04 - IP-сети - Модуль 4. Структура IP-сетей
course: "Введение в IP-сети для выездных технических специалистов (базовая станция)" course_short: IP-сети module: 4 module_title: "Структура IP-сетей" block: Базовый модуль order: 4 tags: [IP-сети, сети, коммутация, маршрутизация, LAN, WAN] source: Ростелеком
IP-сети — Модуль 4. Структура IP-сетей
Кратко
Цель темы
- Какое оборудование используют в IP-сетях.
- Чем отличается коммутация от маршрутизации.
- Какая команда позволит продиагностировать соединение.
Ключевые понятия и аббревиатуры
| Термин | Расшифровка | Простыми словами |
|---|---|---|
| LAN | Local Area Network | Локальная сеть |
| WAN | Wide Area Network | Глобальная сеть |
| Топология | — | Архитектура сети |
| Концентратор (Hub) | — | Дублирует сигнал на все порты |
| Коммутатор (Switch) | — | Отправляет данные на конкретный порт |
| Маршрутизатор (Router) | — | Объединяет сети, пересылает пакеты |
| Коммутация | — | Пересылка фреймов на L2 |
| Маршрутизация | — | Пересылка пакетов на L3 |
| Шлюз по умолчанию | Default gateway | Выход за пределы сети |
| Фрейм | — | Единица данных на L2 |
Типы сетей
| Тип | Расшифровка | Описание |
|---|---|---|
| LAN | Local Area Network | Локальные сети закрытого типа |
| WAN | Wide Area Network | Глобальные сети на большое расстояние |
LAN
- Доступ ограниченному кругу пользователей.
- Большинство имеет выход в глобальную сеть.
- Узлы: компьютеры, принтеры, плоттеры, сканеры.
Типы локальных сетей
| Тип | Описание |
|---|---|
| Одноранговые | Все ПК равны, сами решают доступ |
| С выделенным сервером | Один или несколько серверов |
Типовые топологии
| Топология | Описание |
|---|---|
| Звезда | Каждый компьютер — к центральному устройству |
| Кольцо | Узлы соединены последовательно в кольцо |
| Шина | Общий кабель, к которому подключены все узлы |
Крупные сети строятся по комбинированной топологии.
WAN
- Объединяет компьютеры в разных городах, странах, континентах.
- Интернет — самая большая WAN, использует стек TCP/IP.
Оборудование для IP-сетей
Две группы:
- Оконечное оборудование.
- Транзитные узлы.
Концентратор (Hub)
- Получая сигнал по одному порту, транслирует его на все остальные.
- Сейчас практически не используется.
Коммутатор (LAN-Switch)
- Основное устройство для объединения компьютеров в LAN.
- Отправляет данные на конкретный порт.
Алгоритм:
- Принимает данные на порт.
- Выбирает выходной порт.
- Передаёт данные следующему узлу.
Таблица MAC-адресов
| Фаза | Что происходит |
|---|---|
| Обучение | Пересылает пакеты на все порты, вносит адреса в таблицу |
| Полноценная коммутация | Сверяется с таблицей, отправляет на нужный порт |
Широковещательный MAC
Маршрутизатор (Роутер)
- Объединяет сети с различной архитектурой.
- Выполняет функции шлюза.
- Может быть интернет-шлюзом.
- В бытовых маршрутизаторах — WAN-порт.
Маршрутизация
- Выполняется на L3 на основе IP-адресов.
- Информация передаётся в составе IP-пакетов.
- Задача — найти оптимальный маршрут.
Принципы:
- Маршрутизатор использует IP-адрес получателя из заголовка пакета.
- Хранит адреса в таблице маршрутизации.
- Если маршрута нет — пакет отбрасывается.
Команда route
Шлюз по умолчанию (Default gateway)
Если компьютеру нужно отправить сообщение за пределы сети, он направляет его на адрес шлюза по умолчанию.
Шлюз «знает», что за границами сетей, и принимает решение, куда переслать пакет.
Чек-лист
- Различать LAN и WAN.
- Знать типы локальных сетей и топологии.
- Понимать разницу между hub, switch и router.
- Знать алгоритм коммутации.
- Понимать принципы маршрутизации.
- Знать команду
route print.
Шпаргалка
| Устройство | Уровень | Что делает |
|---|---|---|
| Hub | L1 | Дублирует сигнал на все порты |
| Switch | L2 | Коммутация по MAC-адресам |
| Router | L3 | Маршрутизация по IP-адресам |
| Команда | Что делает |
|---|---|
route print |
Таблица маршрутизации |
route add |
Добавить маршрут |
route change |
Изменить маршрут |
route delete |
Удалить маршрут |
| Топология | Особенность |
|---|---|
| Звезда | Центральное устройство |
| Кольцо | Последовательно в кольцо |
| Шина | Общий кабель |
Проверь себя
1. Куда коммутатор перешлёт кадр, если MAC получателя есть в таблице?
На конкретный порт, указанный в таблице.
2. Куда коммутатор перешлёт кадр, если MAC получателя нет в таблице?
На все порты, кроме того, с которого кадр поступил.
3. Что такое широковещательный MAC-адрес?
FF:FF:FF:FF:FF:FF— все фреймы на него пересылаются во все порты.
4. На каком уровне работает маршрутизатор?
L3, сетевой.
5. Что такое шлюз по умолчанию?
Адрес, на который отправляются пакеты за пределы локальной сети.
6. Чем коммутация отличается от маршрутизации?
Коммутация — L2, по MAC-адресам. Маршрутизация — L3, по IP-адресам.