Основы компьютерных сетей. Тема №1. Основные сетевые термины и сетевые модели

  • Tutorial
Всем привет. На днях возникла идея написать статьи про основы компьютерных сетей, разобрать работу самых важных протоколов и как строятся сети простым языком. Заинтересовавшихся приглашаю под кат.



Немного оффтопа: Приблизительно месяц назад сдал экзамен CCNA (на 980/1000 баллов) и осталось много материала за год моей подготовки и обучения. Учился я сначала в академии Cisco около 7 месяцев, а оставшееся время вел конспекты по всем темам, которые были мною изучены. Также консультировал многих ребят в области сетевых технологий и заметил, что многие наступают на одни и те же грабли, в виде пробелов по каким-то ключевым темам. На днях пару ребят попросили меня объяснить, что такое сети и как с ними работать. В связи с этим решил максимально подробно и простым языком описать самые ключевые и важные вещи. Статьи будут полезны новичкам, которые только встали на путь изучения. Но, возможно, и бывалые сисадмины подчеркнут из этого что-то полезное. Так как я буду идти по программе CCNA, это будет очень полезно тем людям, которые готовятся к сдаче. Можете держать статьи в виде шпаргалок и периодически их просматривать. Я во время обучения делал конспекты по книгам и периодически читал их, чтобы освежать знания.

Вообще хочу дать всем начинающим совет. Моей первой серьезной книгой, была книга Олиферов «Компьютерные сети». И мне было очень тяжело читать ее. Не скажу, что все было тяжело. Но моменты, где детально разбиралось, как работает MPLS или Ethernet операторского класса, вводило в ступор. Я читал одну главу по несколько часов и все равно многое оставалось загадкой. Если вы понимаете, что какие то термины никак не хотят лезть в голову, пропустите их и читайте дальше, но ни в коем случае не отбрасывайте книгу полностью. Это не роман или эпос, где важно читать по главам, чтобы понять сюжет. Пройдет время и то, что раньше было непонятным, в итоге станет ясно. Здесь прокачивается «книжный скилл». Каждая следующая книга, читается легче предыдущей книги. К примеру, после прочтения Олиферов «Компьютерные сети», читать Таненбаума «Компьютерные сети» легче в несколько раз и наоборот. Потому что новых понятий встречается меньше. Поэтому мой совет: не бойтесь читать книги. Ваши усилия в будущем принесут плоды. Заканчиваю разглагольствование и приступаю к написанию статьи.

Вот сами темы
1) Основные сетевые термины, сетевая модель OSI и стек протоколов TCP/IP.
2) Протоколы верхнего уровня.
3) Протоколы нижних уровней (транспортного, сетевого и канального).
4) Сетевые устройства и виды применяемых кабелей.
5) Понятие IP адресации, масок подсетей и их расчет.
6) Понятие VLAN, Trunk и протоколы VTP и DTP.
7) Протокол связующего дерева: STP.
8) Протокол агрегирования каналов: Etherchannel.
9) Маршрутизация: статическая и динамическая на примере RIP, OSPF и EIGRP.
10) Трансляция сетевых адресов: NAT и PAT.
11) Протоколы резервирования первого перехода: FHRP.
12) Безопасность компьютерных сетей и виртуальные частные сети: VPN.
13) Глобальные сети и используемые протоколы: PPP, HDLC, Frame Relay.
14) Введение в IPv6, конфигурация и маршрутизация.
15) Сетевое управление и мониторинг сети.

P.S. Возможно, со временем список дополнится.

Итак, начнем с основных сетевых терминов.

Что такое сеть? Это совокупность устройств и систем, которые подключены друг к другу (логически или физически) и общающихся между собой. Сюда можно отнести сервера, компьютеры, телефоны, маршрутизаторы и так далее. Размер этой сети может достигать размера Интернета, а может состоять всего из двух устройств, соединенных между собой кабелем. Чтобы не было каши, разделим компоненты сети на группы:

1) Оконечные узлы: Устройства, которые передают и/или принимают какие-либо данные. Это могут быть компьютеры, телефоны, сервера, какие-то терминалы или тонкие клиенты, телевизоры.

2) Промежуточные устройства: Это устройства, которые соединяют оконечные узлы между собой. Сюда можно отнести коммутаторы, концентраторы, модемы, маршрутизаторы, точки доступа Wi-Fi.

3) Сетевые среды: Это те среды, в которых происходит непосредственная передача данных. Сюда относятся кабели, сетевые карточки, различного рода коннекторы, воздушная среда передачи. Если это медный кабель, то передача данных осуществляется при помощи электрических сигналов. У оптоволоконных кабелей, при помощи световых импульсов. Ну и у беспроводных устройств, при помощи радиоволн.

Посмотрим все это на картинке:



На данный момент надо просто понимать отличие. Детальные отличия будут разобраны позже.

Теперь, на мой взгляд, главный вопрос: Для чего мы используем сети? Ответов на этот вопрос много, но я освещу самые популярные, которые используются в повседневной жизни:

1) Приложения: При помощи приложений отправляем разные данные между устройствами, открываем доступ к общим ресурсам. Это могут быть как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом.

2) Сетевые ресурсы: Это сетевые принтеры, которыми, к примеру, пользуются в офисе или сетевые камеры, которые просматривает охрана, находясь в удаленной местности.

