Internet Protocol (IP, досл. «межсетевой протокол») — маршрутизируемый протокол сетевого уровня стека TCP/IP. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные компьютерные сети во всемирную сеть Интернет. Неотъемлемой частью протокола является адресация сети.
IP объединяет сегменты сети в единую сеть, обеспечивая доставку пакетов данных между любыми узлами сети через произвольное число промежуточных узлов (маршрутизаторов). Он классифицируется как протокол сетевого уровня по сетевой модели OSI. IP не гарантирует надёжной доставки пакета до адресата — в частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (приходят две копии одного пакета), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прийти вовсе. Гарантию безошибочной доставки пакетов дают некоторые протоколы более высокого уровня — транспортного уровня сетевой модели OSI, — например, TCP, которые используют IP в качестве транспорта.
При доставке IP пакета он проходит через разные каналы доставки. Возможно возникновение ситуации, когда размер пакета превысит возможности узла системы связи. В этом случае протокол предусматривает возможность дробления пакета на уровне IP в процессе доставки. Соответственно, к конечному получателю пакет придет в виде нескольких пакетов, которые необходимо собрать в один перед дальнейшим анализом. Возможность дробления пакета с последующей сборкой называется IP фрагментацией.
В протоколе предусмотрена возможность запрета фрагментации конкретного пакета. Если такой пакет нельзя передать через сегмент связи целиком, то он уничтожается, а отправителю направляется ICMP сообщение о проблеме.
IP-адрес в сети Интернет может быть представлен в одном из двух цифровых форматов, который зависит от типа используемого протокола.
IPv4 (Internet Protocol v. 4) — адрес, записанный в 32-битном формате. Имеет вид четырех 8-битных чисел (минимум 0, максимум 255), которые разделены друг от друга точками. Пример: 172.16.255.2.
IPv6 (Internet Protocol v. 6) — адрес, записанный в 128-битном формате. Имеет вид 8 групп, в каждой из которых находится по 4 шестнадцатеричные цифры, отделенные друг от друга двоеточиями. При этом допустимо опускать ведущие нулевые группы, которые идут подряд, и заменять их двойным двоеточием, однако в одном адресе возможно только одно такое упрощение. Пример: 2001:0da8:11a4:08d6:1f84:8a3e:07a1:655d.
В общем случае IP-адрес состоит из двух частей (ID-номеров): сети и конкретного узла в ее пределах. Чтобы отличать их в полной записи, используют классы или маски.
Для доступа к Интернет необходимо, чтобы IP принадлежал к другому блоку или в пределах локальной сети существовал сервер, на котором происходит подмена внутреннего адреса на внешний. С этой целью используются прокси или NAT. Для доступа к Интернету адрес выдается провайдером или региональным интернет-регистратором.
По умолчанию маршрутизатор может входить в несколько разных сетей. Каждый его порт имеет персональный IP-адрес. Соответственно, такой же принцип работы применим к конкретным компьютерам, которые могут поддерживать различное число сетевых связей.
В зависимости от способа использования
Внешний. Он же «белый», публичный или глобальный. Используется во время доступа в Интернет. Такой IP-адрес является уникальным и именно под ним устройство видят в сети. Так как количество таких идентификаторов ограничено, задействуют технологию NAT. Она позволяет транслировать сетевые IP-адреса из частных в публичные. Для этого применяются маршрутизаторы определенного типа.
По внешним IP-адресам многие интернет-сервисы отслеживают новых и вернувшихся пользователей. Это позволяет собирать статистику и делать аналитику, важную для продвижения сайта.
Внутренний. Он же «серый», локальный или частный IP-адрес источника. Не используется во время доступа в Интернет. Работает только в пределах локальной сети (домашней или предоставленной провайдером), и доступ к нему можно получить только другим ее участникам. Для этой цели по умолчанию зарезервированы следующие диапазоны частных IP-адресов:
10.0.0.0 – 10.255.255.255; 172.16.0.0 – 172.31.255.255; 192.168.0.0 – 192.168.255.255. Необходимо понимать, что не всегда внешний IP-адрес является постоянным. Наоборот, IP часто формируется заново от одного подключения к другому.
