Господа! Я рад сообщить, что наконец-то все желающие могут загрузить бесплатный учебник на более чем 1600 страниц, над переводом которого работало более полусотни человек из ведущих университетов, институтов и компаний России, Украины, США и Великобритании. Это был реально народный проект и пример международной кооперации.

Учебник Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера», второе издание, 2012, сводит вместе миры программного обеспечения и аппаратуры, являясь одновременно введением и в разработку микросхем, и в низкоуровневое программирование для студентов младших курсов. Этот учебник превосходит более ранний вводный учебник «Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем» от Дэвида Паттерсона и Джона Хеннесси, причем соавтор предыдущего учебника Дэвид Паттерсон сам рекомендовал учебник от Харрисов как более продвинутый. Следуя новому учебнику, студенты строят реализацию подмножества архитектуры MIPS, используя платы с ПЛИС / FPGA, после чего сравнивают эту реализацию с индустриальными микроконтроллерами Microchip PIC32. Таким образом вводится вместе схемотехника, языки описания аппаратуры Verilog и VHDL, архитектура компьютера, микроархитектура (организация процессорного конвейера) и программирование на ассемблере — в общем все, что находится между физикой и высокоуровневым программированием.

Как загрузить? К сожалению, не одним кликом. Сначало надо зарегистрироваться в пользовательском коммьюнити Imagination Technologies, потом зарегистрироваться в образовательных программах на том же сайте, после чего наконец скачать:

На хабре уже была попытка пользователя zepps начать серию публикаций о настройке оборудования cisco и практической стороне сетевых технологий, но, к сожалению, на первых двух статьях дело остановилось. Это было время моего становления, как специалиста в этой области и zepps сурово обломил меня отсутсвием продолжения.
Многократно пользователи здесь публиковали отрывочные топики о теоретической составляющей, решение сложных задач, куски из википедии или xgu.ru, но более менее цельной серии с информацией, которая непонятна после чтения цисковских книг при отсутсвии практики таки не было.
Поэтому мне пришло в голову снять несколько обучающих роликов с подробным описанием, начиная с настройки VLAN на свитчах, заканчивая… пока не знаю, чем заканчивая (может, OSPF, BGP, а может и чуточку дальше). Теории будет немного, в основном практика на PacketTracer и GNS3, с перечислением более или мене часто встречающихся трудностей.

Это первая статья из серии «Сети для самых маленьких». Мы с товарищем thegluck долго думали с чего начать: маршрутизация, VLAN'ы, настройка оборудования.
В итоге решили начать с вещи фундаментальной и, можно сказать, самой важной: планирование. Поскольку цикл рассчитан на совсем новичков, то и пройдём весь путь от начала до конца.

Предполагается, что вы, как минимум читали о эталонной модели OSI (то же на англ.), о стеке протоколов TCP/IP (англ.), знаете о типах существующих VLAN’ов (эту статью я настоятельно рекомендую к прочтению), о наиболее популярном сейчас port-based VLAN и о IP адресах (более подробно). Мы понимаем, что для новичков «OSI» и «TCP/IP» — это страшные слова. Но не переживайте, не для того, чтобы запугать вас, мы их используем. Это то, с чем вам придётся встречаться каждый день, поэтому в течение этого цикла мы постараемся раскрыть их смысл и отношение к реальности.



Начнём с постановки задачи. Есть некая фирма, занимающаяся, допустим, производством лифтов, идущих только вверх, и потому называется ООО «Лифт ми ап». Расположены они в старом здании на Арбате, и сгнившие провода, воткнутые в пожжёные и прожжёные коммутаторы времён 10Base-T не ожидают подключения новых серверов по гигабитным карточкам. Итак у них катастрофическая потребность в сетевой инфраструктуре и денег куры не клюют, что даёт вам возможность безграничного выбора. Это чудесный сон любого инженера. А вы вчера выдержали собеседование и в сложной борьбе по праву получили должность сетевого администратора. И теперь вы в ней первый и единственный в своём роде. Поздравляем! Что дальше?

Тематику cisco на хабре нельзя назвать популярной, зачастую интересные статьи остаются почти незамеченными. Но нас приятно удивил ажиотаж вокруг нашей предыдущей публикации. Больше тысячи человек добавили её в избранное, и это определённо говорит о том, что продолжение необходимо.
Кроме того, много людей, имеющих опыт реального планирования и строительства сетей, делали очень правильные замечания по резервированию. Дело в том, что предложенная в прошлый раз схема сети — это макет, лаборатория, на который мы будем отрабатывать и понимать технологии, поэтому такими вещами мы не озадачивались. В реальной же жизни, особенно, если вы оператор связи/провайдер, необходимы различные схемы резервирования: VRRP, STP, Link Aggregation, протоколы динамической маршрутизации.
Все замечания мы постараемся учесть и в конце цикла, вероятно, рассмотрим то, как сеть должна строиться, чтобы через полгода после запуска инженеру не было мучительно больно.