3) Хранилище: Используя сервер или рабочую станцию, подключенную к сети, создается хранилище доступное для других. Многие люди выкладывают туда свои файлы, видео, картинки и открывают общий доступ к ним для других пользователей. Пример, который на ходу приходит в голову, — это google диск, яндекс диск и тому подобные сервисы.

4) Резервное копирование: Часто, в крупных компаниях, используют центральный сервер, куда все компьютеры копируют важные файлы для резервной копии. Это нужно для последующего восстановления данных, если оригинал удалился или повредился. Методов копирования огромное количество: с предварительным сжатием, кодированием и так далее.

5) VoIP: Телефония, работающая по протоколу IP. Применяется она сейчас повсеместно, так как проще, дешевле традиционной телефонии и с каждым годом вытесняет ее.

Из всего списка, чаще всего многие работали именно с приложениями. Поэтому разберем их более подробно. Я старательно буду выбирать только те приложения, которые как-то связаны с сетью. Поэтому приложения типа калькулятора или блокнота, во внимание не беру.

1) Загрузчики. Это файловые менеджеры, работающие по протоколу FTP, TFTP. Банальный пример — это скачивание фильма, музыки, картинок с файлообменников или иных источников. К этой категории еще можно отнести резервное копирование, которое автоматически делает сервер каждую ночь. То есть это встроенные или сторонние программы и утилиты, которые выполняют копирование и скачивание. Данный вид приложений не требует прямого человеческого вмешательства. Достаточно указать место, куда сохранить и скачивание само начнется и закончится.

Скорость скачивания зависит от пропускной способности. Для данного типа приложений это не совсем критично. Если, например, файл будет скачиваться не минуту, а 10, то тут только вопрос времени, и на целостности файла это никак не скажется. Сложности могут возникнуть только когда нам надо за пару часов сделать резервную копию системы, а из-за плохого канала и, соответственно, низкой пропускной способности, это занимает несколько дней. Ниже приведены описания самых популярных протоколов данной группы:

FTP- это стандартный протокол передачи данных с установлением соединения. Работает по протоколу TCP (этот протокол в дальнейшем будет подробно рассмотрен). Стандартный номер порта 21. Чаще всего используется для загрузки сайта на веб-хостинг и выгрузки его. Самым популярным приложением, работающим по этому протоколу — это Filezilla. Вот так выглядит само приложение:


TFTP- это упрощенная версия протокола FTP, которая работает без установления соединения, по протоколу UDP. Применяется для загрузки образа бездисковыми рабочими станциями. Особенно широко используется устройствами Cisco для той же загрузки образа и резервных копий.

Интерактивные приложения. Приложения, позволяющие осуществить интерактивный обмен. Например, модель «человек-человек». Когда два человека, при помощи интерактивных приложений, общаются между собой или ведут общую работу. Сюда относится: ICQ, электронная почта, форум, на котором несколько экспертов помогают людям в решении вопросов. Или модель «человек-машина». Когда человек общается непосредственно с компьютером. Это может быть удаленная настройка базы, конфигурация сетевого устройства. Здесь, в отличие от загрузчиков, важно постоянное вмешательство человека. То есть, как минимум, один человек выступает инициатором. Пропускная способность уже более чувствительна к задержкам, чем приложения-загрузчики. Например, при удаленной конфигурации сетевого устройства, будет тяжело его настраивать, если отклик от команды будет в 30 секунд.

Приложения в реальном времени. Приложения, позволяющие передавать информацию в реальном времени. Как раз к этой группе относится IP-телефония, системы потокового вещания, видеоконференции. Самые чувствительные к задержкам и пропускной способности приложения. Представьте, что вы разговариваете по телефону и то, что вы говорите, собеседник услышит через 2 секунды и наоборот, вы от собеседника с таким же интервалом. Такое общение еще и приведет к тому, что голоса будут пропадать и разговор будет трудноразличимым, а в видеоконференция превратится в кашу. В среднем, задержка не должна превышать 300 мс. К данной категории можно отнести Skype, Lync, Viber (когда совершаем звонок).

Теперь поговорим о такой важной вещи, как топология. Она делится на 2 большие категории: физическая и логическая. Очень важно понимать их разницу. Итак, физическая топология — это как наша сеть выглядит. Где находятся узлы, какие сетевые промежуточные устройства используются и где они стоят, какие сетевые кабели используются, как они протянуты и в какой порт воткнуты. Логическая топология — это каким путем будут идти пакеты в нашей физической топологии. То есть физическая — это как мы расположили устройства, а логическая — это через какие устройства будут проходить пакеты.

Теперь посмотрим и разберем виды топологии:

1) Топология с общей шиной (англ. Bus Topology)


Одна из первых физических топологий. Суть состояла в том, что к одному длинному кабелю подсоединяли все устройства и организовывали локальную сеть. На концах кабеля требовались терминаторы. Как правило — это было сопротивление на 50 Ом, которое использовалось для того, чтобы сигнал не отражался в кабеле. Преимущество ее было только в простоте установки. С точки зрения работоспособности была крайне не устойчивой. Если где-то в кабеле происходил разрыв, то вся сеть оставалась парализованной, до замены кабеля.

