Oct 5, 2026, 13:19
Public

IP-сети - подготовка

IP-сети — подготовка к итоговому тесту

📋Что внутри

IP-сети — Модуль 1. Сетевая модель IP-сетей

📋Кратко

Цель темы

  • Понять, на каких принципах строятся компьютерные сети.
  • Разобраться в топологиях построения сетей.
  • Узнать, что такое протокол передачи данных и зачем он нужен.

Ключевые понятия и аббревиатуры

Термин Расшифровка Простыми словами
Компьютерная сеть — Объединение 2+ компьютеров для передачи данных
Сетевая модель — Описание принципов работы сети
OSI Open Systems Interconnection Эталонная 7-уровневая модель сети
TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol Практическая 4-уровневая модель, на базе OSI
Протокол — Правила приёма и передачи информации
MTU Maximum Transmission Unit Максимальный размер блока данных
Unicast — Передача одному адресату
Multicast — Передача нескольким определённым адресатам
Anycast — Передача ближайшему из группы
Broadcast — Широковещательная передача всем

Компьютерные сети

Компьютерная сеть — объединение двух или более компьютеров для передачи данных. Соединение бывает:

  • проводным;
  • беспроводным.

Многоуровневая модель OSI

Сеть работает по определённым правилам. Описание этих принципов — сетевая модель. Эталон — модель OSI, 7 уровней.

📝Аналогия

Модель TCP/IP

На базе OSI построена TCP/IP — 4 уровня. Некоторые уровни OSI объединены в один.

ℹ️Как из OSI получается TCP/IP

  • Уровень сетевых интерфейсов = физический + канальный (OSI).
  • Сетевой = сетевой (OSI).
  • Транспортный = транспортный (OSI).
  • Прикладной = сеансовый + представления + прикладной (OSI).

Уровни и протоколы

На каждом уровне действуют свои правила — протоколы.

ℹ️Протоколы

Протоколы определяют:

  • как кодируется информация;
  • по каким маршрутам пойдёт информация;
  • сообщение какого размера можно передавать (MTU);
  • сколько времени требуется на доставку и др.
🔥MTU

Типы рассылки сообщений

Тип Что делает
Unicast Передача единственному адресату
Multicast Передача нескольким определённым адресам (мультивещание)
Anycast Отправка ближайшему получателю из группы
Broadcast Широковещательная передача — получат все адреса в сети

Синхронизация

Для быстрой и правильной обработки данных процессы в сети должны быть синхронизированы.

📝Аналогия

Параметры для оптимальной синхронизации:

  • скорость передачи;
  • время ожидания ответа;
  • режим доступа к среде передачи данных.
ℹ️Инкапсуляция

Чек-лист

  • Запомнить, что OSI — 7 уровней, TCP/IP — 4.
  • Знать, какие уровни OSI объединяются в TCP/IP.
  • Понимать, что такое протокол.
  • Различать Unicast, Multicast, Anycast, Broadcast.
  • Понимать суть синхронизации.

Шпаргалка

Понятие Значение
OSI 7 уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления, прикладной
TCP/IP 4 уровня: сетевых интерфейсов, сетевой, транспортный, прикладной
MTU Максимальный размер блока данных
Unicast Одному
Multicast Нескольким определённым
Anycast Ближайшему из группы
Broadcast Всем

Проверь себя

1. Из каких уровней нужно строить сети, чтобы потом их можно было объединять?

Физический, сетевой, сетевых интерфейсов, транспортный.

2. Как называется метод передачи данных единственному адресату из группы, который находится ближе всех?

Anycast.

3. Сколько уровней в модели OSI?
4. Сколько уровней в модели TCP/IP?
5. Что такое MTU?

Maximum Transmission Unit — максимальный размер блока данных, который может быть передан протоколом.

6. Чем Broadcast отличается от Multicast?

Broadcast — всем адресам в сети. Multicast — только нескольким определённым адресам.

IP-сети — Модуль 2. Сетевые интерфейсы

📋Кратко

Цель темы

  • Зачем нужны сетевые интерфейсы.
  • Какие существуют типы интерфейсов.
  • Какие кабели используются для соединения сетевых устройств.

