает интернет провайдер, за что мы и платим ему абонентскую плату. Провайдер устанавливает на своих роутерах уровень скорости для каждого подключения в соответствии с тарифом. Провайдер прокидывает нам витую пару или оптику до нашего роутера (нашей локальной сети) и после этого любое устройства нашей локальной сети может выходить в глобальную сеть.
Для аналогии, сети, можно сравнить с дорогами.
Например, дороги вашего города N это локальная сеть. Эти дороги соединяют вас с магазинами, учреждениями, парками и другими местами вашего города.
Чтобы попасть в другой город N вам необходимо выехать на федеральную трассу и проехать некоторое количество километров. То есть выйти в глобальную сеть.
Для более наглядного представления, что такое глобальная и локальная сеть я нарисовал схематичный рисунок.
2. Белые и серые IP-адреса
Каждое устройство в сети имеет свой уникальный IP-адрес. Он нужен для того, чтобы устройства сети понимали куда необходимо направить запрос и ответ.
Это также как и наши дома и квартиры имеют свой точный адрес (индекс, город, улица, № дома, № квартиры).
В рамках вашей локальной сети (квартиры, офиса или здания) есть свой диапазон уникальных адресов. Я думаю многие замечали, что ip-адрес компьютера, например, начинается с цифр 192.168.X.X
Так вот это локальный адрес вашего устройства.
Существуют разрешенные диапазоны локальных сетей:
Думаю из представленной таблицы сразу становится понятно почему самый распространенный диапазон это 192.168.X.X
Чтобы узнать, например, ip-адрес своего компьютера (на базе ос windows), наберите в терминале команду ipconfig
Как видите, ip-адрес моего компьютера в моей домашней локальной сети 192.168.88.251
Для выхода в глобальные сети, ваш локальный ip-адрес подменяется роутером на глобальный, который вам выдал провайдер. Глобальные ip-адреса не попадают под диапазоны из таблички выше.
Так вот локальные ip-адреса — это серые ip-адреса, а глобальные — это белые.
Для большего понимания рассмотрите схему ниже. На ней я подписал каждое устройство своим ip-адресом.
На схеме видно, что провайдер выпускает нас в глобальные сети (в интернет) с белого ip-адреса 91.132.25.108
Для нашего роутера провайдер выдал серый ip-адрес 172.17.135.11
И в нашей локальной сети все устройства соответственно тоже имеют серые ip-адреса 192.168.Х.Х
Узнать под каким ip-адресом вы выходите в глобальную сеть можно на сайте 2ip.ru
Но из всего этого стоит помнить один очень важный фактор!
В настоящее время обострилась проблема нехватки белых ip-адресов, так как число сетевых устройств давно превысило количество доступных ip. И по этой причине интернет провайдеры выдают пользователям серые ip-адреса (в рамках локальной сети провайдера, например в пределах нескольких многоквартирных домов) и выпускают в глобальную сеть под одним общим белым ip-адресом.
Чтобы узнать серый ip-адрес выдает вам провайдер или белый, можно зайти к себе на роутер и посмотреть там, какой ip-адрес получает ваш роутер от провайдера.
Например я на своем домашнем роутере вижу серый ip-адрес 172.17.132.2 (см. диапазаон локальных адресов). Для подключения белого ip-адреса провайдеры обычно предоставляют доп. услугу с абон. платой.
На самом деле, для домашнего интернета это совсем не критично. А вот для офисов компаний рекомендуется покупать у провайдера именно белый ip-адрес, так как использование серого ip-адреса влечет за собой проблемы с работой ip-телефонии, а также не будет возможности настроить удаленное подключение по VPN. То есть серый ip-адрес не позволит вам вывести в интернет ваш настроенный сервер и не позволит настроить удаленное подключение на сервер из другой сети.
3. NAT
В предыдущем разделе я отметил, что “в настоящее время обострилась проблема нехватки белых ip-адресов” и поэтому распространенная схема подключения у интернет провайдеров сейчас, это подключать множество клиентов серыми ip-адресами, а в глобальный интернет выпускать их под одним общим белым ip.
Но так было не всегда, изначально всем выдавались белые ip-адреса, и вскоре, чтобы избежать проблему дефицита белых ip-адресов, как раз и был придуман NAT (Network Address Translation) — механизм преобразования ip-адресов.
NAT работает на всех роутерах и позволяет нам из локальной сети выходить в глобальную.
Для лучшего понимания разберем два примера:
1. Первый случай: у вас куплен белый ip-адрес 91.105.8.10 и в локальной сети подключено несколько устройств.
Каждое локальное устройство имеет свой серый ip-адрес. Но выход в интернет возможен только с белого ip-адреса.
Следовательно когда, например, ПК1 с ip-адресом 192.168.1.3 решил зайти в поисковик Яндекса, то роутер, выпуская запрос ПК1 в глобальную сеть, подключает механизм NAT, который преобразует ip-адрес ПК1 в белый глобальный ip-адрес 91.105.8.10
Также и в обратную сторону, когда роутер получит от сервера Яндекса ответ, он с помощью механизма NAT направит этот ответ на ip-адрес 192.168.1.3, по которому подключен ПК1.
2. Второй случай: у вас также в локальной сети подключено несколько устройств, но вы не покупали белый ip-адрес у интернет провайдера.
В этом случае локальный адрес ПК1(192.168.1.3) сначала преобразуется NAT‘ом вашего роутера и превращается в серый ip-адрес 172.17.115.3, который вам выдал интернет-провайдер, а далее ваш серый ip-адрес преобразуется NAT’ом роутера провайдера в белый ip-адрес 91.105.108.10, и только после этого осуществляется выход в интернет (глобальную сеть).
То есть, в этом случае получается, что ваши устройства находятся за двойным NAT’ом.
Такая схема имеет более высокую степень безопасности ваших устройств, но также и имеет ряд больших минусов. Например, нестабильная sip-регистрация VoIP оборудования или односторонняя слышимость при звонках по ip-телефонии.
Более подробно о работе механизма NAT, о его плюсах и минусах, о выделении портов, о сокетах и о видах NAT я напишу отдельную статью.