Это IP-адреса, являющиеся неизмененными (постоянными). Они назначаются устройству автоматически в момент его присоединения к компьютерной сети или прописываются пользователем вручную. Статические адреса доступны для использования неограниченное время. Они могут выполнять функцию идентификатора только для одного сетевого узла. Также иногда используется понятие псевдостатических адресов, которые работают в пределах одной частной сети.
Это те IP-адреса, которые выдаются устройству на время. Они автоматически присваиваются в момент подключения к сети и имеют ограниченный срок действия (от начала сессии до ее завершения). Динамические IP-адреса – своеобразный способ маскировки. Отследить человека, выходящего в Интернет с помощью такого адреса, сложно технически, в этом случае не обойтись без профессиональных инструментов.
Статический IP-адрес полезен благодаря следующим возможностям:
- привязке пользователя к конкретной сети;
- инструментам для организации защитного канала передачи данных;
- оптимизации работы с сетевыми серверами;
- решению задач, связанных с информационными технологиями;
- упрощенной работе в пиринговых сетях (например, с торрентами);
- использованию онлайн-сервисов, требующих обязательного наличия статического IP-адреса.
Маска подсети — битовая маска для определения по IP-адресу адреса подсети и адреса узла (хоста, компьютера, устройства) этой подсети. В отличие от IP-адреса маска подсети не является частью IP-пакета.
Благодаря маске можно узнать, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети.
Если спросить среднего пользователя интернета, что такое сайт, скорее всего, он назовёт, например, yandex.ru, mail.ru, google.com, facebook.com, …
В практическом смысле этого вполне достаточно: нашёл интересный сайт, сообщил знакомым его доменное имя (или проще, «адрес»).
Однако настоящим адресом доменное имя не является. Ну это примерно так же, как отправить письмо с надписью на конверте: «город Екатеринбург, Петру Иванову». Здесь дело даже не в том, что Петров Ивановых в Екатеринбурге может быть несколько (представим, что человек с таким именем там единственный). Проблема в том, что адресат может перемещаться, минимум, по городу, и вручить ему письмо будет крайне проблематично.
Но письма-то доставляют и получают! — Да, конечно. Потому что они отправляют по почтовым адресам. Например, «город Ленинград, 3-я улица Строителей, дом 25, квартира 12».
Почтовым адресом в интернете является IP-адрес, состоящий из четырёх чисел от 0 до 255, например, 74.125.131.100. Это — один из IP-адресов сайта google.com. Если в адресной строке вашего браузера ввести эти числа, вы окажетесь на портале google.com, точнее, на google.ru, куда вас автоматически перенаправят.
Почему «один из адресов», и какого типа бывают IP-адреса, пока оставим в стороне.
В интернете IP-адрес задаёт, на какой компьютер нужно доставить данные.
Вам что-то напоминает IP-адрес? — Мне он напоминает длинный номер мобильного телефона.
К сожалению, запоминать длинные телефонные номера непросто. Мы их вносим в свои записные книжки («контакты», по-мобильнофонному) и добавляем к ним понятные имена, например,
Пётр Иванов, +7-343-123-45-67.
В дальнейшем нам не потребуется помнить сам телефонный номер Петра, достаточно того, что этот номер записан в нашу телефонную книгу. Когда нам будет нужно позвонить Петру, мы найдём его в списке наших контактов даже не взглянув на его номер.
В интернете роль телефонной книги играет система доменных имён (DNS, Domain Name System). В ней хранится связь между относительно легко запоминаемым названием сайта и его трудно запоминаемым числовым адресом.
Правда, есть одно существенное отличие этой «интернет-книги» от телефонной. — Её ведёт не каждый знакомый Петра Иванова в отдельности, а он сам.
В частной телефонной книге можно написать: «Петя», «Пётр», «Петруша», «Петруха», «Петруня», «любимый», …, а в «телефонной интернет-книге» записи ведут сами владельцы сайтов, например:
| Название домена | Адрес |
|---|---|
| pyotr-ivanov.ru | 123.123.123.123 |
Если кто-то пожелает посетить сайт Петра Иванова, в адресной строке браузера он наберёт: pyotr-ivanov.ru, а система доменных имён сообщит браузеру (точнее, компьютеру, на котором работает браузер), соответствующий IP-адрес, в нашем примере: 123.123.123.123. Компьютер, который находится по этому адресу, обработает запрос браузера и пришлёт ему данные, для отображения запрошенной страницы веб-сайта.
