7. Настройка сети

Этапы настройки сети

Настройку сети между несколькими машинами необходимо производить в соответствии с моделью OSI в несколько этапов:

1 этап – Физическое подключение и настройка:

В этот этап входит физическое подключение и монтаж СКС. Протоколы и стандарты этого уровня описывают электрические, механические, функциональные и процедурные средства для активации, поддержки и деактивации физического соединения, обеспечивающего передачу битов из одного сетевого устройства в другое.

2 этап – настройка протоколов канального уровня:

Канальный уровень отвечает за обмен кадров между узлами по физической сетевой среде. Он позволяет верхним уровням получать доступ к среде передачи данных, а также управляет способами размещения и получения данных в этой среде.

Среди различных вариантов реализации протоколов канального уровня существуют разнообразные способы управления доступом к такой среде. Данные способы управления доступом к среде определяют, используют ли узлы данную среду совместно и каким образом это происходит. Выбор способа контроля доступа к среде передачи зависит от топологии и среды. Топологии локальной и глобальной сети могут быть физическими или логическими. Именно логическая топология влияет на тип сетевой синхронизации и используемое средство управления доступом к среде. На данном этапе устройству назначается физический адрес, который может быть задан при конфигурировании некоторых протоколов, таких как PPP или HDLS.

3 этап – настройка протоколов сетевого уровня:

Сетевой уровень, или уровень 3 OSI, предоставляет сервисы, позволяющие оконечным устройствам обмениваться данными по сети. Чтобы обеспечить такую передачу данных, сетевой уровень использует четыре основных процесса: IP-адресацию оконечных устройств, инкапсуляцию, маршрутизацию и деинкапсуляцию. На данном этапе устройству назначается логический адрес в сети, такой как IPv4.

Пакет IPv4 содержит IP-заголовок и полезную нагрузку. При этом у IPv4 имеется ограниченное количество доступных уникальных общедоступных IP-адресов. Это послужило причиной разработки IP версии 6 (IPv6). Упрощённый заголовок IPv6 предлагает ряд преимуществ по сравнению с IPv4, включая более эффективную маршрутизацию, упрощённые заголовки расширений и обработку каждого отдельного потока. Кроме того, IPv6-адреса используют 128-битную иерархическую адресацию в отличие от адреса IPv4, использующего 32 бита. Это существенно увеличивает количество доступных IP-адресов.

Помимо иерархической адресации сетевой уровень также отвечает за маршрутизацию. Узлам требуется локальная таблица маршрутизации, чтобы пакеты направлялись в нужную сеть назначения. Локальная таблица узла, как правило, содержит прямое подключение, маршрут локальной сети и локальный маршрут по умолчанию. Локальный маршрут по умолчанию — это маршрут к шлюзу по умолчанию.

Шлюз по умолчанию — это IP-адрес интерфейса маршрутизатора, подключённого к локальной сети. Когда узлу необходимо переслать пакет на адрес назначения, который не находится в одной сети с узлом, пакет пересылается на шлюз по умолчанию для дальнейшей обработки.

Когда маршрутизатор, такой как шлюз по умолчанию, получает пакет, он изучает IP-адрес назначения для определения сети назначения. Таблица маршрутизации маршрутизатора хранит информацию о маршрутах с прямым подключением и об удалённых маршрутах. Если в таблице маршрутизации имеется запись о сети назначения, маршрутизатор отправляет пакет. Если же подобная запись отсутствует, то маршрутизатор может направить этот пакет по собственному стандартному маршруту, если он имеется, или сбросит его.

Записи таблиц маршрутизации можно настроить вручную на каждом маршрутизаторе, чтобы обеспечить статическую маршрутизацию. Маршрутизаторы также могут динамически обмениваться между собой данными о маршрутах с помощью протокола маршрутизации.

Этап 4 – настройка протоколов транспортного уровня:

Транспортный уровень предоставляет сервисы для доставки данных, используя следующие операции.

• Разделение на сегменты данных, полученных от приложения

• Добавление заголовка для определения каждого сегмента и управления им

• Использование информации в заголовке для повторной сборки сегментов в данные приложения

• Передача скомпонованных данных соответствующему приложению

UDP и TCP — это распространённые протоколы транспортного уровня.

Дэйтаграммы UDP и сегменты TCP имеют заголовки, добавленные перед данными; они включают в себя номер порта источника и номер порта назначения. Такие номера портов позволяют направлять данные соответствующему приложению, которое запущено на конечном компьютере.

Разработчик приложения выбирает протокол транспортного уровня, который наилучшим образом соответствует требованиям приложения. Важно помнить, что все другие уровни также участвуют в процессе обмена данными по сети и оказывают влияние на её производительность.

5 этап – настройка и согласование протоколов верхних уровней:

Уровень приложений отвечает за прямой доступ к базовым процессам, которые управляют обменом данными в сети. Этот уровень выполняет роль источника и получателя сообщений в сетях передачи данных. Приложения, сервисы и протоколы уровня приложений позволяют пользователям взаимодействовать с сетью передачи данных эффективным и понятным образом.

На данном этапе основную работу берет на себя разработчик приложений, сервисов и услуг. Ему необходимо согласовать роли приложений и их совместное взаимодействие. Эти действия описаны в 3 верхних уровнях модели OSI (сеансовый, представления и приложения).

Данные могут доставляться по сети по запросу клиента к серверу или между устройствами, работающими в одноранговой сети P2P (Одноранговая, децентрализованная или пиринговая (англ. peer-to-peer, P2P — равный к равному) сеть — это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. Часто в такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и выполняет функции сервера. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.), где установлены связи типа «клиент-сервер», согласно которым устройство является одновременно источником и получателем. Для установки и использования этих связей службы уровня приложений на всех оконечных устройствах обмениваются сообщениями в соответствии со спецификациями протокола.