🧠 Важно:

• Таблица маршрутизации постоянно обновляется: вручную (static), автоматически (динамические протоколы), или через DHCP.

• Неправильно настроенный шлюз — частая причина проблем с доступом к сети.

Вопрос 18: Статическая маршрутизация. Резервные маршруты. Суммаризация маршрутов

1. Статическая маршрутизация (Static Routing)

Это способ настройки маршрутов вручную, без участия протоколов динамической маршрутизации.

• Администратор вручную указывает: куда направлять трафик для конкретной подсети.

• Используется в простых, стабильных сетях (малый офис, дата-центр, серверная).

Плюсы:

• Полный контроль;

• Нет лишнего трафика от протоколов маршрутизации;

• Надёжность.

Минусы:

• Требует ручной настройки при каждом изменении;

• Не адаптируется к сбоям или новым путям.

2. Резервные маршруты (Floating Static Routes)

Это такие маршруты, которые не используются по умолчанию, но вступают в силу, если основной маршрут становится недоступным.

• Работают на основе административной дистанции:

  • Основной маршрут — с меньшим AD;

  • Резервный — с большим AD;

  • При отказе основного — резервный "перехватывает" трафик.

3. Суммаризация маршрутов (Route Summarization / Aggregation)

Суть — объединение нескольких маршрутов в один обобщённый, чтобы:

• Упростить таблицу маршрутизации;

• Снизить нагрузку на маршрутизатор;

• Повысить производительность сети.

Пример: вместо маршрутов:

• 192.168.1.0/24

• 192.168.2.0/24

• 192.168.3.0/24

Можно задать один суммарный: 192.168.0.0/22

Это уменьшает объём информации, передаваемой по сети, особенно актуально в больших корпоративных инфраструктурах.

🧠 Вывод:

• Статическая маршрутизация — стабильна, но не гибка;

• Резерв добавляет устойчивость без протоколов;

• Суммаризация делает таблицы компактнее и эффективнее.

Вопрос 19: Классификация протоколов динамической маршрутизации. Протокол OSPF

1. Что такое динамическая маршрутизация

В отличие от статической, динамическая маршрутизация позволяет устройствам автоматически обмениваться маршрутной информацией. Протоколы следят за изменениями в сети и адаптируются без вмешательства администратора.

2. Классификация протоколов динамической маршрутизации

По алгоритму работы:

1. Distance-vector (вектор расстояния):

   • Ориентируются на количество "хопов" (прыжков).

   • Простые, но медленные и уязвимы к петлям.

   • Примеры: RIP, IGRP.

2. Link-state (состояние канала):

   • Каждое устройство знает полную топологию сети.

   • Быстро адаптируются, устойчивы.

   • Пример: OSPF, IS-IS.

3. Hybrid (гибридные):

   • Сочетание элементов обоих подходов.

   • Пример: EIGRP (Cisco).

3. Протокол OSPF (Open Shortest Path First)

Это один из наиболее используемых протоколов в корпоративных и провайдерских сетях.

Характеристики:

• Использует алгоритм Dijkstra (SPF) для расчёта кратчайшего пути.

• Основан на состоянии каналов, а не расстоянии.

• Поддерживает иерархическую структуру (Area 0 — центральная область, backbone).

• Быстро реагирует на изменения в топологии.

• Поддерживает авторизацию, суммаризацию, избыточность, разделение нагрузки (load balancing).

4. Преимущества OSPF:

• Масштабируемость — подходит для больших сетей;

• Быстрое восстановление маршрутов;

• Поддержка VLSM и CIDR;

• Разделение на области упрощает администрирование.

🧠 Вывод:

• OSPF — один из самых эффективных протоколов маршрутизации;

• Его иерархическая структура и высокая скорость convergence делают его выбором №1 в средних и больших сетях.

Вопрос 20: Протокол DHCP. Структура пакета. Процесс получения аренды адреса. Настройка DHCP

1. Что такое DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP — это протокол, который позволяет автоматически назначать IP-адреса и другую сетевую информацию (маска, шлюз, DNS) устройствам в сети. Он избавляет администратора от необходимости вручную прописывать конфигурации на каждом клиенте.