Сегодня же мы обратимся к части немного скучной, но важной для начинающих: как подключиться, поставить или сбросить пароль, войти по telnet. Также рассмотрим существующие программы — эмуляторы ciscо и интерфейс оборудования.
Как и обещали, в этот раз всё по-взрослому: с видео.

Под катом то же в текстовой и чуть более подробной форме.
Итак, вот они приехали — заветные коробки с надписью Cisco на борту.

После скучного рассказа о подключении к кошкам переходим к настройке сети. В этот раз темы будут для новичков сложные, для старичков избитые. Впрочем сетевым аксакалам едва ли удастся почерпнуть что-то новое из этого цикла. Итак, сегодня:
а) аккуратно впитываем теорию о коммутаторах, уровнях сетевой модели, понятии инкапсуляции и заголовков (не пугайтесь — еще не время),
б) собираем спланированную в нулевой части цикла сеть,
в) настраиваем VLAN'ы, разбираемся с access и trunk-портами и тегированными Ethernet-фреймами,
г) соотносим текущие знания со стеком протоколов TCP/IP и моделью OSI (да, наконец-то мы ее коснёмся).



Перед тем, как вы обратитесь к практике, настоятельно рекомендуем почитать нулевую часть, где мы всё спланировали и запротоколировали.

Мальчик сказал маме: “Я хочу кушать”. Мама отправила его к папе.
Мальчик сказал папе: “Я хочу кушать”. Папа отправил его к маме.
Мальчик сказал маме: “Я хочу кушать”. Мама отправила его к папе.
И бегал так мальчик, пока в один момент не упал.
Что случилось с мальчиком? TTL кончился.



Итак, поворотный момент в истории компании “Лифт ми Ап”. Руководство понимает, что компания, производящая лифты, едущие только вверх, не выдержит борьбы на высококонкурентном рынке. Необходимо расширять бизнес. Принято решение о покупке двух заводов: в Санкт-Петербурге и Кемерово.
Нужно срочно организовывать связь до новых офисов, а у вас ещё даже локалка не заработала.
Сегодня:
1. Настраиваем маршрутизацию между вланами в нашей сети (InterVlan routing)
2. Пытаемся разобраться с процессами, происходящими в сети, и что творится с данными.
3. Планируем расширение сети (IP-адреса, вланы, таблицы коммутации)
4. Настраиваем статическую маршрутизацию и разбираемся, как она работает.
5. Используем L3-коммутатор в качестве шлюза

Продолжаем развитие нашей маленькой уютной сети Лифт ми Ап. Мы уже обсудили вопросы маршрутизации и стабильности, и теперь, наконец, выросли для подключения к Интернету. Довольно заточения в рамках нашей корпоративной среды!
Но с развитием появляются и новые проблемы.
Сначала вирус парализовал веб-сервер, потом кто-то притаранил червя, который распространился в сети, заняв часть полосы пропускания. А ещё какой-то злодей повадился подбирать пароли на ssh к серверу.
А представляете, что начнётся, когда мы подключимся к Интернету?!
Итак, сегодня:
1) учимся настраивать различные списки контроля доступа (Access Control List)
2) пытаемся понять разницу между ограничением входящего и исходящего трафика
3) разбираемся с тем, как работает NAT, его плюсы, минусы и возможности
4) на практике организуем подключение к Интернету через NAT и увеличим безопасность сети, используя списки доступа.

Сеть “Лифт ми Ап” вместе со своим штатом разрастается вдоль и поперёк. Обслуживание ИТ-инфраструктуры вынесли в отдельную специально созданную организацию “Линк ми Ап”.
Буквально на днях были куплены ещё четыре филиала в различных городах и инвесторы открыли для себя новые измерения движения лифтов. А сеть выросла с четырёх маршрутизаторов сразу до десяти. При этом количество подсетей теперь увеличилось с 9 до 20, не считая линков точка-точка между маршрутизаторами. И тут во весь рост встаёт управления всем этим хозяйством. Согласитесь, добавлять на каждом из узлов маршруты во все сети вручную — мало удовольствия.
Ситуация усложняется тем, что сеть в Калининграде уже имеет свою адресацию и на ней запущен протокол динамической маршрутизации EIGRP.
Итак, сегодня:
— Разбираемся с теорией протоколов динамической маршрутизации.
— Внедряем в сеть “Лифт ми Ап” протокол OSPF
— Настраиваем передачу (редистрибуцию) маршрутов между OSPF и EIGRP
— В этом выпуске мы добавляем раздел “Задачи”. Идентифицировать по ходу статьи их будут такие пиктограммы:


Уровень сложности будет разный. Ко всем задачам будут ответы, которые можно посмотреть на сайте цикла. В некоторых из них вам понадобится подумать, в других почитать документацию, в третьих разобраться в топологии и, может, даже смотреть отладочную информацию. Если задача нереализуема в РТ, мы сделаем специальную пометку об этом.

Мы немножко нарушим хронологию цикла Сети для самых маленьких.
Компания ЛифтМиАП разрастается, покупая новые филиалы по всей стране. Поэтому следующая наша статья будет посвящена технологиям VPN и подключению удалённых офисов к центральному. Будут обсуждаться такие темы, как GRE, IPSec и DMVN. Тут Packet Tracer уже едва ли может нам чем-то помочь.
Пришло время для больших игр и перехода на профессиональное ПО для симулирования сети. Да и темы, положа руку на сердце, уже не для самых маленьких.

На выбор в сегодняшнем меню:

• GNS3 — Graphical Network Simulator
• IOU — IOS on UNIX

Под катом аргументы за и против и частичный перенос топологию из РТ в GNS, а сначала традиционное видео, на этот раз умеренной длины.

Покупка заводов в Сибири была стратегически правильным решением для компании “Лифт ми Ам”. После того, как лифты стали ездить не только вверх, но и вниз, дела компании пошли… нет полетели, вверх. Лифты начали разбирать, как горячие пирожки со стола. Название уже не соответствовало действительности и было принято решение о ребрендинге. (На самом деле их замучила судебная тяжба с Моби).
Итак, под крыло ЛинкМиАп планируется взять заводы в Новосибирске, Томске и Брно. Самое время подумать о том, как это хозяйство подключить к имеющейся сети.

Итак, сегодня рассматриваем
1) Возможные варианты подключения, их плюсы и минусы
2) Site-to-Site VPN на основе GRE и IPSec
3) Большая тема: динамическая многоточечная виртуальная сеть (DMVPN) в теории и на практике.

В традиционном видео лишь ёмкая выжимка из статьи, посвящённая работе и настройке DMVPN.

До сих пор мы варились в собственном соку – VLAN’ы, статические маршруты, OSPF. Плавно росли над собой из зелёных студентов в крепких инженеров.
Теперь отставим в сторону эти игрушки, пришло время BGP.

Сегодня мы

• Разбираемся с протоколом BGP: виды, атрибуты, принципы работы, настройка
• Подключаемся к провайдеру по BGP
• Организуем резервирование и распределение нагрузки между несколькими линками
• Рассмотрим вариант резервирования без использования BGP – IP SLA

Долго ли коротко ли длилась история linkmeup, но компания росла, развивалась. Счёт маршрутизаторов уже на десятки, свои опто-волоконные линии, развитая сеть по городу. И было принято решение оформлять компанию, как провайдера и предоставлять услуги доступа в Интернет для сторонних в том числе организаций.
Сама по себе задача административная — лицензии там, поиск клиентской базы, реклама, поставить СОРМ.
Разумеется, с технической стороны тоже нужны приготовления — просчитать ресурсы, мощности, порты, подготовить политику QoS. Но всё это (за исключением QoS) — рутина.

Мы же хотим поговорить о другом — IBGP. Возможно, тема покажется вам несколько притянутой за уши, мол, внутренний BGP — прерогатива достаточно крупных провайдеров.
Однако это не так, сейчас iBGP задействуется в ентерпрайзах чуть ли не чаще, чем в провайдерах. С целью исключительно внутренней маршрутизации. Например, ради VPN — очень популярное приложение на базе BGP в корпоративной среде. К примеру, возможность организовать периметры, изолированные на L3, на уже используемой инфраструктуре очень ценна. А префиксов-то может быть каких-то полсотни, а то и десяток. Вовсе никакой не Full View, однако все равно удобно.

Возможно, к нашей сети Linkmeup это не имеет по-прежнему отношения, но обойти стороной такую концепцию будет совершенно непростительно. Поэтому предположим, что сеть достаточно велика, и у нас есть необходимость в BGP в ядре.