2) Кольцевая топология (англ. Ring Topology)


В данной топологии каждое устройство подключается к 2-ум соседним. Создавая, таким образом, кольцо. Здесь логика такова, что с одного конца компьютер только принимает, а с другого только отправляет. То есть, получается передача по кольцу и следующий компьютер играет роль ретранслятора сигнала. За счет этого нужда в терминаторах отпала. Соответственно, если где-то кабель повреждался, кольцо размыкалось и сеть становилась не работоспособной. Для повышения отказоустойчивости, применяют двойное кольцо, то есть в каждое устройство приходит два кабеля, а не один. Соответственно, при отказе одного кабеля, остается работать резервный.

3) Топология звезда (англ. Star Topology)


Все устройства подключаются к центральному узлу, который уже является ретранслятором. В наше время данная модель используется в локальных сетях, когда к одному коммутатору подключаются несколько устройств, и он является посредником в передаче. Здесь отказоустойчивость значительно выше, чем в предыдущих двух. При обрыве, какого либо кабеля, выпадает из сети только одно устройство. Все остальные продолжают спокойно работать. Однако если откажет центральное звено, сеть станет неработоспособной.

4)Полносвязная топология (англ. Full-Mesh Topology)


Все устройства связаны напрямую друг с другом. То есть с каждого на каждый. Данная модель является, пожалуй, самой отказоустойчивой, так как не зависит от других. Но строить сети на такой модели сложно и дорого. Так как в сети, в которой минимум 1000 компьютеров, придется подключать 1000 кабелей на каждый компьютер.

5)Неполносвязная топология (англ. Partial-Mesh Topology)


Как правило, вариантов ее несколько. Она похожа по строению на полносвязную топологию. Однако соединение построено не с каждого на каждый, а через дополнительные узлы. То есть узел A, связан напрямую только с узлом B, а узел B связан и с узлом A, и с узлом C. Так вот, чтобы узлу A отправить сообщение узлу C, ему надо отправить сначала узлу B, а узел B в свою очередь отправит это сообщение узлу C. В принципе по этой топологии работают маршрутизаторы. Приведу пример из домашней сети. Когда вы из дома выходите в Интернет, у вас нет прямого кабеля до всех узлов, и вы отправляете данные своему провайдеру, а он уже знает куда эти данные нужно отправить.

6) Смешанная топология (англ. Hybrid Topology)


Самая популярная топология, которая объединила все топологии выше в себя. Представляет собой древовидную структуру, которая объединяет все топологии. Одна из самых отказоустойчивых топологий, так как если у двух площадок произойдет обрыв, то парализована будет связь только между ними, а все остальные объединенные площадки будут работать безотказно. На сегодняшний день, данная топология используется во всех средних и крупных компаниях.

И последнее, что осталось разобрать — это сетевые модели. На этапе зарождения компьютеров, у сетей не было единых стандартов. Каждый вендор использовал свои проприетарные решения, которые не работали с технологиями других вендоров. Конечно, оставлять так было нельзя и нужно было придумывать общее решение. Эту задачу взвалила на себя международная организация по стандартизации (ISO — International Organization for Standartization). Они изучали многие, применяемые на то время, модели и в результате придумали модель OSI, релиз которой состоялся в 1984 году. Проблема ее была только в том, что ее разрабатывали около 7 лет. Пока специалисты спорили, как ее лучше сделать, другие модели модернизировались и набирали обороты. В настоящее время модель OSI не используют. Она применяется только в качестве обучения сетям. Мое личное мнение, что модель OSI должен знать каждый уважающий себя админ как таблицу умножения. Хоть ее и не применяют в том виде, в каком она есть, принципы работы у всех моделей схожи с ней.



Состоит она из 7 уровней и каждый уровень выполняет определенную ему роль и задачи. Разберем, что делает каждый уровень снизу вверх:

1) Физический уровень (Physical Layer): определяет метод передачи данных, какая среда используется (передача электрических сигналов, световых импульсов или радиоэфир), уровень напряжения, метод кодирования двоичных сигналов.

2) Канальный уровень (Data Link Layer): он берет на себя задачу адресации в пределах локальной сети, обнаруживает ошибки, проверяет целостность данных. Если слышали про MAC-адреса и протокол «Ethernet», то они располагаются на этом уровне.

3) Сетевой уровень (Network Layer): этот уровень берет на себя объединения участков сети и выбор оптимального пути (т.е. маршрутизация). Каждое сетевое устройство должно иметь уникальный сетевой адрес в сети. Думаю, многие слышали про протоколы IPv4 и IPv6. Эти протоколы работают на данном уровне.

4) Транспортный уровень (Transport Layer): Этот уровень берет на себя функцию транспорта. К примеру, когда вы скачиваете файл с Интернета, файл в виде сегментов отправляется на Ваш компьютер. Также здесь вводятся понятия портов, которые нужны для указания назначения к конкретной службе. На этом уровне работают протоколы TCP (с установлением соединения) и UDP (без установления соединения).

5) Сеансовый уровень (Session Layer): Роль этого уровня в установлении, управлении и разрыве соединения между двумя хостами. К примеру, когда открываете страницу на веб-сервере, то Вы не единственный посетитель на нем. И вот для того, чтобы поддерживать сеансы со всеми пользователями, нужен сеансовый уровень.

6) Уровень представления (Presentation Layer): Он структурирует информацию в читабельный вид для прикладного уровня. Например, многие компьютеры используют таблицу кодировки ASCII для вывода текстовой информации или формат jpeg для вывода графического изображения.

