Все о базовых основах сетей

Большинство людей хотят стать ИТ-специалистом, но все, что они знают, это аппаратное обеспечение. Некоторые начинают изучать Linux-серверы и некоторые Windows-серверы, но каждый застревает в одном месте, которое они не считают столь важным. И это то, о чем я бы сегодня писал. Это все о прояснении основ сети. Короче говоря, я имею в виду TCP / IP и другие подобные протоколы.

Самые важные сетевые протоколы - TCP / IP

Основы домашней сети Теперь, прежде чем перейти к основам, позвольте мне задать вам простой вопрос. Вы когда-нибудь представляли, как компьютеры общаются друг с другом при отправке сообщений через LAN, WAN или MAN? Понимание того, как компьютеры взаимодействуют, очень важно, когда вы становитесь сетевым администратором. Сетевые протоколы важны не только для системного администратора, но и для разработчиков, которые создают приложения, связанные с серверами, с использованием программирования на основе JAVA или Socket, такого как Python или bash.

Компьютерные сети осуществляются с помощью другого набора пакетов протоколов IP. Наиболее часто используемые протоколы - это TCP и IP. TCP означает Протокол управления передачей, а IP - Интернет-протокол. Каждый протокол имеет специфически многоуровневую архитектуру и свой набор функций. Давайте сначала посмотрим на протокол IP:

Протокол IP

IP или Интернет-протокол определяет принципы сетевых коммуникационных протоколов. Этот протокол IP помогает передавать несколько дейтаграмм через границы сети. Основная функция протокола IP заключается в предоставлении функций маршрутизации для установления межсетевого взаимодействия для включения Интернета. Основной задачей IP-протокола является доставка пакетов от одного хоста к другому только в зависимости от IP-адресов, присутствующих в заголовках пакетов.

Все уровни этого протокола IP имеют свой собственный набор инструкций для выполнения. TCP и IP обычно состоят из 4 различных уровней: прикладного уровня, транспортного уровня, канального уровня и сетевого уровня. Однако сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection) обычно указывает на 7 различных их уровней.

Итак, давайте посмотрим на все из них следующим образом:

  1. Базовый Фундамент Сетевого Уровня

Прикладной уровень - это самый верхний уровень набора протоколов TCP и IP в сети. Этот конкретный уровень передает данные на компьютеры от одного конца к другому с помощью приложений и процессов, которые используют протоколы транспортного уровня. Все эти приложения и процессы несут специальные инструкции для выполнения задачи, а затем связываются со вторым уровнем, который является транспортным уровнем. Ниже приведены несколько популярных протоколов уровня приложений:

  • HTTP или гипертекстовый протокол передачи чаще всего используется в современных веб-браузерах. Это фактическая основа Всемирной паутины (www). HTTP - это протокол типа запроса и ответа, который выполняет действия от имени клиента и запрашивает ответ от сервера для него. Запрос может содержать изображения, текст, аудио и видео взамен. HTTP, хотя он широко используется, он крайне небезопасен и является основной причиной, по которой он был заменен HTTPS, который является протоколом передачи гипертекста Secured. HTTPS был разработан для проверки подлинности сертификата веб-сайта и защиты конфиденциальности передаваемых данных.
  • FTP или протокол передачи файлов для передачи данных по различным сетям. FTP использует модель архитектуры клиента и сервера для управления и передачи данных между компьютерами. По умолчанию сервер настроен на автоматическое и анонимное подключение, но его можно настроить так, чтобы для аутентификации использовался пароль в виде простого текста. Однако можно даже использовать SSL (Secure Sockets Layer), TLS (Transport Layer Security) и SSH (Secure Shell) для шифрования данных, которые передаются. SSH является наиболее часто используемым, и он использует проверку подлинности с открытым ключом, которая очень безопасна SSL также довольно безопасен, но, тем не менее, его можно расшифровать с помощью таких приложений, как раздевание SSL, осуществляемое с помощью атаки Man in the Middle. Самым популярным инструментом для SSH для Windows является Putty, который является SSH и Telnet-клиентом и является открытым исходным кодом (http://www.putty.org/).
  • SMTP или простой протокол передачи почты используется для передачи электронной почты. SMTP - это текстовый протокол, который работает на соединениях TCP и IP. SMTP-соединение состоит из трех вещей: MAIL для определения адреса возврата, RCTP для соединения с получателем и DATA, являющегося телом сообщения. Эти данные также состоят из заголовка сообщения для правильной работы.
  • SNMP или простой протокол управления сетью - это протокол на основе IP. SNMP собирает информацию об IP-адресах с разных компьютеров согласованным образом. Было несколько версий протоколов SNMP, таких как SNMPv1, SNMPv2 и SNMPv3. Такие устройства, как маршрутизаторы, коммутаторы, модемы и серверы, поддерживают протокол SNMP.