Ключевые понятия и аббревиатуры

Термин Расшифровка Простыми словами Где применяется
Интерфейс — Связующий элемент между двумя объектами Везде, где устройства взаимодействуют
Ethernet ether + network Семейство технологий пакетной передачи данных Все проводные ЛВС
Витая пара — Кабель из попарно скрученных проводников Локальные сети, до 100 м
Коаксиальный кабель — Медная жила в металлической оплётке Устаревшие сети, ТВ-кабели
Оптоволокно — Кабель из стекла или пластика Магистрали, GPON, FTTH
Cat. Category Категория кабеля «витая пара» От телефонных линий до 10G
8P8C 8 Position 8 Contact Коннектор для Ethernet-кабелей Медные патч-корды
RJ45 Registered Jack 45 Стандарт разъёма (ошибочно = 8P8C) Медные сети
LC Lucent Connector Оптический разъём малого форм-фактора с защёлкой SFP-модули, ЦОД
SC Subscriber Connector Квадратный оптический разъём с защёлкой push-pull GPON, FTTH
FC Ferrule Connector Круглый оптический разъём с резьбовым креплением Измерительное оборудование

Понятие сетевого интерфейса

Интерфейс — связующий элемент между двумя объектами системы. Позволяет объектам взаимодействовать.

Примеры интерфейсов вокруг нас:

  • ручка громкости на радиоприёмнике;
  • электрический выключатель;
  • кнопка дверного звонка.

Типы интерфейсов

Между уровнями сетевой модели тоже есть интерфейсы. Самый нижний уровень TCP/IP — уровень сетевых интерфейсов (канальный + физический). Здесь интерфейсы представлены в виде сетевых плат.

Сетевые интерфейсы в IP-сетях работают на базе технологии Ethernet.

Ethernet

Ethernet (ether — эфир, network — сеть) — семейство технологий пакетной передачи данных. Принцип: всё, передаваемое одним узлом, одновременно принимается всеми остальными.

  • Изначально применяли коаксиальный кабель (толстый и тонкий) и витые пары.
  • Сейчас коаксиальный кабель не используется — слишком медленный.
  • Ethernet описывает уровень сетевых интерфейсов модели TCP/IP (физический + канальный).
  • Сейчас чаще всего используются Fast Ethernet и Gigabit Ethernet.
  • В магистральных сетях — 100-гигабитные интерфейсы.

Скорости передачи данных

Стандарт Скорость Где применяется
Ethernet 10 Мбит/с Устаревшие сети
Fast Ethernet 100 Мбит/с Офисные сети, старые ЛВС
Gigabit Ethernet 1 Гбит/с Современные ЛВС, домашние роутеры
Terabit Ethernet (перспектива) 1 Тбит/с Магистрали будущего

Система обозначений интерфейсов

10Base-T — первый стандарт Ethernet, использующий витую пару, до 10 Мбит/с. Сейчас не применяется, но встречается в обозначениях.

Среда передачи данных в Ethernet

  • Медный кабель — витые пары.
  • Оптическая среда — оптические кабели.
ℹ️Почему «витая пара»

Порт Ethernet на компьютере доступен через сетевую карту.

Характеристики кабельных линий

Тип связи Скорость Макс. расстояние Носитель Где применяется
Коаксиальный кабель 10 Мбит/с 185–500 м Переменный ток Устаревшие сети, ТВ
Витая пара 10 Мбит/с – 10 Гбит/с до 100 м Электрический сигнал ЛВС, офисы, дом
Оптоволоконный кабель 400 Гбит/с до 100 км Световой луч Магистрали, GPON, FTTH
🔥Достоинства медного кабеля

Категории медного кабеля

Категории «витой пары» нумеруются от Cat.1 до Cat.7. Чем выше категория — тем больше витков в парах.

Категория Под какие сети Описание Где применяется
Cat.5 Ethernet (100BASE-TX) 4-парный, до 100 Мбит/с Старые ЛВС, телефонные линии
Cat.5e Ethernet (1000Base-T) 4-парный, до 100 Мбит/с (2 пары) или 1000 Мбит/с (4 пары) Самый распространённый
Cat.6 Fast Ethernet, Gigabit Ethernet (10GBASE-T) 4-парный, до 10 Гбит/с на 55 м Офисы с высокими скоростями
Cat.6a Gigabit Ethernet (10GBASE-T) 4-парный, до 10 Гбит/с на 100 м ЦОД, магистрали внутри зданий
Cat.7 Gigabit Ethernet (10GBASE-T) До 10 Гбит/с, общий экран + экраны вокруг каждой пары Помещения с сильными помехами
Cat.7a Gigabit Ethernet (40GbE, 100GbE) До 40 Гбит/с на 50 м, до 100 Гбит/с на 15 м ЦОД, высокоскоростные магистрали