7) Прикладной уровень (Application Layer): Наверное, это самый понятный для всех уровень. Как раз на этом уроне работают привычные для нас приложения — e-mail, браузеры по протоколу HTTP, FTP и остальное.

Самое главное помнить, что нельзя перескакивать с уровня на уровень (Например, с прикладного на канальный, или с физического на транспортный). Весь путь должен проходить строго с верхнего на нижний и с нижнего на верхний. Такие процессы получили название инкапсуляция (с верхнего на нижний) и деинкапсуляция (с нижнего на верхний). Также стоит упомянуть, что на каждом уровне передаваемая информация называется по-разному.

На прикладном, представления и сеансовым уровнях, передаваемая информация обозначается как PDU (Protocol Data Units). На русском еще называют блоки данных, хотя в моем круге их называют просто данные).

Информацию транспортного уровня называют сегментами. Хотя понятие сегменты, применимо только для протокола TCP. Для протокола UDP используется понятие — датаграмма. Но, как правило, на это различие закрывают глаза.
На сетевом уровне называют IP пакеты или просто пакеты.

И на канальном уровне — кадры. С одной стороны это все терминология и она не играет важной роли в том, как вы будете называть передаваемые данные, но для экзамена эти понятия лучше знать. Итак, приведу свой любимый пример, который помог мне, в мое время, разобраться с процессом инкапсуляции и деинкапусуляции:

1) Представим ситуацию, что вы сидите у себя дома за компьютером, а в соседней комнате у вас свой локальный веб-сервер. И вот вам понадобилось скачать файл с него. Вы набираете адрес страницы вашего сайта. Сейчас вы используете протокол HTTP, которые работает на прикладном уровне. Данные упаковываются и спускаются на уровень ниже.

2) Полученные данные прибегают на уровень представления. Здесь эти данные структурируются и приводятся в формат, который сможет быть прочитан на сервере. Запаковывается и спускается ниже.

3) На этом уровне создается сессия между компьютером и сервером.

4) Так как это веб сервер и требуется надежное установление соединения и контроль за принятыми данными, используется протокол TCP. Здесь мы указываем порт, на который будем стучаться и порт источника, чтобы сервер знал, куда отправлять ответ. Это нужно для того, чтобы сервер понял, что мы хотим попасть на веб-сервер (стандартно — это 80 порт), а не на почтовый сервер. Упаковываем и спускаем дальше.

5) Здесь мы должны указать, на какой адрес отправлять пакет. Соответственно, указываем адрес назначения (пусть адрес сервера будет 192.168.1.2) и адрес источника (адрес компьютера 192.168.1.1). Заворачиваем и спускаем дальше.

6) IP пакет спускается вниз и тут вступает в работу канальный уровень. Он добавляет физические адреса источника и назначения, о которых подробно будет расписано в последующей статье. Так как у нас компьютер и сервер в локальной среде, то адресом источника будет являться MAC-адрес компьютера, а адресом назначения MAC-адрес сервера (если бы компьютер и сервер находились в разных сетях, то адресация работала по-другому). Если на верхних уровнях каждый раз добавлялся заголовок, то здесь еще добавляется концевик, который указывает на конец кадра и готовность всех собранных данных к отправке.

7) И уже физический уровень конвертирует полученное в биты и при помощи электрических сигналов (если это витая пара), отправляет на сервер.

Процесс деинкапсуляции аналогичен, но с обратной последовательностью:

1) На физическом уровне принимаются электрические сигналы и конвертируются в понятную битовую последовательность для канального уровня.

2) На канальном уровне проверяется MAC-адрес назначения (ему ли это адресовано). Если да, то проверяется кадр на целостность и отсутствие ошибок, если все прекрасно и данные целы, он передает их вышестоящему уровню.

3) На сетевом уровне проверяется IP адрес назначения. И если он верен, данные поднимаются выше. Не стоит сейчас вдаваться в подробности, почему у нас адресация на канальном и сетевом уровне. Это тема требует особого внимания, и я подробно объясню их различие позже. Главное сейчас понять, как данные упаковываются и распаковываются.

4) На транспортном уровне проверяется порт назначения (не адрес). И по номеру порта, выясняется какому приложению или сервису адресованы данные. У нас это веб-сервер и номер порта — 80.

5) На этом уровне происходит установление сеанса между компьютером и сервером.

6) Уровень представления видит, как все должно быть структурировано и приводит информацию в читабельный вид.

7) И на этом уровне приложения или сервисы понимают, что надо выполнить.

Много было написано про модель OSI. Хотя я постарался быть максимально краток и осветить самое важное. На самом деле про эту модель в Интернете и в книгах написано очень много и подробно, но для новичков и готовящихся к CCNA, этого достаточно. Из вопросов на экзамене по данной модели может быть 2 вопроса. Это правильно расположить уровни и на каком уровне работает определенный протокол.