2. Как работает процесс аренды IP-адреса (DORA)

DHCP работает по схеме DORA — 4 шага:

1. Discover — клиент отправляет широковещательный запрос: "Есть ли кто-то, кто даст мне IP?"

2. Offer — сервер отвечает: "Вот тебе IP-адрес на выбор."

3. Request — клиент выбирает один из предложений и запрашивает подтверждение.

4. Acknowledge — сервер подтверждает: "Адрес закреплён за тобой."

После этого клиент получает IP-адрес на определённый срок аренды (lease).

3. Структура DHCP-пакета (упрощённо)

Содержит:

• Тип сообщения (Discover, Offer и т. д.);

• MAC-адрес клиента;

• Предлагаемый IP-адрес;

• Время аренды;

• Опции (маска, шлюз, DNS и др.).

4. Особенности настройки DHCP

✅ На стороне сервера (маршрутизатор, коммутатор, Windows Server):

• Определяется диапазон адресов (scope);

• Указываются дополнительные параметры: шлюз, DNS, срок аренды;

• Можно зарезервировать IP-адрес за конкретным MAC-адресом.

✅ На стороне клиента:

• Интерфейс настроен на получение IP автоматически (обычно по умолчанию).

5. DHCP Relay (или DHCP Helper)

Если клиент и сервер DHCP находятся в разных подсетях, маршрутизатор может выполнять функцию ретрансляции запросов между ними.

🧠 Важно:

• DHCP облегчает администрирование, особенно в больших сетях;

• Защита: возможна фильтрация по MAC, авторизация, использование DHCP Snooping;

• Без DHCP клиенту может быть назначен APIPA-адрес (169.254.x.x), но он работает только внутри одной подсети.

Вопрос 21: QoS. Виды организации очередей. Маркировка пакетов на уровне 2 и уровне 3. Классы трафика. Границы доверия. Политики предотвращения затора

1. Что такое QoS (Quality of Service)

QoS — это набор механизмов, обеспечивающих управление сетевым трафиком, чтобы приоритизировать важные данные и гарантировать стабильную передачу (особенно для голоса, видео, критичных приложений).

2. Виды организации очередей (queuing):

• FIFO (First In, First Out) — простая очередь, без приоритетов.

• PQ (Priority Queuing) — высокоприоритетный трафик обслуживается первым.

• CBWFQ (Class-Based Weighted Fair Queuing) — распределение полосы между классами с разными весами.

• LLQ (Low Latency Queuing) — расширение CBWFQ с добавлением "жёсткого" приоритета для чувствительных к задержкам данных (например, голос).

3. Маркировка пакетов:

🟡 Уровень 2 (канальный):

• Используется поле CoS (Class of Service) в 802.1Q (VLAN-теги);

• Значение от 0 до 7 — определяет приоритет в канале Ethernet.

🔵 Уровень 3 (сетевой):

• Используется поле DSCP (Differentiated Services Code Point) в IP-заголовке;

• Более гибкая маркировка (0–63), позволяет точно классифицировать трафик (например, EF — Expedited Forwarding для VoIP).

4. Классы трафика (примерная классификация):

• Высокий приоритет: голос (VoIP), видео в реальном времени;

• Средний приоритет: бизнес-приложения, видеоконференции;

• Низкий приоритет: фоновые данные, обновления, резервное копирование;

• Очень низкий приоритет: P2P, несанкционированный трафик.

5. Границы доверия (Trust Boundaries):

Сетевые устройства определяют, кому доверять маркировку пакетов:

• IP-телефон может пометить трафик как "важный";

• Коммутатор на границе может принять маркировку или перемаркировать по правилам;

• Граница доверия устанавливается на ближайшем коммутаторе к клиенту.

6. Политики предотвращения "затора" (Congestion Avoidance):

• WRED (Weighted Random Early Detection): выборочно сбрасывает пакеты низкоприоритетных классов при приближении к перегрузке;

• Policing/ Shaping: ограничение скорости трафика с возможностью буферизации или отброса.