Типы оптических волокон

Тип Особенности Где применяется
Одномодовое Небольшой сердечник, низкое рассеивание, источник — лазеры Магистрали, GPON, FTTH
Многомодовое Сердечник больше, выше рассеивание, источник — светодиоды Локальные сети, ЦОД

Типы разъёмов

Медные

  • 8P8C — 8-контактный модульный разъём для Ethernet-кабелей.
  • RJ45 — стандарт, использующий разъём 8P4C с ключом. Физически несовместим с 8P8C, но термин «RJ-45» ошибочно применяют к 8P8C.

Оптические

  • LC — малый форм-фактор (1,25 мм), квадратный, с защёлкой. SFP/QSFP-модули, ЦОД, плотный монтаж. С одномодовым и многомодовым.
  • SC — квадратный (2,5 мм), защёлка push-pull. GPON, FTTH, абонентские линии. Чаще с одномодовым. В РТК — SC/APC (зелёный).
  • FC — круглый (2,5 мм), резьба. Измерительное оборудование, старые узлы, виброустойчивые условия. Чаще одномодовое.
🔥Как быстро различить

  • LC — маленький.
  • SC — квадратный, большой, с защёлкой.
  • FC — круглый, с резьбой.

Чек-лист

  • Понимать, что такое сетевой интерфейс.
  • Знать, что Ethernet — технология уровня сетевых интерфейсов.
  • Различать витую пару, коаксиал и оптоволокно.
  • Знать категории витой пары (Cat.5–Cat.7a).
  • Различать одномодовое и многомодовое волокно.
  • Знать разъёмы: 8P8C, RJ45, LC, SC, FC.

Шпаргалка

Что Значение Где применяется
Ethernet Технология уровня сетевых интерфейсов Все ЛВС
Витая пара До 100 м ЛВС, офис, дом
Оптоволокно До 100 км Магистрали, GPON
Cat.5e Самый распространённый Дом, офис
Cat.6a 10 Гбит/с на 100 м ЦОД
Одномодовое Лазер, длинные дистанции GPON, FTTH
Многомодовое Светодиод, короткие дистанции ЦОД, ЛВС
8P8C Медный коннектор Патч-корды
RJ45 Стандарт (ошибочно = 8P8C) Медные сети
LC Малый форм-фактор, защёлка SFP, ЦОД
SC Квадратный, push-pull GPON, FTTH
FC Круглый, резьба Измерения, старые узлы

Проверь себя

1. Что такое Ethernet?

Семейство технологий пакетной передачи данных, описывает уровень сетевых интерфейсов TCP/IP.

2. Какие кабели используются в Ethernet?

Витая пара, коаксиальный, оптоволоконный. Сейчас — медный и оптический.

3. Чем отличается одномодовое волокно от многомодового?

Одномодовое — маленький сердечник, лазер, длинные дистанции. Многомодовое — большой сердечник, светодиод, короткие дистанции.

4. Какая категория витой пары самая распространённая?

Cat.5e.

5. Какие разъёмы используются для меди и оптики?

Медь: 8P8C (RJ45). Оптика: LC, SC, FC.

6. В чём отличие LC, SC, FC?

LC — малый форм-фактор с защёлкой, для плотного монтажа и SFP. SC — квадратный с защёлкой push-pull, для GPON/FTTH. FC — круглый с резьбой, для измерительного оборудования и виброустойчивых условий.

7. Какой разъём чаще всего используется в GPON?

SC, особенно SC/APC (зелёный).

8. Максимальное расстояние для витой пары?

До 100 м.

IP-сети — Модуль 3. Адресация в IP-сетях

📋Кратко

Цель темы

  • Какие есть типы сетевых адресов в IP-сетях.
  • Как узнать IP- и MAC-адрес сетевого интерфейса.
  • Что такое и для чего нужна маска подсети.