Он-то и служит телефонной книгой. Он хранит информацию о том, какому IP-адресу соответствует то или иное доменное имя. В интернете DNS-серверов очень много. У них двойная роль:
главная — «телефонная интернет-книга»; дополнительная (но тоже важная) — кэширование записей других DNS-серверов. Сначала несколько слов о кэшировании. Выяснять связь между названием сайта и его IP-адресом требуется при каждом обращении к этому веб-сайту. Если сайт, который вы хотите посетить, находится достаточно далеко, многочисленные запросы к далёкому первичному DNS-серверу могут отнять много времени и замедлить загрузку веб-страниц. Чтобы избежать задержек, ближайший к вашему компьютеру DNS-сервер (обычно находящийся у вашего интернет-провайдера), сохраняет сведения о ранее запрошенных IP-адресах, и при повторном обращении к тому же сайту он сообщит его адрес очень быстро, так как будет хранить его в своём кэше.
Но чтобы что-то кэшировать, нужно иметь источник кэшируемого. Таким источником служат первичные DNS-сервера, хранящие изначальные связи между доменами и их IP-адресами.
Для регистрации доменного имени достаточно его придумать. Но для того, чтобы оно начало «работать», вы должны сообщить регистратору доменное имя DNS-сервера, который будет хранить подробные данные о регистрируемом вами домене. Об этих данных будет сказано чуть позже.
Обычно используют два DNS-сервера: первичный и вторичный. Но их может быть и больше. Большее число DNS-серверов повышает надёжность доступа к вашему домену: если один окажется недоступен, ответит другой.
В реальном мире двух — вполне достаточно.
Хорошая новость: в облаке 1cloud услугу DNS-хостинга можно получить бесплатно! Достаточно быть клиентом этого публичного облака.
Для дальнейшего понимания системы доменных имён нужно узнать, что такое DNS-зона.
Дело в том, что мы рассмотрели только один из вариантов связи между доменным именем и IP-адресом: один домен – один сайт – один адрес. Однако с конкретным доменным именем может быть связан не только веб-сайт, но и, например, почтовый сервер. И у них могут быть разные адреса.
А ещё нужно вспомнить о возможных поддоменах, например,
mail.company.ru, ftp.company.ru, sklad.company.ru, …
Все необходимые связи между доменным именем и IP-адресами отражаются в специальном файле, расположенном на DNS-сервере. Содержимое этого файла называется описанием DNS-зоны, или просто DNS-зоной.
В ней могут присутствовать записи разных типов.
| Тип записи | Пояснение |
|---|---|
| A | Адрес «сайта» соответствующего доменного имени |
| MX | Адрес почтового сервера в соответствующем домене |
| CNAME | Синоним описываемого домена.Например, здесь можно указать, что доменное имя www.company.ru является синонимом доменного имени company.ru, и запросы по этому синониму будут перенаправляться на адрес основного доменного имени |
| NS | Здесь указывается доменные имена DNS-серверов, обслуживающих описываемый домен.Например, ns1.1cloud.ru и ns2.1cloud.ru |
| TXT | Любое текстовое примечание |
Это — не полный перечень возможных типов полей. Он был сокращён для упрощения ознакомительного изложения.
Как в любом деле, в правильном описании доменного имени есть свои детали и нюансы. В этой статье они опущены, чтобы не усложнять начальное знакомство с темой. Однако для общего кругозора уже сейчас следует добавить несколько важных фактов.
Выше была описана адресация по стандарту IPv4. Адрес в нём состоит из четырёх чисел. Такая адресация имеет ограничение числа обслуживаемых компьютеров: 4 294 967 296. Это много, но при нынешнем числе устройств, подключенных к интернету адресов стало не хватать.
Для преодоления этого объективного лимита ввели новый стандарт: IPv6, по которому длина адреса увеличилась, и стало возможным адресовать намного, намного больше компьютеров. В DNS-зоне тип записи для такого адреса обозначается: AAAA.
Одному домену могут соответствовать несколько IP-адресов.
Обычно такое назначение делается для повышения надёжности или быстродействия. Порядок выдачи IP-адреса из списка на запрос по доменному имени зависит от настроек DNS-сервера. Чаще всего адрес выдаётся в случайном порядке.