Как было написано выше, модель OSI в наше время не используется. Пока разрабатывалась эта модель, все большую популярность получал стек протоколов TCP/IP. Он был значительно проще и завоевал быструю популярность.
Вот так этот стек выглядит:


Как видно, он отличается от OSI и даже сменил название некоторых уровней. По сути, принцип у него тот же, что и у OSI. Но только три верхних уровня OSI: прикладной, представления и сеансовый объединены у TCP/IP в один, под названием прикладной. Сетевой уровень сменил название и называется — Интернет. Транспортный остался таким же и с тем же названием. А два нижних уровня OSI: канальный и физический объединены у TCP/IP в один с названием — уровень сетевого доступа. Стек TCP/IP в некоторых источниках обозначают еще как модель DoD (Department of Defence). Как говорит википедия, была разработана Министерством обороны США. Этот вопрос встретился мне на экзамене и до этого я про нее ничего не слышал. Соответственно вопрос: «Как называется сетевой уровень в модели DoD?», ввел меня в ступор. Поэтому знать это полезно.

Было еще несколько сетевых моделей, которые, какое то время держались. Это был стек протоколов IPX/SPX. Использовался с середины 80-х годов и продержался до конца 90-х, где его вытеснила TCP/IP. Был реализован компанией Novell и являлся модернизированной версией стека протоколов Xerox Network Services компании Xerox. Использовался в локальных сетях долгое время. Впервые IPX/SPX я увидел в игре «Казаки». При выборе сетевой игры, там предлагалось несколько стеков на выбор. И хоть выпуск этой игры был, где то в 2001 году, это говорило о том, что IPX/SPX еще встречался в локальных сетях.

Еще один стек, который стоит упомянуть — это AppleTalk. Как ясно из названия, был придуман компанией Apple. Создан был в том же году, в котором состоялся релиз модели OSI, то есть в 1984 году. Продержался он совсем недолго и Apple решила использовать вместо него TCP/IP.

Также хочу подчеркнуть одну важную вещь. Token Ring и FDDI — не сетевые модели! Token Ring — это протокол канального уровня, а FDDI это стандарт передачи данных, который как раз основывается на протоколе Token Ring. Это не самая важная информация, так как эти понятия сейчас не встретишь. Но главное помнить о том, что это не сетевые модели.

Вот и подошла к концу статья по первой теме. Хоть и поверхностно, но было рассмотрено много понятий. Самые ключевые будут разобраны подробнее в следующих статьях. Надеюсь теперь сети перестанут казаться чем то невозможным и страшным, а читать умные книги будет легче). Если я что-то забыл упомянуть, возникли дополнительные вопросы или у кого есть, что дополнить к этой статье, оставляйте комментарии, либо спрашивайте лично. Спасибо за прочтение. Буду готовить следующую тему.
Поделиться публикацией
Комментарии 61
    +2
    Как же душещипательная история про то, как комитет OSI прозаседав над эталонной моделью, вышел на улицу, а там уже TCP/IP? 1978 год — выпустили OSI в мир, а в 1977 первая передача по протоколу TCP/IP (sorry, wikipedia).
    Полноценно стэк OSI где-то реализован?

    Дополню — самая суперская из встреченных
    картинка про ***капсуляцию
    image
    была встречена когда-то на просторах www.kgau.ru

    Как насчет примера про то, где сейчас способна применяться шина? кольцо? Разбавить историю о шине уборщицей, которая одной только шваброй могла положить всю сеть…

    Всегда было интересно — а FDDI и провайдерская инфраструктура как-то между собой похожи?
    Кольцевая топология с оптикой как-то коррелирует?
    Есть ли сейчас что-то похожее на MAU из кольцевой топологии?

    Ну и добавлю к завершению промежуточную картинку
    TCP vs OSI
    image


      +1
      Я полноценного применения OSI не встречал. Только TCP/IP. Топология с общей шиной вымирает с той же скоростью, что и концентраторы. В 90-х и начале 2000-х еще можно было встретить в мелких офисах, но с приходом коммутаторов, применять эту топологию не имеет смысла. По поводу FDDI. Сейчас применять ее в локальных сетях нету смысла. Скорость передачи равна 100 Мб/с. С этим вполне справляется витая пара. Основывалась она на оптоволоконных кабелях, а это дороже и сложнее, чем проложить витую пару. Насчет ее применения в провайдерской инфраструктуры, то вряд ли ее там встретите. Есть более продвинутые стандарты. FDDI как раз был стандартом от Token Ring (а это кольцевая топология).
        0
        Просто так получается, что на нынешнем этапе студенту в качестве общеобразовательного достаточно дать темы:
        1. Топологии — шина умерла (но есть в USB), звезда (коммутаторы), кольцо (иногда встречается у крупных) и частично/полно связная (всякие беспроводные и междупровайдерские сети чаще всего). Сказать про ужас «петля в сети». Провода — собственно коаксиал (очень интересно узнать, как же сейчас кабельные операторы в этот убогий коаксиал умудряются запихивать огого сколько HDTV каналов и мегабит 10+ интернета), витая пара, оптика. Хорошо бы еще про всякую экзотику типа Infiniband
        2. Ethernet, wi-fi n/ac, коммутаторы, чуток про сотовую связь.
        3. Протокол IP, маршрутизация, маршрутизаторы, маски
        4. Протоколы TCP/UDP, NAT
        5. Чуть-чуть про vpn, ssl
        6. Самые распространённые протоколы — rdp, imap, smtp, http(s), telnet, ssh, ftp. Tftp вообще вынести на лабу с сетевой загрузкой.
        Всё, это максимум почти для всех, кроме радиофака. В реальной жизни большего не потребуется.