Сегодня обсудим

• Когда нужен IBGP
• В чём отличия от EBGP
• Route Reflector’ы
• Конфедерации
• Нерассмотренные в основной статье атрибуты BGP

Традиционное видео


Задачки в этом выпуске не относятся напрямую к IBGP, это, скорее, по BGP в целом. Интересно будет как новичкам поломать голову, так и старожилам размяться

Наш умозрительный провайдер linkmeup взрослеет и обрастает по-тихоньку всеми услугами обычных операторов связи. Теперь мы доросли до IPTV.
Отсюда вытекает необходимость настройки мультикастовой маршрутизации и в первую очередь понимание того, что вообще такое мультикаст.
Это первое отклонение от привычных нам принципов работы IP-сетей. Всё-таки парадигма многоадресной рассылки в корне отличается от тёплого лампового юникаста.
Можно даже сказать, это в некоторой степени бросает вызов гибкости вашего разума в понимании новых подходов.

В этой статье сосредоточимся на следующем:

• Общее понимание Multicast
• Протокол IGMP
• Протокол PIM
• >>>PIM Dense Mode
• >>>Pim Sparse Mode
• >>>SPT Switchover — переключение RPT-SPT
• >>>DR, Assert, Forwarder
• >>>Автоматический выбор RP
• >>>SSM
• >>>BIDIR PIM
• Мультикаст на канальном уровне
• >>>IGMP-Snooping
• >>>MVR

Сеть нашей воображаемой компании linkmeup растёт. У неё есть уже магистральные линии в различных городах, клиентская база и отличный штат инженеров, выросших на цикле СДСМ.
Но всё им мало. Услуги ШПД — это хорошо и нужно, но есть ещё огромный потенциальный рынок корпоративных клиентов, которым нужен VPN.
Думали ребята над этим, ломали голову и пришли к выводу, что никак тут не обойтись без MPLS.

Если мультикаст был первой темой, которая требовала некоторого перестроения понимания IP-сетей, то, изучая MPLS, вам точно придётся забыть почти всё, что вы знали раньше — это особенный мир со своими правилами.



Сегодня в выпуске:

• Что такое MPLS
• Передача трафика в сети MPLS
• Терминология
• Распространение меток
• — Методы распространение меток
• — — — DU против DoD
• — — — Ordered Control против Independent Control
• — — — Liberal Label Retention Mode против Conservative Label Retention Mode
• — — — PHP
• — Протоколы распространения меток
• — — — LDP
• — — — — Практика
• — — — Применение чистого MPLS в связке с BGP
• — — — RSVP-TE
• — — — — Практика
• — ВиО
• — Полезные ссылки

А начнём мы с вопроса: «Что не так с IP?»

Пока весь мир с замиранием ждёт 11-го выпуска СДСМ, посвящённого MPLS BGP L3VPN, я решил сделать вольный перевод неплохой статьи Джереми Стреча с Packetlife.net.

Это подборка небольших FAQ для новичков.

#На каком уровне OSI работает протокол Ч?
#Какая разница между маршрутизатором и многоуровневым коммутатором?
#Какая разница между forwarding и control planes?
#Какая разница между MTU и MSS?
#Какая разница между интерфейсами VLAN и BVI?
#Как работает туннельный интерфейс?
#Что означают четыре типа адресов в NAT?
#Могу ли я использовать адрес сети и широковещательный адрес в NAT-пуле?
#Почему нам нужны IP-адреса? Разве нам не хватит MAC-адресации для всего?
#Позволяет ли QoS расширить пропускную способность?

В прошлый раз мы не оставили камня на камне при разборе MPLS. И это, пожалуй, хорошо.

Но до сих пор только призрачно прорисовывается применение его в реальной жизни. И это плохо.

Этой статьёй начнём исправлять ситуацию. Вообще же читателя ждёт череда из трёх статей: L3VPN, L2VPN, Traffic Engineering, где мы постараемся в полной мере рассказать, для чего нужен MPLS на практике.

Итак, linkmeup — уже больше не аутсорсинг по поддержке хоть и крупной, но единственной компании, мы — провайдер. Можно даже сказать федеральный провайдер, потому что наша оптика ведёт во все концы страны. И наши многочисленные клиенты хотят уже не только высокоскоростной доступ в Интернет, они хотят VPN.
Сегодня разберёмся, что придётся сделать на нашей сети (на которой уже меж тем настроен MPLS), чтобы удовлетворить эти необузданные аппетиты.