Одному IP-адресу может соответствовать несколько доменов.
Строго говоря, это противоречит логике системы доменных имён, которая предполагает однозначную связь IP-адреса с соответствующим доменом. Однако, как было сказано ранее, 4-числовой IP-адрес стал дефицитным ресурсом, который уже достаточно давно стараются экономить.
На практике такая экономия может выглядеть следующим образом. На компьютере размещают несколько не очень больших веб-сайтов с разными доменными именами, которым присвоен одинаковый IP-адрес. Веб-сервер, работающий на этом компьютере и обслуживающий эти сайты, получив запрос, анализирует домен, в который он пришёл, и направляет его на правильный сайт.
Такая практика не позволяет обеспечить однозначность обратной связи IP-адреса с доменным именем, ведь в этом случае их несколько. Но позволяет экономить IP-адреса.
Изложенный порядок на первый взгляд может показаться сложным. Однако он позволяет:
- пользоваться доменными именами, которые запоминаются легче, чем числовые адреса;
- повышать надёжность доступа к интернет-ресурсам путём использования для них нескольких компьютеров, разнесённых по сети;
- увеличивать производительность интернет-ресурсов за счёт распределения нагрузки внутри группы обеспечивающих компьютеров;
- перемещать прикладные компьютеры по интернету, не меняя их доменного адреса. С учётом изложенного в этой статье, определим DNS кратко так.
DNS (Domain Name System) — это система доменных имён, которая связывает названия доменов с IP-адресами компьютеров, соответствующих этим доменам. Эта система включает в себя как регламентирующие документы, так множество DNS-серверов, работающих в интернете и сообщающих IP-адреса в ответ на запрос по доменным именам.
Всем привет! Сегодня статью мы посвятим рассказу о протоколе DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – что он из себя представляет, для чего он нужен и как он работает. DHCP доступен как для IPv4 (DHCPv4) , так и для IPv6 (DHCPv6) . В этой статье мы рассмотрим версию для IPv4. А следующей статье мы расскажем про его настройку.
Каждому устройству, подключенному к сети, нужен уникальный IP-адрес. Сетевые администраторы назначают статические IP-адреса маршрутизаторам, серверам, принтерам и другим сетевым устройствам, местоположение которых (физическое и логическое) вряд ли изменится. Обычно это устройства, предоставляющие услуги пользователям и устройствам в сети, поэтому назначенные им адреса должны оставаться постоянными. Кроме того, статические адреса позволяют администраторам удаленно управлять этими устройствами – до них проще получить доступ к устройству, когда они могут легко определить его IP-адрес.
Однако компьютеры и пользователи в организации часто меняют места, физически и логически. Это может быть сложно и долго назначать новые IP-адреса каждый раз, когда сотрудник перемещается. А для мобильных сотрудников, работающих из удаленных мест, вручную настройка правильных параметров сети может быть весьма непростой задачей.
Использование DHCP в локальной сети упрощает назначение IP-адресов как на настольных, так и на мобильных устройствах. Использование централизованного DHCP-сервера позволяет администрировать все назначения динамических IP-адресов с одного сервера. Эта практика делает управление IP-адресами более эффективным и обеспечивает согласованность внутри организации, включая филиалы.
DHCPv4 динамически назначает адреса IPv4 и другую информацию о конфигурации сети. Отдельный сервер DHCPv4 является масштабируемым и относительно простым в управлении. Однако в небольшом офисе маршрутизатор может быть настроен для предоставления услуг DHCP без необходимости выделенного сервера.
DHCPv4 включает три разных механизма распределения адресов для обеспечения гибкости при назначении IP-адресов:
- Ручное распределение(Manual Allocation) - администратор назначает предварительно установленный IPv4-адрес клиенту, а DHCP сервер передает IPv4-адрес на устройство.
- Автоматическое распределение (Automatic Allocation) - DHCPv4 автоматически назначает статический IPv4-адрес на устройство, выбирая его из пула доступных адресов. Нет аренды (lease), и адрес постоянно назначается устройству.