        Всякие артефакты типа FDDI сейчас только академическую ценность из себя представляют.
          0
          Не путайте понятия: топологию с общей шиной и шиной «USB». Хоть эти слова и одинаково пишутся, но несут разные значения и никак не могут стоять рядом. Про петли в сети будет рассказано позже. Все сразу не обхватить. Телевидение и мобильная связь уже совсем другая история. В данной программе это не рассматривается. Но если это очень интересно, то можно будет написать отдельные статьи.
            0
            WiFi шина, и судя по всему проживет еще долго.
            +1
            Не путайте коаксиал и витую пару с шиной. Провод не всегд означает топологию.

            Например Ethernet может использовать коаксиал (10BASE-2, 10Base-5) и витую пару (10baseT).
            Топология зависит от способа подключения — коаксиал можно воткнуть в хаб, и получится звезда.
            А современный коаксиал, это обычно Docsis, в котором можно свыше 200 мбит получить
              0
              Коаксиал можно воткнуть в хаб, и получится звезда? Вы в это точно уверены? Именно звезда? может быть все-таки шина?
                0
                Не путайте подключение одного компа и топологию сети.
                Если 5 компов будет включено в коммуникационное устройство по коаксиалу, то несмотря на то, что между хабом и каждым компом будет типа как шина (терминаторы, все дела), сама сеть — будет звезда, потому что все оконечные устройства идут через коммуникатор.

                Просот коммуникаторы с мультипортовым коаксиалом редкость, типа таких устройств:
                http://www.zdtronic.com/images/3C201200.jpeg

                Поэтому, ошибочно считают, что витая пара — это звезда, а коаксиал это шина. Но это просто потому, что обычно 99% коаксиал это шина и 99.99% витая пара — звезда.
                  +1
                  Вы случайно коммутатор с хабом не путаете? Если 5 компов подключить в один коммутатор, то я согласен это звезда, так как это 5 коллизионных доменов. Но если те же 5 компов подключить в хаб то, на мой взгляд, это будет шина, т.к. коллизионный домен будет один — общий на все 5 компов.
                    0
                    Если любой из 5 компов наворачивается и остальные работают — значит НЕ шина.

                    В шине выход из строя любого сегмента из 5ти компов должна означать либо что вся сеть навернулась, либо разделилась на две — слева и справа от него.

                    Ну а коллизии это уже уровень выше…
                      0
                      Это очень странное определение шины, на мой взгляд.
                      Википедия, например, считает иначе: "«Шине» не страшны отказы отдельных компьютеров, потому что все другие компьютеры сети продолжат нормально обмениваться информацией. Но так как используется только один общий кабель, — в случае его обрыва нарушается работа всей сети."

                      Коллизия это наложение двух электрических сигналов друг-на-друга, куда еще ниже?
                        0
                        Хаб будет транслировать все сигналы всем (у него нет маршрутов), но наложения сигналов не будет — он от каждого устройства получит сигнал и по очереди его всем разошлет. То есть сигналы не будут «накладываться» друг на друга. Другое дело, что все устройства будут делить единую пропускную способность хаба.

                        Шине не страшны выключения компьютеров, поскольку кабель просто проходит через т-коннектор, и если компьютер выключен, то значит просто нет участника, вклинившегося в шину в этом месте. Но я имел ввиду именно выход из строя (обрыв), а не отключение от питания.
            0
            Шинная топология используется в промышленных сетях. Тот же самый RS485.
            0
            А разве ARP-протокол в модели OSI не на канальном уровне?
              0
              ARP не бегает между сетями, так что сетевым считаться не может. Опять же, у него есть 0x0806 код типа _пакета_ в Ethernet, и он вложен в фрейм, так что он выше, чем в канальном :) И куда же его привязать?
                0
                ARP — протокол канального уровня. Когда на коммутатор приходят данные и в таблице MAC-адресов не обнаруживается соответствие IP к MAC, коммутатор при помощи протокола ARP формирует широковещательную рассылку. В поле destination кадра вставляется адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF. Поля IP пакета не изменяются. Каждый узел в пределах локальной сети получает эти данные, раскрывает их и смотрит на поле destination IP пакета и если адрес совпадает, он отправляет ответ, где в поле source кадра вставляет свой MAC-адрес. Соответственно протоколу ARP без разницы, что передается с вышестоящих уровней.
                  0
                  Видимо вы имели в виду маршрутизатор?
                    0
                    … или коммутатор l2+
                    0
                    Попробуйте мыслить здраво. Прежде чем данные придут на коммутатор, они должны сначала какое-то устройство покинуть. А покинет это устройство кадр с МАС-адресом назначения, который и будет проанализирован коммутатором. IP-адрес будет спрятан внутри кадра и коммутатор вообще не интересует.
                      0
                      Когда коммутатор получает кадр с destination MAC, которого нет в таблице MAC-адресов, такой кадр рассылается как широковещательный, т.е. на все порты кроме порта с которого он был получен.
                      ARP-ы коммутатором не отправляются.
                0
                Используйте время более эффективно. Подумай сможешь ли ты написать лучше чем:
                1 Компьютерные сети. Эндрю Таненбаум, Дэвид Уэзеролл
                2 Сети TCP/IP. Дуглас Камер
                если нет, то луче не пиши.
                  –1
                  Добавлю к списку TCP/IP Illustrated. Уильям Ричард
                    0
                    Книги, приведенные Вами, безусловно, заслуживают внимания и уважения. Я не собирался составлять им конкуренцию и ставить свои статьи выше их книг. Идея этих статей как раз в кратком изложении всего прочитанного и изученного мною.
                      +7

                      Cobolorum, дружище немного грубовато тебе не кажется?
                      При твоей позиции, 97% статей на habr выпущено впустую… а теперь зайди и посмотри, в каждой статье парни говорят спасибо авторам за пояснения.


