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?

Дорогие мои друзья, отважные критики, тихие читатели и тайные почитатели, СДСМ заканчивается.



Я не могу похвастаться тем, что за 7 лет я затронул все темы сетевой сферы или тем, что хотя бы одну из них раскрыл полностью. Но это и не было целью. А целью этой серии статей было ввести юного студента за руку в этот мир и проводить его шаг за шагом по основной галерее, давая общее представление, и уберечь от болезненных скитаний по тёмным уголкам сознания Олифера и Олифера в мучительных попытках найти ответ на вопрос, как всё это применить в жизни.
СДСМ планировался коротким практическим курсом «как научиться в сети за месяц», а вылился в 16 (на самом деле 19) длинных выпусков, которые мы уже даже переименовали в «Сети Для Самых Суровых». Общее количество символов перевалило за 1 000 000.

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?

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

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.

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.

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

Как вы помните из прошлого выпуска провайдер linkmeup встал на ступень Tier 2. Но просто предоставлять услуги доступа в Интернет или L2/3VPN-ы (быть по сути трубой для трафика) Linkmeup не устраивает. Сейчас большим спросом пользуются услуги облачного хранения данных, поэтому linkmeup обзавелся несколькими собственными датацентрами, расположенные по экономическим соображениям в Рязани. В связи с этим перед нами встала новая задача — как связать датацентры между собой и предоставить клиентам доступ к корпоративным СХД, расположенные в наших автозалах? Ввиду того, что в core-network уже запущен MPLS, то наш выбор пал на EVPN/MPLS. Его и рассмотрим.

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.

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

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