  1. Базовый Фундамент Сетевого Уровня Презентации

Этот уровень преобразует или выполняет работу по переводу данных, таких как кодирование символов, таких как Unicode или UTF8, шифрование / дешифрование и сжатие данных между сетевым устройством и программным приложением. Несколько примеров будут из JSON, XML, HTML, CSS и многих других. Этот уровень более полезен при выполнении защищенных транзакций, таких как банковские операции и перевод денег на счет для данных, которые должны быть зашифрованы и расшифрованы на ходу. Этот уровень также отвечает за преобразование форматов, таких как UTF8 в ASCII и тому подобное. Хотя шифрование и дешифрование могут выполняться другими уровнями приложения или сессионного уровня, каждый из них имеет свой набор недостатков, и именно поэтому этот уровень заботится об этом. В настоящее время большинство приложений не делают различий между приложением и уровнем представления, и они считаются одинаковыми при кодировании и передаче данных по сети.

Рекомендуемые курсы

  • Курсы JIRA
  • Программа Java EE / J2EE
  • Курс по сборке и прокладке кабелей
  • Курс по общему общению

  1. Базовый фундамент сетевого сеансового уровня

В сети уровень сеанса отвечает за открытие, закрытие и управление сеансом для приложения конечного пользователя. Этот сеанс может включать в себя несколько запросов и ответов, происходящих внутри программного обеспечения. Если происходит разъединение или имеются какие-либо потери пакетов, протокол Ip сеансового уровня OSI пытается восстановить соединение, а если ему это не удается, то он пытается полностью закрыться и открывает новое соединение. Это может быть полный или полудуплексный режим. Этот уровень также обрабатывает объединение пакетов и сортировку в правильном порядке. Например, когда вы загружаете что-то из Бит-торрента, вы видите, что пакеты загружаются, но они не синхронизированы. Этот уровень сеанса затем объединяет пакеты из разных потоков и позволяет ему правильно синхронизироваться.

  1. Основы сетевого транспортного уровня

Транспортный уровень - это тот, который связывается с прикладным уровнем для передачи данных на соответствующие хосты. Двумя наиболее важными протоколами, используемыми почти везде на транспортных уровнях, являются протоколы TCP и UDP. Однако соединения TCP (Transmission Control Protocol) более надежны по сравнению с соединениями UDP (User Datagram Protocol). Оба имеют свой набор плюсов и минусов и используются в соответствии с их требованием.

Протокол управления передачей распределяет данные, полученные от прикладного уровня, на куски данных определенного размера, а затем передает эти пакеты по частям в сеть. Сначала он подтверждает пакеты, которые он получает, запрашивает подтверждения для отправленных пакетов, а затем устанавливает время ожидания ответа для повторной передачи любого пакета, если их подтверждение не получено до истечения времени ожидания. Это главная причина, по которой это считается надежным соединением, поскольку он заботится о том, чтобы каждый передаваемый пакет принимался противоположным хостом. Этот протокол в основном используется при загрузке и выгрузке больших файлов, поскольку потеря пакетов может привести к повреждению загруженных или загруженных данных.

Протокол пользовательских дейтаграмм, с другой стороны, намного проще, но ненадежен, чем протокол управления передачей. В UDP нет подтверждения, сделанного для любых данных, отправленных или полученных к хосту и от него. Таким образом, есть большие шансы отбрасывания и утечки пакетов. Это основная причина, по которой UDP не используется там, где требуется качественная передача данных и поэтому считается ненадежной. Этот тип протокола в основном используется в YouTube или Vimeo при потоковой передаче видео, поскольку отбрасывание нескольких пакетов не повлияет на работу пользователя.