                      Автор данной статьи, решил выделить и разобрать темы которые на его усмотрение он отметил для себя при подготовке CCNA и помочь новичкам, описав принципы их работы более доступно и проще чем это расписано в книге.
                      Дополнив прочтение книг, рекомендациями автора можно более проще разобраться, в определенной теме, так же автор рассказал немного о себе.
                      Дал небольшие но важные рекомендации, что ему помогало при изучении и прочтении технической литературы


                      Мне статья полностью понравилась, информации не много, указано все по существу, коротко и четко.
                      Для первой главы очень хорошо, посмотрим что будет во второй.
                      Автору успехов и не обращать внимание на агров***

                        –3
                        То что хабр превратился в ресурс для домохозяек я не спорю. Но когда домохозяйки приходят устраиваться на работу и начинают ссылаться на никчемные статьи. У меня возникает желание сперва убить прочитавшего что бы не плутал в потемках, а потом убить автора это статьи что бы не развращал малолетних.
                        А все разговоры про подготовку и знания рубятся одним вопросом «Что будет если записать (минуя интерфейсные ограничения) в параметры интерфейса маску 255.255.255.238?»
                          0
                          И что будет, давно в сетях, но понятия не имею, предположу что скинется до ближайшей верной /27, но точно ХЗ и что должен показать этот вопрос и ответ на него в вашем понимании?
                            0
                            Вы правы. Скинется до ближайшей маски. Любят этот вопрос задавать на собеседованиях.
                              0
                              Ни разу не спрашивали, в основном вопросы конкретно по стеку и я когда в команду набираю подобный бред не спрашиваю, для каких-нибудь олимпиад такой вопрос может иметь смысл, а для практической работы, что он может сказать о кандидате? Уж проще тогда несколько страниц дампа распечатать с живого маршрутизатора и попросить рассказать что происходит в дампе, базовое понимание сетей уже покажет.
                                +2
                                Или заглючит с непредсказуемыми эффектами. Недавно напоролся на такое в IOS, когда после опечатки в маске при любых изменениях ACL удалились криптомапы с ним.
                                  0
                                  А на собеседованиях про RFC 950 не знают?
                                  3. A Class C Network Case (illustrating non-contiguous subnet bits)

                                  For this case, assume that the requesting host is on class C
                                  network 192.1.127.0, has address 192.1.127.19, that there is a
                                  gateway at 192.1.127.50, and that on network an 3-bit subnet field
                                  is in use (01011000), that is, the address mask is 255.255.255.88.

                                  Или на собеседованиях речь идёт про какую-то конкретную железяку?
                                0
                                Вы так говорите как будто зарплата у работодателя безразмерная.
                                Если речь идет о небольшой сумме то даже знаний CCNA будет перебор. В тех.поддержке на звонки отвечать.
                            0
                            Спасибо за статью! Прям все разжевали) Жду продолжение.
                              +5
                              Статья сильно слабее цикла «Сети для самых маленьких» тут-же на хабре, в основном пустая болтология с перепечаткой курса (курс кстати доступен на русском). Если будете продолжать публиковать заметки на эту тему — уделите больше внимания практической стороне, от теоретических знаний по модели OSI многих тошнит еще с института.
                                +3
                                Я не собираюсь конкурировать с СДСМ. Моя идея в изложении кратких конспектов про основы. И цикл статей будет в рамках программы CCNA. Насчет практической стороны. Я Вас услышал и в темах, где можно будет что-то показать на практике, обязательно приведу и подготовлю лабораторные работы для самостоятельной работы.
                                0
                                Вы сдавали уже новую версию экзамена CCNA (200-125)?
                                  0
                                  Нет. Я сдал 20 июля. Сразу после окончания академии.
                                  +2
                                  «Моей первой серьезной книгой, была книга Олиферов „Компьютерные сети“. И мне было очень тяжело читать ее.… одну главу по несколько часов и все равно многое оставалось загадкой… Пройдет время и то, что раньше было непонятным, в итоге станет ясно.» Вот прям точно про меня, так же лет 5 назад мучился, а теперь читаю её некоторые главы и понимаю, как же сейчас легко стало усваиваться.) Порекомендовал бы еще Таненбаума после Олиферов.
                                    0
                                    Многие с этим сталкиваются) Полезных книг очень много, а книги Таненбаума — это прям грааль знаний. Поэтому полностью с Вами согласен.
                                      0
                                      У Таненбаума отличный академический учебник для курса по CS, но для самостоятельного изучения именно сетей (без программирования и матана) эффективней будут книжки Одома и СДСМ.
                                        +1
                                        я побовал читать Таненбаума параллельно — в переводе и в оригинале. Многие вопросы снимаются.
                                        Все таки технический перевод довольно часто бывает корявым.
                                        Сомневаешься — смотри в оригинал.
                                        Хорошо, что он не китаец…
                                        0
                                        Хотел бы выразить благодарность автору за статью, почерпнул для себя много нового, что, думаю, не раз и не два пригодится в будущем) Жду следующих статей)
                                          0
                                          Раздел про топологии я бы дополнил и\или переделал. Выглядит сыровато и больше запутывает, чем объясняет.
                                          Тем более все оценочные суждения выглядят странными (не всегда корректными или подкреплёнными реальностью), например: «Самая популярная топология, которая объединила все топологии выше в себя».
                                            0
                                            Теперь, на мой взгляд, главный вопрос: Для чего мы используем сети? Ответов на этот вопрос много, но я освещу самые популярные, которые используются в повседневной жизни:

                                            Скажите, а один ёмкий ответ: «для передачи данных», уже не подходит?
                                              0
                                              То, что сети нужны для передачи данных, я написал в самом начале. А далее уже подробнее описал.
                                              0
                                              Молодец, хорошо излагаешь.
                                                +1
                                                Действительно качественная статья. Все лаконично, просто и понятно. Как говорится — доступным языком. Буду ждать далее освещения этой темы. Автору +1
                                                  0
                                                  Есть курс Сети для самых малениких советую к просмотру/прочтению
                                                    +2

                                                    Парни часть из вас, пишут что курс сырой, многое нужно дополнить, текст слабый, одна теория практики нету и т.п.
                                                    Мне одно непонятно, парень решил помочь безвозмездно выделить, то что ему показалось наиболее важным и пытается заострить на этом внимание.
                                                    Вы что сравниваете его уровень с известными книгами и авторами, таким как Эндрю Таненбаум?
                                                    Быть может автор статьи указал о себе, что он кандидат наук, или профессор, или доцент или CCIE?
                                                    Автор же написал, что месяц назад сдал экзамен CCNA, думаете у него будет желание поскорее написать 2 статью если вы тыкаете, то книгами, то схожими курсами.
                                                    Создайте свою тему и укажите как вы представляете, ни кто же из вас особо и не создал ничего схожего.
                                                    И учитывайте что это всего лишь первая глава, так скажем введение, какая тут может быть практика.


                                                    Добрее нужно быть!!!

                                                      +1
                                                      Автору респект и напутствие для следующих статей — освой Visio/Dia/etc и все рисунки, схемы, диаграммы выполняй в одном стиле, тогда статья будет выглядеть причесанной. Иконки для схем сетей хорошо ищутся по заросу 'cvd icons'.
                                                        0
                                                        спасибо за совет!
                                                        0
                                                        От себя могу посоветовать статьи на сайте http://infocisco.ru/articles.html.
                                                        Там преследуют примерно те же цели, что и автор данной статьи. Ну и написано очень понятно и наглядно.
                                                          0
                                                          Расшифровывайте, пожалуйста, аббревиатуры в текстке (в скобках). Тогда читать будет намного удобнее, без прерываний на самостоятельную расшифровку.
                                                            0
                                                            >В среднем, задержка не должна превышать 300 мс.
                                                            Откуда это число?
                                                              0
                                                              Идеальное число — это до 300 мс. Если больше, то уже начинается нарушение связи. Говорить при такой задержке можно, но связь будет не идеальной.
                                                                0
                                                                Что значит нарушение связи? Есть задержка, понятие комфортности достаточно субъективное, я пытаюсь понять откуда это число взялось? Это написано в каком-то стандарте, рекомендации, это просто общепринятое эмпирическое значение?
                                                                  0
                                                                  специально для Вас нашел
                                                                  https://wiki.sipnet.ru/index.php/%D0%9F%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B8_%D0%BA%D0%B0%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0_IP-%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B8
                                                              0
                                                              1) На физическом уровне принимаются биты и конвертируются в понятную последовательность для канального уровня.

                                                              Хотелось бы уточнить, принимаются не биты, а последовательность электрических сигналов, преобразующихся в биты на другом уровне модели OSI.
                                                                0
                                                                Да, хорошее замечание, спасибо!
                                                                +1
                                                                «Теперь, на мой взгляд, главный вопрос: Для чего мы используем сети?» — фундаментальный ответ — для работы с одним из базовых свойств информации — ее передаче.
                                                                Базовые свойства информации — информацию можно 1) обрабатывать, 2) Передавать, 3) Хранить.
                                                                Сети обеспечивают передачу данных.
                                                                Прошу прощения, если ответ выглядит слишком академически.
                                                                  0
                                                                  Хорошее дополнение!
                                                                  0
                                                                  Хорошо начато. Буду читать остальное.
                                                                  Но начинающим полезно прочесть книгу Одом У. — Cisco. CCENT,CCNA. ICND1 100-101 — 2015
                                                                  ну и потом уже Одом У. — Cisco CCNA. ICND2 200-101 — 2015
                                                                  Это официальное руководство. Много подробно и неплохо описано. Есть опечатки и неверные моменты в переводе, но «ничто не совершенно в этом мире...»©
                                                                  У автора статьи затронуто все неплохо, но для люителей «глубже и лучше» — эти книги самое то.
                                                                  У остальных авторов aka Таненбаум и прочие — все написано для академиков, имхо.
                                                                  На торрентах ищите.

                                                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                  Самое читаемое