4. DHCP — сервер и подсети
Чтобы подключить устройство, например, компьютер к интернету вы обычно просто подключаете провод (витую пару) в компьютер и далее в свободный порт на роутере, после чего компьютер автоматически получает ip-адрес и появляется выход в интернет.
Также и с Wi-Fi, например со смартфона или ноутбука, вы подключаетесь к нужной вам сети, вводите пароль, устройство получает ip-адрес и у вас появляется интернет.
А что позволяет устройству получить локальный ip-адрес автоматически?
Эту функцию выполняет DHCP-сервер.
Каждый роутер оснащен DHCP-сервером. IP-адреса, полученные автоматически являются динамическими ip-адресами.
Почему динамические?
Потому что, при каждом новом подключении или перезагрузки роутера, DHCP-сервер тоже перезагружается и может выдать устройствам разные ip-адреса.
То есть, например, сейчас у вашего компьютера ip-адрес 192.168.1.10, после перезагрузки роутера ip-адрес компьютера может стать 192.168.1.35
Чтобы ip-адрес не менялся, его можно задать статически. Это можно сделать, как на компьютере в настройках сети, так и на самом роутере.
А также, DHCP-сервер на роутере вообще можно отключить и задавать ip-адреса вручную.
Можно настроить несколько DHCP-серверов на одном роутере. Тогда локальная сеть разделится на подсети.
Например, компьютеры подключим к нулевой подсети в диапазон 192.168.0.2-192.168.0.255, принтеры к первой подсети в диапазон 192.168.1.2-192.168.1.255, а Wi-Fi будем раздавать на пятую подсеть с диапазоном 192.168.5.2-192.168.5.255 (см. схему ниже)
Обычно, разграничение по подсетям производить нет необходимости. Это делают, когда в компании большое количество устройств, подключаемых к сети и при настройке сетевой безопасности.
Но такая схема в компаниях встречается довольно часто.
Поэтому обязательно нужно знать очень важный момент.
Внимание!
Если вам необходимо с ПК зайти на web-интерфейс, например, принтера или ip-телефона и при этом ваш ПК находится в другой подсети, то подключиться не получится.
Для понимания разберем пример:
Допустим вы работаете за ПК1 с локальным ip-адресом 10.10.5.2 и хотите зайти на web-интерфейс ip-телефона с локальным ip-адресом 192.168.1.3, то подключиться не получится. Так как устройства находятся в разных подсетях. К ip-телефона, находящиеся в подсети 192.168.1.X, можно подключиться только с ПК3 (192.168.1.5).
Также и к МФУ (172.17.17.10) вы сможете подключиться только с ПК4 (172.17.17.12).
Поэтому, когда подключаетесь удаленно к пользователю на ПК, чтобы зайти на web-интерфейс ip-телефона, то обязательно сначала сверяйте их локальные ip-адреса, чтобы убедиться, что оба устройства подключены к одной подсети.
5. Устройства маршрутизации сети (маршрутизатор, коммутатор, свитч, хаб)
Как ни странно, но есть такой факт, что новички в IT (иногда и уже действующие сис.админы) не знают или путают такие понятия как маршрутизатор, коммутатор, свитч, сетевой шлюз и хаб.
Я думаю, причина такой путаницы возникла из-за того, что наплодили синонимов и жаргонизмов в названиях сетевого оборудования и это теперь вводит в заблуждение многих начинающих инженеров.
Давайте разбираться.
а) Роутер, маршрутизатор и сетевой шлюз
Все знают что такое роутер. Что это именно то устройство, которое раздает в помещении интернет, подключенный от интернет провайдера.
Так вот маршрутизатор и сетевой шлюз это и есть роутер.
Данное оборудование является основным устройством в организации сети. В инженерной среде наиболее используемое название это “маршрутизатор”.
Кстати маршрутизатором может быть не только приставка, но и системный блок компьютера, если установить туда еще одну сетевую карту и накатить, например, RouterOS Mikrotik. Далее разрулить сеть на множество устройств с помощью свитча.
б) Что такое Свитч и чем он отличается от Коммутатора и Хаба
Свитч и Коммутатор это тоже синонимы. А вот хаб немного другое устройство. О нем в следующем пункте (в).
Коммутатор (свитч) служит для разветвления локальной сети. Как тройник или сетевой фильтр, куда мы подключаем свои устройства, чтобы запитать их электричеством от одной розетки.
Коммутатор не умеет маршрутизировать сеть как роутер. Он не выдаст вашему устройству ip-адрес и без помощи роутера не сможет выпустить вас в интернет.
У стандартного маршрутизатора обычно 4-5 портов для подключения устройств. Соответственно, если ваши устройства подключаются проводами и их больше чем портов на роутере, то вам необходим свитч. Можно к одному порту роутера подключить свитч на 24 порта и спокойно организовать локальную сеть на 24 устройства.
А если у вас завалялся еще один роутер, то можно в его web-интерфейсе включить режим коммутатора и тоже использовать как свитч.
в) Хаб
Хаб выполняет те же функции, что и коммутатор. Но его технология распределения сильно деревянная и уже устарела.
Хаб раздает приходящие от роутера пакеты всем подключенным устройствам без разбора, а устройства уже сами должны разбираться их это пакет или нет.
А коммутатор имеет MAC таблицу и поэтому распределяет приходящие пакеты на одно конкретное устройство, которое и запрашивало этот пакет. Следовательно передача данных коммутатором быстрее и эффективнее.
В настоящее время уже редко где встретишь использование хаба, но всё таки они попадаются, нужно быть к этому готовым и обязательно рекомендовать пользователю замену хаба на свитч.
6. Основные команды для анализа сети
а) Команда Ping
Чтобы понять активен ли ip-адрес или само устройство, можно его “пропинговать”.
Для этого в командной строке пишем команду ping “ip-адрес”.
Здесь мы “пинганули” dns сервер google и, как видим, сервер активен (отклик на пинги есть и равен 83 мс).
Если адресат недоступен или данный ip-адрес не существует, то мы увидим такую картину:
То есть ответа на пинги не получаем.