🧠 Вывод:

QoS позволяет:

• Предотвращать потерю качества в голосе и видео;

• Управлять перегрузками;

• Расставлять приоритеты для разных типов трафика.

Вопрос 22: Мультивещание. Особенности адресации на уровнях 2 и 3. Протокол IGMP

1. Что такое мультивещание (Multicast)

Мультивещание — это способ одновременной доставки данных нескольким получателям, без необходимости отправлять отдельный поток каждому.

• Экономит полосу пропускания;

• Идеален для IPTV, трансляций, конференций.

2. Адресация на уровне 3 (IP)

• IPv4-мультикаст-адреса: от 224.0.0.0 до 239.255.255.255

  • Примеры:

    • 224.0.0.1 — все хосты в подсети;

    • 239.x.x.x — организация собственных (приватных) групп.

• Устройства подписываются на группы, используя протокол IGMP.

3. Адресация на уровне 2 (Ethernet / MAC)

IP-мультикаст-адреса маппируются в MAC-адреса по специальному правилу:

• Префикс: 01:00:5E

• Остальные 23 бита копируются из IP-адреса

Пример: IP 224.0.0.5 → MAC 01:00:5E:00:00:05

4. Протокол IGMP (Internet Group Management Protocol)

Используется хостами для управления подпиской на IP-мультикаст-группы:

• IGMPv1 — простейшая версия;

• IGMPv2 — добавляет сообщения "leave group" и выбор IGMP-querier;

• IGMPv3 — позволяет хостам указывать источники (source filtering).

Коммутаторы могут использовать IGMP Snooping, чтобы отправлять мультикаст-трафик только на нужные порты, а не во всю сеть (как это делается по умолчанию).

🧠 Практически:

• Без IGMP Snooping — мультикаст будет работать как широковещание;

• IGMP позволяет сетям быть эффективными и масштабируемыми при работе с видео.

Вопрос 23: Мультивещание. Протокол PIM. Основные термины. Записи (S,G) и (*,G). Режимы DM и SM. Построение деревьев

1. Что такое PIM (Protocol Independent Multicast)

PIM — это протокол маршрутизации мультикаст-трафика. Он не зависит от конкретного протокола маршрутизации, а использует существующую IP-маршрутизацию (Unicast routing table) для принятия решений.

2. Основные режимы PIM:

✅ PIM-DM (Dense Mode)

• Подходит для сетей с высокой плотностью получателей.

• Трафик сначала рассылается всем, а потом отфильтровывается там, где не нужен.

• Минус — избыточная нагрузка, неэффективен в разреженных сетях.

✅ PIM-SM (Sparse Mode)

• Для сетей с редкими получателями.

• Используется концепция Rendezvous Point (RP) — центральная точка, через которую идёт трафик до момента, пока не построится оптимальное дерево.

• Более масштабируем и эффективен, особенно в больших сетях.

3. Понятия (S, G) и (*, G):

• (S, G) — "Source, Group": трафик от конкретного источника к определённой группе;

  • Используется при построении shortest path tree (SPT) — оптимального дерева маршрутов.

• (*, G) — "Any Source, Group": от любого источника к группе;

  • Применяется при инициализации маршрутов в PIM-SM (через RP).

4. Построение деревьев:

🌳 SPT (Shortest Path Tree):

• Выбирается оптимальный путь от источника до каждого получателя;

• Формируется на основе маршрутов в таблице.

🌲 Shared Tree:

• Общий путь через Rendezvous Point (RP);

• Используется до тех пор, пока не появится необходимость перейти на SPT.

Вначале приёма трафик идёт через RP, но затем маршрутизаторы могут "переключиться" на прямое соединение с источником (SPT switch).

🧠 Важно:

• PIM-SM предпочтителен в большинстве IPTV-сетей;

• Использование RP требует резервирования и продуманной архитектуры;

• (*,G) и (S,G) — ключевые концепции маршрутизации мультивещания.

Вопрос 24: Четвёртый уровень. Протоколы UDP и RTP

1. Четвёртый уровень (Transport Layer)

Этот уровень отвечает за доставку данных от одного приложения к другому — не просто между компьютерами, а между конкретными программами (например, браузером и веб-сервером).