Ключевые понятия и аббревиатуры

Термин Расшифровка Простыми словами
Адресное пространство — Множество всех адресов
MAC-адрес Media Access Control Аппаратный адрес, L2
IP-адрес Internet Protocol Логический адрес, L3
IPv4 Internet Protocol version 4 32-битный адрес
IPv6 Internet Protocol version 6 128-битный адрес
Маска подсети — Отделяет адрес сети от адреса узла
NAT Network Address Translation Перевод приватных адресов в публичные
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Динамическая выдача IP
DNS Domain Name System Перевод доменных имён в IP
Шлюз по умолчанию Default gateway Куда отправлять пакеты за пределы сети

Адресное пространство

Адресное пространство — множество всех адресов. Бывает:

  • Линейная структура — адреса никак не структурированы.
  • Иерархическая структура — адреса выстроены по «старшинству» (как почтовые адреса).

Типы адресов

  • IP-адрес — пример: 129.26.255.255.
  • Доменное имя — пример: www.rt.ru.

Уровни адресации

На каждом уровне TCP/IP — своя адресация.

Уровень сетевых интерфейсов

Подразделяется на физический и канальный. Канальный делится на подуровни:

  • LLC (Logical Link Control) — управление логическими соединениями.
  • MAC (Media Access Control) — управление доступом к среде.

MAC-адреса

Первая адресация — на подуровне MAC. Адреса называются MAC-адресами. Действуют на L2 (Level 2) модели OSI.

ℹ️Команда getmac

Особенности MAC-адреса:

  • Уникален, присваивается производителем.
  • Два одинаковых MAC-адреса в сети → сеть работает неправильно.
  • Зашифрован производитель и идентификатор интерфейса.
🔥Идентификаторы вендоров

  • CC:46:D6 — Cisco
  • 3C:5A:B4 — Google
  • 3C:D9:2B — Hewlett-Packard
  • 00:9A:CD — HUAWEI

IP-адрес

  • Определяет место компьютера в IP-сети.
  • Иерархическая структура.
  • Используется на сетевом уровне TCP/IP.
  • L3 (Level 3) модели OSI.

Состав:

  • ID сети — часть, которая не меняется для всей сети.
  • ID узла — уникальная часть для каждого устройства.

IPv4

Длина — 32 бита. Каждый октет — от 0 до 255.

ℹ️Бит и байт

Структура IP-адреса

Любой IP-адрес содержит:

  • ID подсети;
  • ID компьютера в сети.

IP- и MAC-адреса: в чём отличие

MAC-адрес IP-адрес
«Аппаратный» адрес Логический адрес
У каждого интерфейса свой Определяет адрес компьютера в IP-сети
Назначается производителем Назначается при подключении к Сети
Плоская структура Иерархическая структура
📝Аналогия

Хост и маршрутизатор

  • Хост — любой компьютер или сервер, подключённый к сети.
  • Маршрутизатор — устройство, пересылающее пакеты между сегментами сети на основе правил и таблиц маршрутизации.

Пример: IP 213.180.193.3. Номер подсети — 213.180.193.0, номер хоста — 3.

Адресация в сети

Классовая адресация

Принадлежность к сети определялась по начальным битам.

Тип Начальные биты Кол-во узлов
A 0 16 777 126
B 10 65 534
C 110 256
D 1110 16 777 126
E 111 16 777 126
⚠️Важно

Бесклассовая адресация

Позволяет гибко управлять пространством IP. Строится на базе масок подсетей.

Маска подсети

Отделяет адрес сети от адреса узла. Единицами отмечена часть, которая маскирует IP-адрес.

Публичные и частные IP-адреса

Тип Описание
Частные («серые») Локальные, в интернет выйти не могут
Публичные («белые») Внешние, используются в интернете

Диапазоны частных адресов:

Интервал Адрес сети/Маска Маска
10.0.0.0 – 10.255.255.255 10.0.0.0/8 255.0.0.0
172.16.0.0 – 172.31.255.255 172.16.0.0/12 255.240.0.0
192.168.0.0 – 192.168.255.255 192.168.0.0/16 255.255.0.0
⚠️Важно

Сетевая служба NAT

NAT (Network Address Translation):

  • Решает вопрос нехватки IP-адресов.
  • Даёт доступ в интернет компьютерам с приватными адресами.
  • Преобразует внутренние приватные адреса в глобальные.

На устройстве с NAT есть таблица соответствия локальных и глобальных адресов. Для всех локальных адресов используется один или несколько публичных.