Но Ping намного полезней использовать с ключами:
-t -”пинговать” непрерывно (для остановки нажимаем комбинацию Ctrl+С)
-а -отображать имя “пингуемого” узла (сайта/устройства/сервера)
Соответственно ключ “-а” нам показал, что имя пингуемого узла “dns.google”.
А благодаря ключу “-t” ping шел без остановки, я остановил его, нажав Ctrl+C.
При непрерывном пинге можно увидеть адекватно ли ведет себя пингуемый узел и примерное качество работы интернет канала.
Как видим из скриншота, периодически возникают задержки приема пакета аж до 418 мс, это довольно критичное значение, так как скачок с 83 мс до 418 мс отразился бы на видеосвязи торможением/зависанием изображения или в ip-телефонии деградацией качества голоса.
В моем случае, скорей всего штормит мой домашний Интернет.
Но чтобы более детально установить причину, это нужно запускать dump. А это тема для целой статьи.
Внимание! Иногда на роутерах отключена отправка ICMP пакетов (кто-то отключает специально, а где-то не включена по умолчанию), в таком случае на «пинги» такой узел отвечать не будет, хотя сам будет активен и нормально функционировать в сети.
Еще одна возможность “пинга” это узнать какой ip-адрес скрывается за доменом сайта. А именно, на каком сервере установлен хост сайта.
Для этого просто вместо ip-адреса пишем сайт:
Как видите, у хабра ip-адрес 178.248.237.68
б) Трассировка
Иногда очень важно увидеть каким путем идет пакет до определенного устройства.
Возможно где-то есть пробоина и пакет не доходит до адресата. Так вот утилита трассировки помогает определить на каком этапе этот пакет застревает.
На ОС Windows эта утилита вызывается командой “tracert” ip-адрес или домен:
Здесь мы увидели через какие узлы проходит наш запрос, прежде чем дойдет до сервера ya.ru
На ОС Linux эта утилита вызывается командой traceroute.
Утилитой трассировки также и обладают некоторые устройства, маршрутизаторы или голосовые VoIP шлюзы.
в) Утилита whois
Данная утилита позволяет узнать всю информацию об ip-адресе или о регистраторе домена.
Например, проверим ip-адрес 145.255.1.71. Для этого ввожу в терминале команду whois 145.255.1.71
Получили информацию о провайдере ip-адреса, страну, город, адрес, диапазон и т.д.
Я пользуюсь ей только на Linux. Утилита качается и устанавливается легко из стандартного репозитория операционной системы.
Но также читал, что и на Windows есть подобное решение.
7. Транспортные протоколы TCP и UDP
Все передачи запросов и прием ответов между устройствами в сети осуществляются с помощью транспортных протоколов TCP и UDP.
TCP протокол гарантированно осуществляет доставку запроса и целостность его передачи. Он заранее проверяет доступность узла перед отправкой пакета. А если по пути целостность пакета будет нарушена, то TCP дополнит недостающие составляющие.
В общем, это протокол, который сделает все, чтобы ваш запрос корректно дошел до адресата.
Поэтому TCP самый распространенный транспортный протокол. Он используется когда пользователь серфит интернет, лазает по сайтам, сервисам, соц. сетям и т.д.
UDP протокол не имеет такой гарантированной передачи данных, как TCP. Он не проверяет доступность конечного узла перед отправкой и не восполняет пакет в случае его деградации. Если какой-то пакет или несколько пакетов по пути утеряны, то сообщение дойдет до адресата в таком неполном виде.
Зачем тогда нужен UDP?
Дело в том, что данный транспортный протокол имеет огромное преимущество перед TCP в скорости передачи данных. Поэтому UDP широко используется для пересылки голосовых и видео пакетов в реальном времени. А именно, в ip-телефонии и видео звонках.
К примеру, любой звонок через WhatsApp или Viber использует транспортный протокол UDP. Также и при видео звонках, например, через Skype или те же мессенджеры WhatsApp и Viber.
Именно потому что UDP не гарантирует абсолютную передачу данных и целостность передаваемого пакета, зачастую возникают проблемы при звонках через интернет.
Это прерывание голоса, запаздывание, эхо или робоголос.
Данная проблема возникает из-за нагруженного интернет канала, двойного NATа или радиоканала.
Хорошо бы конечно в таких случаях использовать TCP, но увы, для передачи голоса необходима мгновенная передача целостных пакетов, а для этой задачи идеально подходит UDP.
Чтобы не возникало проблем с использованием UDP протокола, нужно просто организовать качественный интернет канал. А также настроить на роутере выделенную полосу для UDP, чтобы нагрузка с других устройств, которые используют TCP не мешала работе транспортного протокола UDP.
На этом всё.
Я не стал нагромождать статью и копипастить сюда научные определения всех используемых терминов, кому это необходимо, просто загуглите.
Я постарался собрать воедино 7 самых важных, на мой взгляд, моментов, знание которых, помогут юному “айтишнику” пройти первые этапы собеседования на “айтишные” должности или хотя бы просто дать понять работодателю, что вы явно знаете больше, чем рядовой юзер.
Изучайте, конспектируйте. Надеюсь, что статья многим принесет пользу.
Современные домашние ПК и почти все мобильные устройства имеют возможность выходить в сеть, будь то локальная или всемирная (Интернет). Мы расскажем, как достаточно просто организовать дома локальную сеть и с ее помощью обмениваться фотками и даже печатать их на сетевом принтере.
Домашняя локальная сеть: с проводами и без
Для организации домашней сети с более чем 3 устройствами, одно должно быть настольным ПК, а два других могут быть такими же настольными, либо портативными, например, ноутбук и планшет или смартфон.
В настоящее время в домашних решениях мало кто для организации сети создает отдельный сервер, подключенный к Интернету и через свитч осуществляющий доступ в локальную сеть и Интернет. Самым оптимальным решением является обычный Wi-Fi роутер c 4 и более LAN-портами, и одним и более USB портом для подключения внешних жестких дисков.
В общем-то, в настройках роутера уже имеется все для организации локальной домашней сети. Но эта сеть будет односторонней, в которой устройства не будут иметь доступ друг к другу, а значит — не смогут обмениваться файлами. Организация доступа — это как раз то, что нам предстоит настроить.