- Динамическое распределение (Dynamic Allocation) - DHCPv4 динамически назначает или дает в аренду IPv4-адрес из пула адресов в течение ограниченного периода времени, выбранного сервером, или пока клиент больше не нуждается в адресе. Динамическое распределение является наиболее часто используемым механизмом DHCP и при его использовании клиенты арендуют информацию с сервера на определенный период. DHCP серверы настраивают так, чтобы установить аренду (лизинг) с различными интервалами. Аренда обычно составляет от 24 часов до недели или более. Когда срок аренды истекает, клиент должен запросить другой адрес, хотя обычно он снова получает старый.
DHCPv4 работает в режиме клиент/сервер. Когда клиент взаимодействует с сервером DHCPv4, сервер назначает или арендует IPv4-адрес этому клиенту. Он подключается к сети с этим арендованным IP-адресом до истечения срока аренды и должен периодически связываться с сервером DHCP, чтобы продлить аренду. Этот механизм аренды гарантирует, что клиенты, которые перемещаются или выходят из строя, не сохраняют за собой адреса, которые им больше не нужны. По истечении срока аренды сервер DHCP возвращает адрес в пул, где он может быть перераспределен по мере необходимости.
Рассмотрим процесс получения адреса:
- Когда клиент загружается (или хочет присоединиться к сети), он начинает четырехэтапный процесс для получения аренды. Он запускает процесс с широковещательным (broadcast) сообщением DHCPDISCOVER со своим собственным MAC-адресом для обнаружения доступных серверов DHCPv4. Поскольку у клиента нет способа узнать подсеть, к которой он принадлежит, у сообщения DHCPDISCOVER адрес назначения IPv4 адреса -255.255.255.255. А поскольку у клиента еще нет настроенного адреса IPv4, то исходный IPv4-адрес - 0.0.0.0.
- Сообщение DHCPDISCOVER находит серверы DHCPv4 в сети. Поскольку клиент не имеет IPv4 информации при загрузке, он использует широковещательные адреса 2 и 3 уровня для связи с сервером.
- Когда DHCPv4-сервер получает сообщение DHCPDISCOVER, он резервирует доступный IPv4-адрес для аренды клиенту. Сервер также создает запись ARP, состоящую из MAC-адреса клиента и арендованного IPv4-адреса DHCP сервер отправляет связанное сообщение DHCPOFFER запрашивающему клиенту, как одноадресная передача (unicast), используя MAC-адрес сервера в качестве исходного адреса и MAC-адрес клиента в качестве адреса доставки.
- Когда клиент получает DHCPOFFER с сервера, он отправляет обратно сообщение DHCPREQUEST. Это сообщение используется как для получения, так и для продления аренды. Когда используется для получения аренды, DHCPREQUEST служит в качестве уведомления о принятии выбранных сервером параметров, которые он предложил, и отклонении предложения от других серверов. Многие корпоративные сети используют несколько DHCP серверов, и сообщение DHCPREQUEST отправляется в виде широковещательной передачи, чтобы информировать все серверы о принятом предложении.
- При получении сообщения DHCPREQUEST сервер проверяет информацию об аренде с помощью ICMP-запроса на этот адрес, чтобы убедиться, что он уже не используется и создает новую ARP запись для аренды клиента, а затем отвечает одноадресным DHCPACK-сообщением. Это сообщение является дубликатом DHCPOFFER, за исключением изменения поля типа сообщения. Когда клиент получает сообщение DHCPACK, он регистрирует информацию и выполняет поиск ARP для назначенного адреса. Если ответа на ARP нет, клиент знает, что адрес IPv4 действителен и начинает использовать его как свой собственный.
Теперь рассмотрим, как происходит продление аренды адреса:
- Когда срок аренды истек, клиент отправляет сообщение DHCPREQUEST непосредственно DHCP серверу, который первоначально предлагал адрес. Если DHCPACK не получен в течение определенного периода времени, то клиент передает другой DHCPREQUEST, чтобы один из других доступных серверов DHCPv4 мог продлить аренду.
- При получении сообщения DHCPREQUEST сервер проверяет информацию об аренде, возвращая DHCPACK
Является физическим или виртуальным сервером, служащим как буфер между локальной сетью и интернетом. Применяется для предоставления пользователям локальной сети услуг электронной почты, удалённых серверов, веб-приложений и других программ, которые требуют доступ во Всемирную паутину. Для доступа к внутренним ресурсам извне нужно пройти процедуру авторизации, попытка войти для не авторизованных пользователей успехом не увенчается. В большинстве случаев это настройка маршрутизатора.