Специальные IP-адреса

Назначение Адрес Примечание
Широковещательный всех сетей 255.255.255.255 Все единицы
Ограниченный широковещательный 192.168.191.255* В порции хоста все единицы
Самотестирование 127.0.0.0 127.0.0.1 — localhost
Адрес узлов в одной сети 0.0.0.124* В порции сети все нули
Текущий хост 0.0.0.0 Все нули
Шлюз по умолчанию 0.0.0.0/0 Маршрут по умолчанию

IPv6

Появилась из-за нехватки IPv4. Длина — 128 бит. Традиционный префикс — /64 (64 бита сеть, 64 бита интерфейс).

🔥Сокращение записи IPv6

Типы IPv6-адресов

  • Unicast — уникальные.
  • Multicast — групповые.
  • Anycast — произвольные.

Типы Unicast в IPv6

Тип Диапазон Описание
Global unicast 2000::/3 Аналог публичных IPv4, уникальны в интернете
Link-local FE80::/10 Для взаимодействия в локальной сети

Методы выделения IP-адресов

Тип Описание
Статический Постоянный, прописывается вручную
Динамический Меняется при каждом переподключении

DHCP-сервер

Служба DHCP работает по модели «клиент-сервер». Позволяет назначать IP-адреса динамически.

ℹ️Команда ipconfig

Порты

Адрес порта указывает, для какой программы предназначен пакет. Транспортный уровень.

Сетевая служба — ПО, принимающее и обрабатывающее запросы. У каждой службы свой порт:

  • Web-сервер — порт 80;
  • Почта — порт 25 (отправка), порт 110 (получение).

Доменные имена

Доменные имена нужны, чтобы людям было проще запоминать адреса.

  • Уникальны.
  • Необязательны (в отличие от IP).

Иерархия доменов

Домены первого уровня:

  • Географические: .ru, .su, .рф.
  • Организационные: .com, .org, .gov, .edu, .museum, .post.
  • По аудитории: .info, .jobs, .mobi.

DNS-службы

DNS — база данных, которая содержит информацию о соответствии доменного имени и IP-адреса. «Переводчик» между компьютерным и человеческим языком.

ℹ️Команда nslookup

Чек-лист

  • Знать разницу MAC и IP.
  • Понимать структуру IP-адреса (ID сети + ID узла).
  • Знать маску подсети и её назначение.
  • Различать публичные и частные IP.
  • Понимать, зачем NAT.
  • Знать команды getmac, ipconfig, nslookup.
  • Понимать, что такое DHCP, DNS, порты.
  • Знать диапазоны частных адресов.

Шпаргалка

Команда Что делает
getmac Выдаёт MAC-адреса интерфейсов
ipconfig Настройки сетевых интерфейсов
ipconfig /all Расширенный вывод: DNS, DHCP, MAC, маска, шлюз
nslookup <имя/IP> Трансляция доменного имени в IP и наоборот
Понятие Значение
IPv4 32 бита
IPv6 128 бит
Частные диапазоны 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16
Loopback 127.0.0.1
Broadcast 255.255.255.255
Шлюз по умолчанию 0.0.0.0/0

Проверь себя

1. Какие десятичные значения может принимать каждое число IPv4?

От 0 до 255.

2. Из каких доменов состоит адрес ptu.edu.ru?

ptu — третий уровень, edu — второй, ru — первый.

3. На каком уровне применяются IP-адреса?

L3, сетевой.

4. Какой адрес IPv6 ошибочный: `2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334`, `3ffe:ffff::0000:2f3b::fe28:9c5a`, `ff06::c3`, `EF98:3::2F3B:7654`?

3ffe:ffff::0000:2f3b::fe28:9c5a — двойное двоеточие использовано дважды.

5. Что такое NAT?

Служба, преобразующая приватные адреса в публичные для выхода в интернет.

6. Чем статический IP отличается от динамического?

Статический — постоянный, прописывается вручную. Динамический — меняется при каждом переподключении, выдаётся DHCP.

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:

  1. Принимает данные на порт.
  2. Выбирает выходной порт.
  3. 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
ℹ️Широковещательный 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.
ℹ️Команда 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.

IP-сети — Модуль 5. Сетевые протоколы

📋Кратко

Цель темы

  • Какие бывают протоколы.
  • Для чего они используются.
  • Как пользоваться командами arp, ping, telnet.