Организация рабочей группы
Для того, чтобы все компьютеры в локальной сети видели друг друга, нужно задать им одинаковые имена для параметра «Рабочая группа». Для этого в Windows 10 нужно в меню Пуск набрать слово «Система», кликнуть по результату (Система — Панель управления) и в открывшемся окне нажать справа на ссылку «Изменить параметры».
В следующем окне нажмите на кнопку «Изменить» и задайте имя вашей сетевой рабочей группы. Оно должно быть набрано английскими буквами. Имя вашего устройства должно быть уникальным, чтобы его можно было идентифицировать в локальной сети. После применения изменений придется перезагрузить компьютер, чтобы новые настройки вступили в силу.
Затем необходимо настроить, собственно, сам доступ. Для этого откройте Панель управления, кликните по разделу «Сеть и Интернет» и перейдите в «Центр управления сетями и общим доступом». Здесь в левой части нажмите на «Изменить дополнительные параметры общего доступа».
Здесь необходимо активировать обнаружение самого компьютера и подключенных к нему принтеров для домашней (частной) сети, после чего нажать на кнопку «Сохранить изменения».
Задаем IP-адреса в локальной сети
В целом домашняя локальная сеть уже должна работать, и все подключенные у ней устройства должны обнаруживаться. Но пока они не получили динамические адреса (назначаемые системой автоматически), это не позволит вам использовать ярлыки быстрого доступа к папкам устройств, т.к. они каждый раз будут получать от системы другой адрес. Избежать этого позволит назначение каждому устройству статического IP-адреса. Это можно сделать в настройках роутера для мобильных устройств, подключенных по Wi-Fi или в Windows ПК, подключенного по витой паре.
В первую очередь нужно узнать IP-адрес нашего роутера, который обычно напечатан на наклейке в нижней части устройства. Как правило, это 192.168.0.1 или 192.168.1.1. Последняя цифра (1) указывает на порядковый номер устройства в сети и может изменяться в диапазонах от 0 до 255. Учитывая, что 0 и 1 уже зарезервированы роутером, можно использовать цифры от 2 до 255.
Чтобы назначить ПК IP-адрес в локальной сети перейдите в «Панель управления – Центр управления сетями и общим доступом – Изменение параметров адаптера» (вторая строка в левом меню). Найдите в открывшемся списке сетей ту, к которой подключен ваш ПК и через правую кнопку мыши откройте «Свойства».
Здесь нужно перейти к пункту «IP версии 4 (TCP/IPv4)» и вызвать его свойства. Именно в этом окне нужно будет задать вручную статический IP-адрес вашего компьютера и шлюза.
Для этого переключите чекбокс на «Использовать следующий IP-адрес» и укажите цифры адреса и шлюза (начните снизу вверх):
- Основной шлюз. Сюда вписывается IP-адрес маршрутизатора;
- Маска подсети. Обычно указана там же, где и адрес роутера. Чаще всего имеет значение 255.255.255.0 или 255.255.0.0;
- IP-адрес. Сюда пишем желаемый адрес нашего компьютера, который будет отличаться от адреса роутера последней цифрой.
В настройках DNS-серверов также выберите опцию «Использовать следующие адреса DNS-серверов» и в качестве предпочитаемого DNS-сервера укажите IP-адрес роутера. Альтернативный DNS указывать не обязательно. Нажмите ОК и повторите процедуру для всех других Windows-устройств в вашей локальной сети, изменяя последнюю цифру на 1 больше. Потребуется перезагрузка.
После этого все устройства будут видны в сети, и их ресурсы будут доступны для каждого из ПК, при этом вы сможете обмениваться файлами, например, через общую папку или подключенный к роутеру внешний диск. Также можно будет зарегистрировать в качестве общего сетевой принтер, подключенный по USB к одному из компьютеров в сети и в дальнейшем выполнять на нем печать (при условии, что этот ПК будет включен).
Читайте также:
- Идеальная планировка домашней сети: подключаем все устройства и расширяем диапазон Wi-Fi
Фото: компании-производители
Локальная сеть (Local Area Network, сокращенно LAN) — несколько компьютеров и гаджетов (принтеры, смартфоны, умные телевизоры), объединенных в одну сеть посредством специальных инструментов. Локальные сети часто используются в офисах, компьютерных классах, небольших организациях или отделениях крупных компаний. Локальная сеть дает большой простор для деятельности, например, создание умного дома с подключением саундбаров, телефонов, кондиционеров, умных колонок. Можно перебрасывать с телефона фотографии на компьютер без подключения по кабелю, настроить распознавание команд умной колонкой. Преимуществом является то, что локальная сеть — это закрытая система, к которой посторонний не может просто так подключиться.
Для чего нужна локальная сеть
Локальная сеть дает множество удобных функций для использования нескольких компьютеров одновременно:
- передача файлов напрямую между участниками сети;
- удаленное управление подключенными к сети принтерами, сканерами и прочими устройствами;
- доступ к интернету всех участников;
- в других случаях, когда нужна связь между несколькими компьютерами, к примеру, для игр по сети.
Что нужно для создания локальной сети
Для создания собственной LAN-сети минимальной конфигурации достаточно иметь пару компьютеров, Wi-Fi роутер и несколько кабелей:
- непосредственно сами устройства (компьютеры, принтеры и тд).
- Wi-Fi-роутер или маршрутизатор. Самое удобное устройство для создания домашней сети, поскольку Wi-Fi-роутер есть практически в каждом доме.
- Интернет-кабели с витой парой. Раньше было важно использование crossover-кабелей при соединении компьютеров напрямую, без роутеров и switch-коммутаторов. Сейчас же в них нет нужды, поскольку сетевые карты сами понимают как подключен кабель и производят автоматическую настройку.
- Switch-коммутаторы или hub-концентраторы. Служат для объединения устройств в одну сеть. Главный «транспортный узел». Необязательное, но удобное устройство, давно вытесненное Wi-Fi маршрутизаторами из обычных квартир.