  1. Основы сетевого уровня сети

Этот конкретный уровень также известен как Интернет-уровень. Этот уровень отвечает за маршрутизацию данных по сетям, а протокол IP используется для различения адресов. В этом слое используются самые популярные ICMP и IFMP. Здесь используется протокол ICMP или протокол управляющих сообщений Интернета, который используется в команде ping для проверки, активен ли хост или нет. ICMP является одним из наиболее важных протоколов из набора протоколов IP. ICMP также используется для отправки сообщений об ошибках по сети о том, что хост отключен или не отвечает, или он доступен только через функцию пробуждения по локальной сети и тому подобное.

  1. Основные основы сетевого уровня передачи данных

Этот уровень предоставляет драйверы для различных устройств, присутствующих в операционной системе, и альтернативно известен как уровень сетевого интерфейса. Эти драйверы имеют сетевой адаптер или карту сетевого интерфейса, присутствующие в системе. Сетевые карты вместе с правильно настроенными драйверами устройств отвечают за передачу и передачу данных в сети. Без сетевой карты связь невозможна. Эти данные передаются либо по беспроводной сети через маршрутизаторы и Wi-Fi, либо через кабели, такие как кросс-провод или RJ-45. Протоколы, используемые для передачи данных, - это ARP (протокол разрешения адресов) и PPP, т.е. протокол «точка-точка».

  1. Основной Фундамент Сетевого Физического Уровня

Физический уровень - это самый верхний уровень в модели компьютерных сетей OSI. Этот уровень обычно состоит из сетевого оборудования. Из-за разнообразия сетевых устройств, доступных на рынке, это, вероятно, самый сложный сетевой уровень в архитектуре OSI. Задача этого уровня - передавать необработанные биты через физическое оборудование через соединительные узлы. Этот уровень обычно состоит из аппаратного обеспечения, такого как беспроводное оборудование, то есть Wi-Fi, кабели, разъемы, сетевые интерфейсные карты и многое другое.

Основы сетевых портов, IP-адресов и MAC-адресов

Основы беспроводных сетей Теперь, когда вы знаете, как работает базовое подключение к Интернету, давайте рассмотрим наиболее важную часть того, как пакеты попадают на соответствующие хосты. Думайте об этом IP-адресе, портах и ​​Mac-адресе как о физическом адресе человека по умолчанию. Например, скажем, человек, у которого мистер Смит имеет адрес 21, New Wing Tower, High Roller Street. Итак, здесь MAC ID - это Новая Башня Крыла, которая является названием здания или общества, которое никогда не меняется. Улица Хайроллер - это район или уличный адрес, который здесь является IP-адресом. Поскольку есть ряд улиц для достижения пункта назначения, это похоже на IP-адрес, так как IP-адрес может меняться в зависимости от DHCP в сети. И, наконец, порт - это номер комнаты, который в нашем случае равен 21. Весь этот сценарий работает следующим образом. Скажем, например, что вы собираетесь получить курьера по указанному выше адресу, но вы даете неправильный номер комнаты, тогда курьер может добраться до комнаты, которая закрыта или даже отсутствует. Точно так же, если для входящего пакета задан неправильный номер порта, пакет может даже не достичь адреса, причина в том, что другой порт может быть закрыт межсетевым экраном, или он уже занят выполнением какого-либо другого соединения пакета.

Понимание языков сетей не так сложно. Требуется только человек, желающий копать глубже и готовый запачкать руки. Это только основы работы в сети. На самом деле вы можете узнать подробно, читая о передаче пакетов и о том, как происходит соединение, читая методы SYN и ACK, которые я здесь не упоминал. Подумайте над изучением книги CCNA, которая на самом деле охватит все аспекты работы в сети.

Рекомендуемые статьи

Вот некоторые из них, которые помогут вам получить более подробную информацию об основных принципах работы с сетями, об основах беспроводных сетей, а также об основах домашних сетей, поэтому просто перейдите по ссылке, приведенной ниже.

  1. Лучший шаг, правильный способ сделать прикладное и системное программное обеспечение
  2. Интервью по сетевой безопасности: самые популярные и популярные
  3. Бесплатные полезные советы для построения вашей карьеры сети (важно)

Категория:

Разработка программного обеспечения