Ключевые понятия и аббревиатуры

Термин Расшифровка Простыми словами
IP Internet Protocol Базовый протокол L3
ICMP Internet Control Message Protocol Контроль корректности работы сети
ARP Address Resolution Protocol Сопоставление MAC и IP
TCP Transmission Control Protocol С соединением, гарантирует доставку
UDP User Datagram Protocol Без соединения, без гарантии
HTTP Hypertext Transfer Protocol Передача веб-страниц
HTTPS HTTP Secure Защищённый HTTP
SMTP Simple Mail Transfer Protocol Отправка почты
POP3 Post Office Protocol 3 Получение почты
IMAP Internet Message Access Protocol Доступ к почте
FTP File Transfer Protocol Передача файлов
TELNET — Диагностика подключения к службе
DNS Domain Name System Перевод доменных имён в IP
Сегмент — Единица данных TCP
Дейтаграмма — Единица данных UDP
Фрейм — Единица данных L2

Протоколы TCP/IP

На каждом уровне свои протоколы. На сетевом — IP, на транспортном — TCP и UDP.

Протокол IP

  • Базовый протокол передачи информации в IP-сетях.
  • Используется на L3.
  • Работает на основе IP-адресов.

Протокол ICMP

ICMP — протокол управляющих сообщений в интернете. Основная функция — контроль корректности работы сети.

Сообщает об ошибках, если данные:

  • не доходят до адресата;
  • теряются;
  • превышают таймауты.

Команда ping

На базе ICMP работает команда ping.

Синтаксис: ping <ip-адрес>

Позволяет определить:

  • есть ли связь с другим компьютером;
  • с какой скоростью компьютер отвечает;
  • насколько надёжна связь.
🔥Модификация ping -t

Протокол ARP

ARP (Address Resolution Protocol) — протокол преобразования адресов.

  • Связывает L2 и L3.
  • Сопоставляет MAC-адреса с IP-адресами.
  • Работает в режиме запрос-ответ.
ℹ️Команда arp

Протоколы TCP и UDP

На транспортном уровне. Обеспечивают доставку порции данных из точки А в точку Б. Адреса — номера портов.

⚠️Важно

TCP

  • Коммуникация с соединением — устанавливается сессия.
  • Гарантия доставки.
  • Последовательность.
  • Единица данных — сегмент.

UDP

  • Коммуникация без соединения.
  • Нет гарантии доставки.
  • Нет гарантии порядка.
  • Скорость выше.
  • Единица данных — дейтаграмма.

Клиент-сервер

  • Сервер — предоставляет ресурсы.
  • Клиент — потребляет.
  • Устройства в интернете — хосты.

Протоколы прикладного уровня

TELNET

  • Диагностика сетевого соединения и подключения к сетевой службе.
  • Можно вручную передавать команды и получать ответ.

Синтаксис: telnet [<ip-адрес>|<доменное имя>] [<порт>]

Пример: telnet academ.org 80.

HTTP

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) — протокол передачи гипертекста.

  • Веб-страницы, текстовые, графические файлы.
  • Обычно порт 80 TCP.
  • Режим «Запрос-ответ».
  • Ошибка 404 — страницы не существует.
  • http:// — простой, https:// — защищённый.

Почтовые протоколы

Протокол Назначение Порт
SMTP Отправка почты 25
POP3 Получение почты 110
IMAP Доступ к почте —

FTP

FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов.

  • Пересылка файлов, пофайловое копирование.
  • Переименование, удаление, создание каталогов.
  • Использует два порта.

Подключение:

  • Команда ftp.
  • Браузер: ftp://10.112.26.192.
⚠️Недостаток FTP

Чек-лист

  • Знать, что IP — базовый протокол L3.
  • Понимать, что ICMP — для контроля, на нём ping.
  • Понимать, что ARP связывает MAC и IP.
  • Различать TCP и UDP.
  • Знать команды ping, arp, telnet.
  • Знать порты: HTTP — 80, SMTP — 25, POP3 — 110.
  • Понимать принцип клиент-сервер.