- NAS (англ. Network Attached Storage). Сетевое хранилище. Представляет собой небольшой компьютер с дисковым массивом. Используется в качестве сервера и хранилища данных. Также необязательная, но удобная вещь.
Нужное оборудование у нас есть, что дальше?
Сначала необходимо определиться, каким образом будут соединяться между собой компьютеры. Если используется проводной способ подключения, то подключаем все кабели к роутеру или коммутатору и соединяем их в сеть. Существует несколько способов создания LAN-сетей.
Если используется Wi-Fi, то сначала необходимо убедиться, поддерживают ли устройства данный вид связи. Для компьютера может пригодиться отдельный Wi-Fi-адаптер, который придется отдельно докупать. В ноутбуках же он предустановлен с завода. Подключаем устройства к одному Wi-Fi-маршрутизатору.
Настройка обнаружения
Просто подключить оборудование друг к другу недостаточно, поэтому идем дальше:
- Все устройства должны находиться в одной «рабочей группе». Этот параметр легко настраивается в ОС Windows 10.
Для этого проходим по пути: Панель управления — Система и безопасность — Система — Дополнительные параметры системы — Свойства системы. В открывшемся окошке надо указать, что компьютер является членом определенной рабочей группы и дать ей название. Это действие повторить на всех остальных ПК из сети.
- При использовании Wi-Fi изменить параметр сетевого профиля в настройках сети. Для этого в настройках «Параметры Сети и Интернет» в разделе «Состояние» нужно нажать на «Изменить свойства подключения» и выбрать профиль «Частные».
- После этого настраиваем параметры общего доступа. Идем в «Центр управления сетями и общим доступом» и открываем «Изменить дополнительные параметры общего доступа». Там нужно включить сетевое обнаружение, а также доступ к файлам и принтерам.
- Не забываем включить доступ к ПК и отключить защиту паролем.
Теперь наступает важный этап работы: настроить сетевое обнаружение и общий доступ к файлам
Важно убедиться, чтобы у всех компьютеров были правильные IP-адреса. Обычно система автоматически настраивает данный параметр, но если при работе LAN появятся сбои, то нужно будет указать адреса вручную. Проверить IP можно с помощью «настроек параметров адаптера». Заходим в «Центр управления сетями и общим доступом» и оттуда нажимаем «Изменение параметров адаптера».
Нажимаем ПКМ по подключению и открываем свойства. Дальше открываем свойства IP версии 4 TCP / IPv4 (может иметь название «протокол Интернета версии 4»). IP-адрес — то, что нам нужно. Смотрим, чтобы у первого компьютера был адрес, отличный от второго. Например, для первого будет 192.168.0.100, 192.168.0.101 у второго, 192.168.0.102 у третьего и т.д. Для каждого последующего подключенного компьютера меняем последнюю цифру адреса. Стоит учесть, что у разных роутеров могут быть разные, отличные от указанных IP-адреса. На этом этапе локальная сеть уже готова и функционирует.
Заходим в раздел «Сеть» проводника. Если все подключено правильно, то мы увидим подключенные к сети устройства. Если же нет, то Windows предложит нам настроить сетевое обнаружение. Нажмите на уведомление и выберите пункт «Включить сетевое обнаружение и доступ к файлам». Стоит учесть, что брадмауэр может помешать работе LAN, и при проблемах с работой сети надо проверить параметры брадмауэра. Теперь надо только включить нужные папки и файлы для общего доступа.
Как открыть доступ к папкам?
Нажимаем ПКМ по нужной папке и заходим во вкладку «Доступ». Нажимаем «Общий доступ» и настраиваем разрешения. Для домашней локальной сети легче всего выбрать вариант «Все». Выбираем уровень доступа для остальных участников «чтение или чтение + запись».
Теперь из свойств папки заходим во вкладку безопасности. Нажимаем «Изменить» и «Добавить». Выбираем «Все» и активируем изменения. В списке разрешений для папки должна находиться группа «Все». Если нужно открыть доступ не к отдельной папке, а всему локальному диску, то нужно зайти в свойства диска, нажать «Расширенная настройка» и поставить галочку в поле «Открыть общий доступ». Командой «localhost» можно посмотреть, какие папки данного компьютера имеют общий доступ для локальной сети. Чтобы просмотреть файлы из общих папок нужно в проводнике найти раздел «Сеть» и открыть папку нужного компьютера.
Как подключить принтер в локальную сеть
В «Устройствах и принтерах» нужно выбрать принтер и нажав ПКМ перейти в свойства принтера. Во вкладке «Доступ» нажать на галочку «Общий доступ». Принтер должен отображаться иконкой, показывающей, что устройство успешно подключено к LAN.
Если нужно закрыть доступ к папке, то в свойствах надо найти пункт «Сделать недоступными». Если же нужно отключить весь компьютер от LAN, то легче всего изменить рабочую группу ПК.
Администрирование и создание локальных сетей с помощью программ
Бывают ситуации, когда необходимо сделать локальную сеть, но это физически невозможно. На помощь приходит программное обеспечение, позволяющее создавать виртуальные локальные сети. Существуют разные программы для создания администрирования локальных сетей. Расскажем о паре из них:
RAdmin
Очень удобное приложение, позволяющее работать с локальной сетью или VPN в пару кликов. Основные функции программы это: удаленное управление компьютером с просмотром удаленного рабочего стола, передача файлов. Также программа может помочь геймерам, играющим по локальной сети.
Hamachi
Пожалуй, самая популярная программа в данной категории. Может создавать виртуальные локальные сети с собственным сервером. Позволяет переписываться, передавать файлы и играть в игры по сети. Также имеет клиент для Android.
Как создать и настроить локальную сеть LAN
Компьютерные локальные сети, в отличие от глобальной, обеспечивают связь между компьютерами в пределах одного помещения, причем независимо от его размеров. Это может быть одна квартира или большой торговый центр. Существуют также гетерогенные (смешанные) сети, когда между собой связаны компьютеры или другие устройства с различными операционными системами или с разными протоколами передачи данных. В пределах одной локальной сети можно подключать не только компьютеры и ноутбуки, но и другие мультимедийные устройства (телевизоры, игровые приставки, музыкальные центры и т.д.) Грамотно создав такую систему, вы сможете просматривать фильмы или слушать музыку, которая находится на компьютерных носителях, на экране телевизора или с помощью аудиосистемы, быстро обмениваться файлами и т.д.