Название происходит от английской аббревиатуры, обозначающей демилитаризованную зону как барьер между враждующими территориями. Эта технология применяется, когда вы создаёте домашний сервер, доступ к которому должен осуществляться с любого компьютера, подсоединённого к интернету. Настоящая демилитаризованная зона используется в больших корпоративных сетях с высоким уровнем внутренней защиты. Домашние модели роутеров полностью открывают компьютер для доступа к интернету.
Учитывая открытость компьютера, метод считается довольно опасным, поэтому стоит использовать его, когда другие методы переадресации не дают нужного результата.
- Для работы приложений, требующих открытие всех доступных портов. Таковых мало, но они встречаются.
- Хостинг домашнего сервера. Иногда нужно расположить общедоступный ресурс у себя дома, поэтому эта настройка будет незаменимой для отделения сервера от локальной сети.
- Использование игровых консолей. В большинстве моментов автоматическая настройка переадресации роутера позволяет использовать консоли для игры онлайн без дополнительных манипуляций. Но в некоторых случаях только DMZ даст желаемый эффект.
Сеть — это среда, которая соединяет несколько компьютерных систем общей связью. Компьютерные сети подразделяются на три основных типа на основе их размера, покрытия расстояния, скорость передачи данных и их охвата: локальные сети — LAN, глобальные сети- WAN и городские сети — MAN. Рассмотрим каждую из них в деталях и сравним по различным признакам.
LAN, аббревиатура для локальной сети, представляет собой ограниченную сеть, которая объединяет компьютерные системы и связанные с ними устройства в пределах определенной географической области, такой как здание, офис, университетский городок или коммерческое предприятие. Они могут быть связаны специальной проволокой или радиотелеграфом или сочетанием из обоих и приборы внутри сети соединены через кабели локальных сетей. Это наиболее распространенный тип сети для передачи данных, которая состоит из соединенных между собой ПК и рабочих станций, а также и периферийных устройств, например, таких как принтер.
WAN, аббревиатура для глобальной сети и соединенных приборов которые не ограничены и не привязаны к одной комнате, зданию или кампусу; в действительности, она удлиняет большие географические области через города, страны, или континенты. Сети устанавливаются с использованием выделенных телекоммуникационных каналов, а маршрутизатор обычно используется для подключения локальной сети к глобальной сети. Лучшим примером WAN является Интернет, который соединяет много меньших LAN и MAN через ISP.
MAN, городская вычислительная сеть, является сетью передачи данных, предназначенной для объединения локальных сетей, обычно ограниченных в пределах города. Что касается охвата данных, то она охватывает большую географическую область, больше чем LAN, но меньше чем WAN. Она представляют собой высокоскоростные сети связи, которые соединяют несколько локальных сетей в одну большую сеть с общим мостом, называемым магистральными линиями. Диаметр такой сети может достигать 100 километров, и они не принадлежат какой-либо конкретной организации.
Локальная сеть, или LAN, представляет собой сеть сетевых устройств и компьютеров, которые соединены вместе, как правило, ограничивается одной комнатой, зданием, местом жительства, офисным зданием или университетским городком. LAN — это соединение, которое подключает сеть компьютеров, и она может быть как проводной, так и беспроводной, либо сочетанием обоих типов. Глобальные сети, или WAN — это телекоммуникационная сеть или компьютерная сеть, которая объединяет несколько локальных сетей и охватывает широкую географическую область. Городская сеть, или MAN — это гораздо более крупная сеть, которая соединяет сеть компьютеров, охватывающих географическую область, большую, чем LAN, но меньшую, чем область, покрытая WAN.
LAN действует как автономная сеть, которая соединяет компьютеры и рабочие станции через стандартные кабели Ethernet. Некоторые беспроводные сети часто устанавливаются с помощью Wi-Fi. В то время как Ethernet является наиболее часто используемой локальной сетью, которая управляет тем, как данные могут передаваться по локальной сети, для подключения компьютеров к сети Wi-Fi использует радиоволны. WAN соединяет несколько локальных сетей для создания сети, которая позволяет пользователям в одном месте общаться с пользователями в другом месте. Она ограничена предприятием или организацией. MAN соединяет несколько LAN в единую большую сеть, соединяя их с магистральными линиями.