Статья про L3VPN получилась большой — ни много ни мало 130 000 символов.
Учитывая, что и её ещё не все дочитали, эту часть про доступ в Интернет мы вынесли в отдельную публикацию.
Это особенно важно, потому что в рунете, да и вообще в интернетах, нет доступного разбора этой темы.
Вполне вероятно, что вы сейчас читаете эксклюзивный материал.

Итак, есть оператор связи, который предоставляет своему клиенту L3VPN. Ни с того ни с сего, с бухты да барахты понадобился ему ещё и Интернет.
Самое очевидное решение — прокинуть ещё один кабель — в одном VPN, в другом Интернет.
Допустим, это сложно. Тогда можно поднять сабинтерфейс и передавать фотки вконтактике в отдельном VLAN'е.
Допустим, там сложный арендованный канал, где можно прокинуть только 1 VLAN или оборудование клиента не умеет VLAN (стоит обычный компьютер), что тогда?

Об этом следующие 36 000 букв вашей жизни.

Содержание выпуска

• NAT на CE
• VRF Aware NAT
• Common Services

Долго ли коротко ли, но шестерни в очередной раз провернулись и linkmeup встал на ступень Tier 2. И несколько достаточной платёжоспособности энтерпрайзов проявили заинтересованность в организации связи между своими филиалами через сети linkmeup.

L3VPN, который мы рассмотрели в прошлом выпуске, покрывает собой огромное количество сценариев, необходимых большинству заказчиков. Огромное, но не все. Он позволяет осуществлять связь только на сетевом уровне и только для одного протокола — IP. Как быть с данными телеметрии, например, или трафиком от базовых станций, работающих через интерфейс E1? Существуют также сервисы, которые используют Ethernet, но тоже требуют связи на канальном уровне. Опять же ЦОДы между собой любят на языке L2 общаться.

Вот и нашим клиентам вынь да положь L2.

Традиционно раньше всё было просто: L2TP, PPTP да и всё по большому счёту. Ну в GRE ещё можно было спрятать Ethernet. Для всего прочего строили отдельные сети, вели выделенные линии ценою в танк (ежемесячно).

Однако в наш век конвергентных сетей, распределённых ЦОДов и международных компаний это не выход, и на рынок выплеснулось некоторое количество масштабируемых технологий випиэнирования на канальном уровне.

Мы же в этот раз сосредоточимся на MPLS L2VPN.

Современные компьютерные сети, предложив дешёвый трафик, высокий профит, суперстабильность и божественную конвергентность, лишились таких притягательных качеств старых технологий, как возможность определять путь трафика и обеспечить качество канала от начала до конца.

Однако сеть linkmeup выросла до размеров федерального оператора. Возможность управления трафиком и быстрого восстановления сервисов стали очень важным требованием в MPLS-сети.
Пора внедрять Traffic Engineering.

---

Зачем вообще может понадобиться инжиниринг трафика?

A forwarding entity always forwards packets in per-flow order to
zero, one or more of the forwarding entity’s own transmit interfaces
and never forwards a packet to the packet’s own receive interface.
Brian Petersen. Hardware Designed Network

Одно из удивительнейших достижений современности — это то, как, сидя в Норильске, человек может чатиться со своим другом в Таиланде, параллельно покупать билет на вечерний самолёт к нему, расплачиваясь банковской картой, в то время, как где-то в Штатах на виртуалочке его бот совершает сделки на бирже со скоростью, с которой его сын переключает вкладки, когда отец входит в комнату.

А через 10 минут он закажет такси через приложение на телефоне, и ему не придётся даже брать с собой в дорогу наличку.

В аэропорту он купит кофе, расплатившись часами, сделает видеозвонок дочери в Берлин, а потом запустит кинцо онлайн, чтобы скоротать час до посадки.

За это время тысячи MPLS-меток будут навешаны и сняты, миллионы обращений к различным таблицам произойдут, базовые станции сотовых сетей передадут гигабайты данных, миллиарды пакетов больших и малых в виде электронов и фотонов со скоростью света понесутся в ЦОДы по всему миру.

Это ли не электрическая магия?

В своём вояже к QoS, теме обещанной многократно, мы сделаем ещё один съезд. На этот раз обратимся к жизни пакета в оборудовании связи. Вскроем этот синий ящик и распотрошим его.


Кликабельно и увеличабельно.

Сегодня:

1. Коротко о судьбе и пути пакета
2. Плоскости (они же плейны): Forwarding/Data, Control, Management
3. Кто как и зачем обрабатывает трафик
4. Типы чипов: от CPU до ASIC'ов
5. Аппаратная архитектура сетевого устройства
6. Путешествие длиною в жизнь