В данной статье мы рассмотрим пример настройки локальной сети для домашнего пользования. Справиться с этим делом сможет даже обычный пользователь. Рассматриваем вариант, когда на всех компьютерах установлена привычная для российских пользователей система Windows 7 (процедура почти ничем не отличается для настройки домашней сети под Windows 8 или Vista).
Заказать услугу
Первый этап — подбор оборудования
Настройка начинается с выбора подходящего сетевого компонента. Вариантов несколько — свитч (switch), роутер (router) или беспроводная точка доступа. Причем они могут комбинироваться, если вы планируете создание не только локальной сети, но и подключение к глобальной. В чем разница между этими устройствами?
- Простой свитч для домашней сетки обеспечивает исключительно связь между компьютерами с помощью проводного соединения. Никаких других функций он не несет (мы не будем рассматривать особые «умные» устройства, которые используют провайдеры). Компьютеры и мультимедийные устройства подключаются к этому сетевому коммутатору проводами. В магазинах кабели UTP5 с обжатыми концами называются патч-кордами и продаются с разной длиной. Длина каждого патч-корда для домашней локальной сети не имеет значения, поскольку от устройства до устройства сигнал проходит по кабелю без ухудшения до 150 метров.
- Роутер, или маршрутизатор. Этот сетевой компонент не только связывает между собой точки локальной сети, но и может обеспечивать доступ к сети Интернет. При этом многие современные модели поддерживают как проводную, так и беспроводную связь устройств внутренней системы (через WiFi).
- Беспроводная точка доступа для домашнего пользования обеспечит связь ваших гаджетов между собой исключительно через WiFi. Учтите, что подключиться к ней могут компьютеры, имеющие беспроводную сетевую карту, ну а современные телефоны и планшеты почти все без исключений имеют доступ к WiFi.
Для самой простой связи домашних компьютеров в одну систему подойдет относительно дешевый свитч. Дороже обойдутся роутеры и беспроводные точки. Выбирайте подходящие компоненты, исходя из своих потребностей и финансовых возможностей. На рынке они представлены в большом количестве.
Второй этап — настройка локальной сети (через свитч)
В случае выбора вами простого свитча и подключения к нему компьютеров с помощью кабеля, мы сразу переходим к этапу настройки параметров для каждого компьютера или устройства.
В системе Windows 7 нам необходимо зайти в меню Пуск, выбрать Панель управления и открыть вкладку Центр управления сетями.
Кликнув на название сети (Домашняя сеть, Сеть предприятия и т.д.), вы сможете перейти к созданию рабочей группы (но лучше не усложнять процесс и отменить предложение системы). Слева вы увидите пункт Изменить дополнительные параметры общего доступа. Убедитесь, что в нем включены параметры Сетевое обнаружение, Общий доступ к файлам и принтерам, Общий доступ к папкам и другие необходимые вам параметры. Данные действия необходимо провести на каждом компьютере/ноутбуке!
Теперь настраиваем сетевые карты. В Центре управления сетями нажимаем пункт Подключение по локальной сети.
В появившемся окне нажимаем Свойства и выбираем строку Протокол Интернета версии 4 (TCP/IPv4) и снова нажимаем Свойства. В появившемся окне выбираем Использовать следующий IP-адрес и прописываем IP для первого (главного) компьютера — 192.168.0.1, а маску подсети — 255.255.255.0.
Строка с номером шлюза не указывается, если локальная сеть не имеет доступа к Интернету. Такие же действия проводим на всех других устройствах, только меняем последнюю после точки цифру в IP-адресе на 2, 3, 4 и т.д.
Количество подключаемых компьютеров обычно обуславливается числом выходов на хабе, которое варьируется от 8-16 или ещё больше. Такой способ подключения при определённых настройках о которой мы поговорим немного позже, позволяет объединить все компьютеры единой локальной сетью. Помимо этого такое подключение позволяет компьютерам находиться в сети независимо друг от друга. Даже если один из компьютеров отключится от сети, остальные буду продолжать работу. Для того чтобы реализовать сеть посредством хаба нам понадобится специальный сетевой кабель который будет связывать каждый компьютер с сетью. Этот кабель так же известен под названием «витая пара».
Шаг третий — проверка сетевых настроек
Теперь можно проверить корректность создания локальной сети. Для этого в меню Пуск в поиске набираем cmd и жмем Enter, в появившемся окне набираем слово ping и через пробел адрес требуемого компьютера, например, ping 192.168.0.3. если все было сделано верно, то появится сообщение об успешном обмене пакетами и время отклика. Если же настройки не были сделаны корректно, то вы увидите сообщения о превышении интервала ожидания для запроса.
Второй этап — настройка локальной сетки (для роутера)
В случае, если вы используете роутер в своей системе, то настройка обычной «локалки» ничем не отличается от вышеописанных действий для свитча. Но если вы хотите подключить компьютеры локальной сети к Интернету, то порядок действий изменяется радикально. Мы настраиваем только роутер, а для всех подключаемых к домашней сети устройств выставляем в параметрах сетевых карт пункт — Получать IP-адреса автоматически.
Чтобы настроить роутер, необходимо открыть окно любого браузера и набрать в строке его сетевой адрес (он обычно указан на самой коробке или в документации к нему). В зависимости от марки и производителя эти IP-адреса могут быть разные. Браузер откроет нам окно с параметрами роутера, где необходимо указать сведения, которые вам дал провайдер. В случае, если все было сделано верно, все ваши устройства автоматически объединятся по локальной сети и будут подключены к Интернету. Теперь вы можете перейти к 3 шагу — проверке корректности настройки и «пропинговать» все свои устройства, как это описано выше.
Если у вас возникли сложности, то мастера компании «Админ Сервис» всегда готовы помочь вам с проектированием, прокладкой и настройкой локальной компьютерной сети.