Основные протоколы:

• TCP — надёжный, с подтверждением, медленнее.

• UDP — быстрый, без подтверждения и коррекции ошибок.

2. Протокол UDP (User Datagram Protocol)

• Без установления соединения;

• Без проверки доставки (нет повторной передачи при потере);

• Очень легковесный и быстрый — идеально подходит для видео, голоса, онлайн-игр.

Формат UDP-сегмента:

• Источник/приёмник порт;

• Длина;

• Контрольная сумма (опционально).

3. Протокол RTP (Real-time Transport Protocol)

Используется в паре с UDP для передачи видео и аудио в реальном времени (например, VoIP, IPTV, видеоконференции).

Функции RTP:

• Нумерация пакетов — чтобы восстановить порядок;

• Метки времени — для синхронизации;

• Тип носителя — указывает, передаётся ли аудио, видео и в каком формате;

• Может использовать RTCP (контрольный протокол) для мониторинга качества передачи (задержка, потери и т.д.).

4. Почему RTP + UDP, а не TCP?

• TCP не подходит для видео/аудио в реальном времени — задержки, перепередача, "задирание хвоста".

• UDP + RTP позволяет терять отдельные пакеты без критических последствий для восприятия, зато сохраняется низкая задержка и плавность передачи.

🧠 Итог:

• UDP — простота и скорость, без гарантий доставки;

• RTP — надстройка над UDP, необходимая для медиапотоков;

• Вместе — стандарт для IPTV, VoIP, WebRTC и т. д.

Вопрос 25: Стандарты DVB-IPTV. Используемый стек протоколов. Прикладной уровень – MPEG-TS, стандарты сжатия метаданных. Требования к качеству

1. Что такое DVB-IPTV

DVB-IPTV — это стандарт от Digital Video Broadcasting (DVB), предназначенный для распространения телевизионных и мультимедийных сервисов по IP-сетям (например, через провайдера интернета или корпоративную сеть).

• Не путать с OTT (YouTube, Netflix) — IPTV управляется оператором и часто использует Multicast.

2. Используемый стек протоколов

DVB-IPTV основывается на традиционном IP-стеке:

• L3 (Сетевой уровень): IP (в т.ч. мультикаст)

• L4 (Транспорт): UDP + RTP

• Межсетевой уровень: IGMP (управление подписками)

• Прикладной уровень: RTSP, HTTP, SIP (опционально)

Дополнительно могут применяться:

• QoS (DiffServ, VLAN CoS) — приоритизация трафика;

• DHCP, DNS, NAT — для адресации и взаимодействия с пользователем.

3. Прикладной уровень: MPEG-TS

• MPEG Transport Stream (TS) — основной формат передачи аудио и видео в DVB-IPTV.

• Позволяет мультиплексировать несколько потоков в один.

• Содержит:

  • Видео (MPEG-2, H.264/AVC, HEVC);

  • Аудио (AAC, MP3, Dolby Digital);

  • Субтитры, EPG, телетекст;

  • Служебные таблицы (PAT, PMT, SDT, EIT и др.).

4. Сжатие и метаданные

• Видео часто сжимается с помощью H.264 (AVC) или H.265 (HEVC);

• Метаданные могут использовать XML, DVB-SI, MPEG-7;

• Передаются EPG (программы передач), описания, рейтинги, субтитры.

5. Требования к качеству (QoE и QoS)

• QoE (опыт пользователя):

  • Низкая задержка при переключении каналов;

  • Высокое качество изображения и звука;

  • Отсутствие зависаний, потерь, артефактов.

• QoS (технический уровень):

  • Надёжность передачи;

  • Приоритизация (например, с помощью DSCP);

  • Минимизация потерь пакетов и джиттера.

🧠 Итог:

• DVB-IPTV объединяет сетевые технологии, медиастандарты и управление качеством;

• Используется в телекоммуникационных системах, отеляx, корпорациях, операторах связи;

• Ключ к стабильному IPTV — грамотная маршрутизация, QoS и мультикаст.