Шпаргалка

Команда Что делает
ping <IP> Диагностика соединения
ping -t <IP> Пинг до остановки (Ctrl+C)
arp /a ARP-таблица
telnet <IP/имя> <порт> Проверка подключения к службе
ipconfig Настройки интерфейсов
nslookup Трансляция имён
route print Таблица маршрутизации
getmac MAC-адреса
Протокол Уровень Назначение
IP L3 Базовая передача
ICMP L3 Контроль сети
ARP L2/L3 MAC ↔ IP
TCP L4 Доставка с гарантией
UDP L4 Доставка без гарантии
HTTP L7 Веб
SMTP L7 Отправка почты
POP3 L7 Получение почты
FTP L7 Файлы
TELNET L7 Диагностика
Понятие Значение
Сегмент Единица данных TCP
Дейтаграмма Единица данных UDP
Фрейм Единица данных L2

Проверь себя

1. Какой протокол определяет MAC-адрес по известному IP-адресу?

ARP.

2. Какие протоколы гарантируют доставку при пересылке данных?

TCP.

3. Как называется сообщение протокола UDP?

Дейтаграмма.

4. На каком протоколе работает ping?

ICMP.

5. Какие порты использует HTTP, SMTP, POP3?

HTTP — 80, SMTP — 25, POP3 — 110.

6. В чём ключевая разница TCP и UDP?

TCP гарантирует доставку и последовательность, UDP — нет.

IP-сети — Итоговый тест (сводка Q&A)

ℹ️Всего вопросов: 30

1. 1. Сколько уровней в OSI и TCP/IP?

OSI — 7, TCP/IP — 4.

2. 2. Какие уровни OSI объединяются в TCP/IP?

Физический + канальный = уровень сетевых интерфейсов. Сеансовый + представления + прикладной = прикладной.

3. 3. Что такое MTU?

Maximum Transmission Unit — максимальный размер блока данных.

4. 4. Чем Anycast отличается от Multicast?

Anycast — ближайшему из группы. Multicast — нескольким определённым.

5. 5. Какой разъём для меди, какие для оптики?

Медь: 8P8C (RJ45). Оптика: LC, SC, FC.

6. 6. Сколько бит в IPv4 и IPv6?

IPv4 — 32, IPv6 — 128.

7. 7. Что такое NAT?

Перевод приватных адресов в публичные.

8. 8. Что делает DHCP?

Динамически выдаёт IP-адреса.

9. 9. Что делает DNS?

Переводит доменные имена в IP.

10. 10. На каком уровне работает switch, router?

Switch — L2, router — L3.

11. 11. Чем TCP отличается от UDP?

TCP гарантирует доставку и порядок, UDP — нет.

12. 12. На каком протоколе работает ping?

ICMP.

13. 13. Что такое ARP?

Протокол сопоставления MAC-адресов и IP-адресов.

14. 14. Порты HTTP, SMTP, POP3?

80, 25, 110.

15. 15. Что такое шлюз по умолчанию?

Адрес для отправки пакетов за пределы локальной сети.

16. 1. Сколько уровней в OSI и TCP/IP?

OSI — 7, TCP/IP — 4.

17. 2. Какие уровни OSI объединяются в TCP/IP?

Физический + канальный = уровень сетевых интерфейсов. Сеансовый + представления + прикладной = прикладной.

18. 3. Что такое MTU?

Maximum Transmission Unit — максимальный размер блока данных.

19. 4. Чем Anycast отличается от Multicast?

Anycast — ближайшему из группы. Multicast — нескольким определённым.

20. 5. Какой разъём для меди, какие для оптики?

Медь: 8P8C (RJ45). Оптика: LC, SC, FC.

21. 6. Сколько бит в IPv4 и IPv6?

IPv4 — 32, IPv6 — 128.

22. 7. Что такое NAT?

Перевод приватных адресов в публичные.

23. 8. Что делает DHCP?

Динамически выдаёт IP-адреса.

24. 9. Что делает DNS?

Переводит доменные имена в IP.

25. 10. На каком уровне работает switch, router?

Switch — L2, router — L3.

26. 11. Чем TCP отличается от UDP?

TCP гарантирует доставку и порядок, UDP — нет.

27. 12. На каком протоколе работает ping?

ICMP.

28. 13. Что такое ARP?

Протокол сопоставления MAC-адресов и IP-адресов.

29. 14. Порты HTTP, SMTP, POP3?

80, 25, 110.

30. 15. Что такое шлюз по умолчанию?

Адрес для отправки пакетов за пределы локальной сети.