Заказать услугу
Краткий курс — основы компьютерных сетей. В этом материале я расскажу (сжато) об основах компьютерных сетей. Статья предназначена для начинающих, а так же будет полезна школьникам старших классов и студентам. Начнем с базовых определений.
Сеть – совокупность систем связи и систем обработки информации, которая может использоваться несколькими пользователями.
Компьютерная сеть – сеть, в узлах которой содержатся компьютеры и оборудование коммуникации данных.
Вычислительная сеть – соединенная каналами связи система обработки данных, ориентированная на конкретного пользователя.
Компьютерная сеть — представляет собой систему распределенной обработки информации. Что тут важно. Важно то, что в распределенной системе не важно откуда и с какого устройства вы заходите. Вы можете войти в сеть с любого устройства (персональный компьютер, ноутбук, планшетный компьютер, телефон) из любой точки мира где есть интернет.
Краткая история развития компьютерных сетей
Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.
50-е годы: мейнфреймы
В 50-х года 20-го века появились первые «компьютеры» — мейнфреймы. Это были большие вычислительные машины которые могли занимать по площади современный спортивный зал. Вычислительные мощности были не большие, но факт в том что вычисления уже производила машина.
Начало 60-х годов: многотерминальные системы
В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.
70-е годы: первые компьютерные сети
?0-е годы, время холодной войны. СССР и США сидели возле своих ракет и думали кто же атакует (или не атакует) первым. Центры управления ракетами США располагались в разных местах удаленных друг от друга. Если в одном центре производится запуск ракет, после которого в центр попадает ракета врага, то вся информация в этом центре — утеряна. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)) ставит перед учеными задачу — разработать технологию которая позволяла бы передавать информацию из одного стратегического центра в другой на случай его уничтожения.
В 1969 году появляется ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — первая компьютерная сеть созданная на основе протокола IP который используется и по сей день. За 11 лет ARPANET развивается до сети способной обеспечить связь между стратегическими объектами вооруженных сил США.
Середина 70-х годов: большие интегральные схемы
На основе интегральных схем появляются «мини компьютеры». Они начинают выходить за пределы министерства обороны и постепенно внедряются в повседневную жизнь. За компьютерами начинают работать бухгалтера, менеджеры, компьютеры начинают управлять производством. Появляются первые локальные сети.
Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую
одной организации.Сетевая технология – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.
В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:
- Ethernet.
- Token Ring.
- Arcnet.
- FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — волоконнооптический интерфейс передачи данных.
- TCP/IP используется в ARPANET.
- Ethernet становится лидером среди сетевых технологий.
- В 1991 году появился интернет World Wide Web.
Общие принципы построения сетей
Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:
- Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
- Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
- Вычислительных мощностей.
Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.
Сетевые интерфейсы разделяются на:
- Физические интерфейсы (порты).
- Логические интерфейсы (протоколы).
Порт
Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?
Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.
Это число записывается в заголовках протоколов транспортного уровня (об этом ниже). Порт указывает для какой программы предназначен тот или иной пакет (грубо говоря та или иная информация). Например, http-сервер работает через порт 80. Когда вы открываете браузер, вы отправляете запрос на веб-сервер через 80 порт и сервер понимает что это http запрос и вам нужен сервер который передаст вам страницу в формате html (ответ сервера).
Протокол
Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:
Адрес отправителя (Source address):
IP: 82.146.49.11
Port: 2049
Адрес получателя (Destination address):
IP: 195.34.32.111
Port: 53
Данные пакета:
…
Благодаря этим данным информация будет передана на нужный узел.
Пара клиент—сервер
Начнем с определений.
Клиент — это модуль, предназначенный для формирования и передачи сообщений-запросов к ресурсам удаленного компьютера от разных приложений с последующим приемом результатов из сети и передачей их соответствующим приложениям.
Сервер — это модуль, который постоянно, ожидает прихода из сети запросов от клиентов и, приняв запрос, пытается его обслужить, как правило, с участием
локальной ОС; один сервер может обслуживать запросы сразу нескольких клиентов (поочередно или одновременно)/
Проще говоря Сервер — это компьютер на котором установлена программа, или принтер. Клиент — это компьютер который подключается к программе, работает с ней и распечатывает какие-либо результаты, например.
При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.
Топология физических сетей
Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационной оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам – физические или информационные связи между вершинами.
- Полносвязная (а).
- Ячеистая (б).
- Кольцо (в).
- Звезда (г).
- Дерево (д).
- Шина (е).
Основных топологий сети 6. В целом тут все просто. На сегодняшний день наиболее распространенная топология — Дерево.
Адресация узлов сети
Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации, называется адресным пространством. Адресное пространство может
иметь плоскую (линейную) организацию или иерархическую организацию.Для преобразования адресов из одного вида в другой используются специальные вспомогательные протоколы, которые называют протоколами разрешения адресов.
Коммутация
Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю, образует маршрут.
Обобщенные задачи коммутации
- Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать маршруты.
- Маршрутизация потоков.
- Продвижение потоков, то есть распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.
- Мультиплексирование и демультиплексирование потоков.
Уровни сетевой модели OSI и уровни TCP/IP
(OSI) Open System Interconnection — многоуровневая модель взаимодействия открытых систем, состоящая из семи уровней. Каждый из семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов связи.
Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней, каждый последующий возводится над предыдущим.
Целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса.
Протокол – формализованное правило, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах.
Протоколы, реализующие модель OSI никогда не применялись на практике, но имена и номера уровней используются по сей день.
- Физический.
- Канальный.
- Сетевой.
- Транспортный.
- Сеансовый.
- Представления.
- Прикладной.
Для лучшего понимания приведу пример. Вы открываете страницу сайта в интернете. Что происходит?
Браузер (прикладной уровень) формирует запрос по протоколу HTTP (уровень представлений и сеансовый уровень), формируются пакеты, передаваемые на порт 80 (транспортный уровень), на IP адрес сервера (сетевой уровень). Эти пакеты передаются по сетевой карте компьютера в сеть (канальный и физический уровень).
Уровни OSI — краткий обзор
Физический уровень. Если коротко и просто, то на физическом уровне данные передаются в виде сигналов. Если передается число 1, то задача уровня передать число 1, если 0, то передать 0. Простейшее сравнение — связать два пластиковых стаканчика ниткой и говорить в них. Нитка передает вибрацию физически.