LAN — это высокоскоростная сеть связи с более высокой скоростью передачи данных. Большинство соединений — это Ethernet со скоростью от 10 Мбит/с или Fast Ethernet со скоростью до 100 Мбит/с. Для достижения ещё более высоких скоростей передачи используется гигабитный Ethernet, который может пройти весь путь до 1000 Мбит/с. WAN — это, в основном, телефонные системы, которые страдают от низких скоростей передачи из-за перегрузки сети и их скорость может быть где-то от 10 до 20 Мбит/с. Она охватывает относительно более крупный географический район, на который приходится умеренная скорость передачи данных, которая может достигать 100 Мбит/с.
LAN обычно ограничена зданием и площадью, которую она покрывает, в зависимости от её физической архитектуры. По мере того как они особенно не сконструированы на длинные расстояния они имеют ограниченный охват по отношению к пройденному расстоянию которое может находиться в границах немного боле 100 метров. WAN охватывает большую географическую область которая фактически безгранична, обычно до 1000 километров и в ряде случаев её можно расширить используя репитеры. MAN соединяют несколько LAN в общей географической области, которая может находиться в диапазоне до 100 километров, а иногда и больше.
Компоненты LAN, WAN и MAN Помимо компьютеров, есть, по сути, некоторые основные компоненты, необходимые для создания локальной сети, такие как сетевые адаптеры, сетевые кабели, концентраторы, ретрансляторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, сетевой сервер и программное обеспечение LAN. Три основных компонента WAN включают оборудование для клиентских помещений (CPE), такое как маршрутизаторы, каналы доступа, которые могут быть подключены, а также беспроводное и сетевое ядро, которое соединяет CPE с помощью каналов доступа. Основными компонентами сети MAN являются мосты, точки доступа, направленные антенны (полунаправленные и высоконаправленные антенны), мосты рабочей группы и т. д.
В этой статье описываются три наиболее распространённых и популярных типа сетей, используемых для подключения нескольких компьютерных систем через сетевой мост: LAN, MAN и WAN. Это основные типы сетей, предназначенные для создания сети в области, которую они охватывают. Между ними есть сходства и различия. Одним из основных отличий, конечно, является географический район. Локальная сеть обычно является зданием или кампусом с очень ограниченным охватом расстояния до нескольких сотен метров, городская сеть является относительно новым классом сети, которая выходит за пределы области LAN, но меньше, чем у WAN. Глобальная сеть охватывает огромные географические площади в пределах до 100 000 километров.
VLAN (Virtual Local Area Network, виртуальная локальная сеть) — это функция в роутерах и коммутаторах, позволяющая на одном физическом сетевом интерфейсе (Ethernet, Wi-Fi интерфейсе) создать несколько виртуальных локальных сетей. VLAN используют для создания логической топологии сети, которая никак не зависит от физической топологии.
- Объединение в единую сеть компьютеров, подключенных к разным коммутаторам.
Допустим, у вас есть компьютеры, которые подключены к разным свитчам, но их нужно объединить в одну сеть. Одни компьютеры мы объединим в виртуальную локальную сеть VLAN 1, а другие — в сеть VLAN 2. Благодаря функции VLAN компьютеры в каждой виртуальной сети будут работать, словно подключены к одному и тому же свитчу. Компьютеры из разных виртуальных сетей VLAN 1 и VLAN 2 будут невидимы друг для друга.
- Разделение в разные подсети компьютеров, подключенных к одному коммутатору.
На рисунке компьютеры физически подключены к одному свитчу, но разделены в разные виртуальные сети VLAN 1 и VLAN 2. Компьютеры из разных виртуальных подсетей будут невидимы друг для друга.
- Разделение гостевой Wi-Fi сети и Wi-Fi сети предприятия.
На рисунке к роутеру подключена физически одна Wi-Fi точка доступа. На точке созданы две виртуальные Wi-Fi точки с названиями HotSpot и Office. К HotSpot будут подключаться по Wi-Fi гостевые ноутбуки для доступа к интернету, а к Office — ноутбуки предприятия. В целях безопасности необходимо, чтобы гостевые ноутбуки не имели доступ к сети предприятия. Для этого компьютеры предприятия и виртуальная Wi-Fi точка Office объединены в виртуальную локальную сеть VLAN 1, а гостевые ноутбуки будут находиться в виртуальной сети VLAN 2. Гостевые ноутбуки из сети VLAN 2 не будут иметь доступ к сети предприятия VLAN 1.
- Гибкое разделение устройств на группы Как правило, одному VLAN соответствует одна подсеть. Компьютеры, находящиеся в разных VLAN, будут изолированы друг от друга. Также можно объединить в одну виртуальную сеть компьютеры, подключенные к разным коммутаторам.
- Уменьшение широковещательного трафика в сети Каждый VLAN представляет отдельный широковещательный домен. Широковещательный трафик не будет транслироваться между разными VLAN. Если на разных коммутаторах настроить один и тот же VLAN, то порты разных коммутаторов будут образовывать один широковещательный домен.
- Увеличение безопасности и управляемости сети В сети, разбитой на виртуальные подсети, удобно применять политики и правила безопасности для каждого VLAN. Политика будет применена к целой подсети, а не к отдельному устройству.
- Уменьшение количества оборудования и сетевого кабеля Для создания новой виртуальной локальной сети не требуется покупка коммутатора и прокладка сетевого кабеля. Однако вы должны использовать более дорогие управляемые коммутаторы с поддержкой VLAN.
Магистральный порт или Trunk port — это канал типа «точка-точка» между коммутатором и другим сетевым устройством. Магистральные подключения служат для передачи трафика нескольких VLAN через один канал и обеспечивают им доступ ко всей сети. Магистральные порты необходимы для передачи трафика нескольких VLAN между устройствами при соединении двух коммутаторов, коммутатора и маршрутизатора или коммутатора и сетевого адаптера узла с поддержкой транкинга 802.1Q.
Trunk port. У этого порта два основных применения — линия между двумя коммутаторами или от коммутатора к маршрутизатору. Внутри такой линии, называемой в народе, что логично, транком, передаётся трафик нескольких вланов. Разумеется, тут трафик уже идёт с тегами, чтобы принимающая сторона могла отличить кадр, который идёт в бухгалтерию, от кадра, предназначенного для ИТ-отдела. За транковым портом закрепляется целый диапазон вланов. Кроме того, существует вышеупомянутый native vlan. Трафик этого влана не тегируется даже в транке, по умолчанию это 1-й влан и по умолчанию он разрешён. Вы можете переопределить эти параметры. Нужен он для совместимости с устройствами, незнакомыми с инкапсуляцией 802.1q. Например, вам нужно через Wi-Fi мост передать 3 влана, и один из них является вланом управления. Если Wi-Fi-модули не понимают стандарт 802.1q, то управлять ими вы сможете, только если этот влан настроите, как native vlan с обеих сторон.
Сетевой шлюз (Gateway — на англ.) — это маршрутизатор или какое-либо программное обеспечение, которое позволяет двум и более независимым сетям с разными протоколами обмениваться между собой данными. Так, например, дает возможность узлу из локальной сети (ЛВС) выйти в глобальную паутину.
Занимается конвертацией протоколов одного типа физической среды в другой. Т.е. по сути дает возможность связываться и передавать данные между собой несовместимым сетям с разными протоколами.
Виды:
- Роутер
- Компьютер
- Программное обеспечение, в текущем контексте чаще называют — интернет-шлюз
- Модем Т.е. это может быть аппаратное решение или программное обеспечение. В любом случае, они будут выполнять одни и те же функции.
Основной шлюз (установленный по умолчанию, default gateway) — является главным, он обрабатывает все пакеты данных, которые отправляются узлом за пределы его локальной сети в глобальную паутину или просто в другую ЛВС. Т.е. если ПК не знает куда отправлять пакеты данных, то он обращается к основному сетевому шлюзу.
Работает это так. Когда вы обмениваетесь данными в пределах своей сети — устройства связываются между собой напрямую, но когда необходимо выйти уже в глобальную или другую сеть, то соединение уже идет через шлюз, установленный по умолчанию, который у вас установлен. Чаще всего в TCP IP — это маршрутизатор.
На картинке вы видите 3 компьютера в одной локальной сетке с одним общим роутером-шлюзом сети по умолчанию. Для обмена данными с компьютером в другой ЛВС, вначале отсылается запрос на маршрутизатор, а уже он отправляет данные на роутер другой сетке, который в свою очередь находит в ней адресата и осуществляет ему доставку.