Канальный уровень. Канальный уровень это технология каким образом будут связаны узлы (передающий и принимающий), тут вспоминает топологию сетей: кольцо, шина, дерево. Данный уровень определяет порядок взаимодействия между большим количеством узлов.
Сетевой уровень. Объединяет несколько сетей канального уровня в одну сеть. Есть, например, у нас кольцо, дерево и шина, задача сетевого уровня объединить их в одну сеть, а именно — ввести общую адресацию. На этом уровне определяются правила передачи информации:
- Сетевые протоколы (IPv4 и IPv6).
- Протоколы маршрутизации и построения маршрутов.
Транспортный уровень обеспечивает надежность при передачи информации. Он контролирует отправку пакетов. Если пакет отправлен, то должно придти (на компьютер который отправлял пакет) уведомление об успешной доставке пакета. Если уведомление об успешной доставке не поступило то нужно отправить пакет еще раз. Например TCP и UDP.
Сеансовый уровень. Отвечает за управление сеансами связи. Производит отслеживание: кто, в какой момент и куда передает информацию. На этом уровне происходит синхронизация передачи данных.
Уровень представления. Уровень обеспечивает «общий язык» между узлами. Благодаря ему если мы передаем файл с расширением .doc, то все узлы понимают что это документ Word, а не музыка. На этом уровне к передаваемым пакетам данных добавляется потоковое шифрование.
Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие приложения (например браузера) с сетью.
Уровни TCP/IP
Набор протоколов TSP/IP основан на собственной модели, которая базируется на модели OSI.
- Прикладной, представления, сеансовый = Прикладной.
- Транспортный = Транспортный.
- Сетевой = Интернет.
- Канальный, физический = Сетевой интерфейс.
Уровень сетевого интерфейса
Уровень сетевого интерфейса (называют уровнем 2 или канальным уровнем) описывает стандартный метод связи между устройствами которые находятся в одном сегменте сети.
Сегмент сети — часть сети состоящая из сетевых интерфейсов, отделенных только кабелями, коммутаторами, концентраторами и беспроводными точками доступа.
Этот уровень предназначен для связи расположенных недалеко сетевых интерфейсов, которые определяются по фиксированным аппаратным адресам (например MAC-адресам).
Уровень сетевого интерфейса так же определяет физические требования для обмена сигналами интерфейсов, кабелей, концентраторов, коммутаторов и точек доступа. Это подмножество называют физическим уровнем (OSI), или уровнем 1.
Например, интерфейсы первого уровня это Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP) и Fiber Distributed Data Interface (FDDI).
Немного о Ethernet на примере кадра web-страницы
Пакеты Ethernet называют кадрами. Первая строка кадра состоит из слова Frame. Эта строка содержит общую информацию о кадре.
Далее в кадре располагается заголовок — Ethernet.
После заголовка кадра идет заголовок протокола IPv4, TCP и HTTP.
В конце идет заголовок HTTP с запросом GET (GET — один из вариантов запроса к веб-серверу).
Таким образом цель кадра — запрос содержимого веб-страницы которая находится на удаленном сервере.
В полном заголовке Ethernet есть такие значения как DestinationAddress и SourceAddress которые содержат MAC-адреса сетевых интерфейсов.
DestinationAddress показывает MAC шлюза в локальной сети, а не веб-сервера, так как протоколы 2-го уровня «не видят» дальше локальной сети.
Поле EthernetType указывает на следующий протокол более высокого уровня в кадре (IPv4).
Коммутаторы считывают адреса устройств локальной сети и ограничивают распространение сетевого трафика только этими адресами. Поэтому коммутаторы работают на уровне 2.
Уровень Интернета
Уровень интернета называют сетевым уровнем или уровнем 3. Он описывает схему адресации которая позволяет взаимодействовать устройствам в разных сетевых сегментах.
На уровне интернета преимущественно работает протокол IP, работающие на уровне 3 устройства — маршрутизаторы. Маршрутизатор читает адрес назначения пакета, а затем перенаправляет сообщение по соответствующему пути в пункт назначения. Подробнее о маршрутизации вы можете почитать в статье маршрутизация в windows.
Если адрес в пакете относится к локальной сети или является широковещательным адресом в локальной сети, то по умолчанию такой пакет просто отбрасывается. Поэтому говорят, что маршрутизаторы блокируют широковещание.
Стек TCP/IP реализован корпорацией Microsoft ну уровне интернета (3). Изначально на этом уровне использовался только один протокол IPv4, позже появился протокол IPv6.
IPv4
Протокол версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами в десятках сегментах сети. IPv4 использует 32 разрядные адреса. 32 разрядные адреса имеют довольно ограниченное пространство, в связи с этим возникает дефицит адресов.
IPv6
Протокол версии 6 использует 128 разрядные адреса. Поэтому он может определить намного больше адресов. В интернете не все маршрутизаторы поддерживают IPv6. Для поддержки IPv6 в интернете используются туннельные протоколы.
В Windows по умолчанию включены обе версии протоколов.
Транспортный уровень
Транспортный уровень модели TCP/IP представляет метод отправки и получения данных устройствами. Так же он создает отметку о предназначении данных для определенного приложения. В TCP/IP входят два протокола транспортного уровня:
- Протокол TCP. Протокол принимает данные у приложения и обрабатывает их как поток байт.Байты группируются, нумеруются и доставляются на сетевой хост. Получатель подтверждает получение этих данных. Если подтверждение не получено, то отправитель отправляет данные заново.
- Протокол UDP.Этот протокол не предусматривает гарантию и подтверждение доставки данных. Если вам необходимо надежное подключение, то стоит использовать протокол TCP.
Прикладной уровень
Прикладной уровень — это этап связи на котором сетевые сервисы стандартизированы. Многие знают протоколы прикладного уровня: POP3, HTTP, Telnet, FTP и другие. Как правило программы работающие с этими протоколами имеют дружественный, интуитивно-понятный интерфейс.
Изучив этот материал вы изучили основы компьютерных сетей.