Как устроен Internet. Локальные и глобальные сети.
После нескольких статей по сетям, появились комментарии, которые говорят о том, что всё банально, другие комментарии показывают о недостатке информации. Это хорошо, когда Вы пишите, что Вам непонятно, тогда это можно дополнить и все. Тема сегодняшней статьи — это маршрутизация между локальными и глобальными сетями.
Лока́льная вычисли́тельная сеть — компьютерная сеть , покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт)
Любая локальная сеть, входит в общую глобальную сеть (как правило)
Глобальная компьютерная сеть , ГКС (англ. Wide Area Network , WAN ) — компьютерная сеть, охватывающаябольшие территории и включающая в себя большое число компьютеров.
ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они нинаходились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.
Для разграничения таких сетей используются разные адреса сетей, для логического разделения, а физически они соединены через маршрутизатор, который может быть в виде отдельного компьютера с двумя сетевыми платами.
Маршрутиза́тор ) — специализированный компьютер, который пересылает пакеты между различными сегментами сети на основе правил и таблиц маршрутизации. Маршрутизатор может связывать разнородные сети различных архитектур.
Теперь по подробнее, маршрутизатор — это по сути устройство, направляющие пакеты с одного порта на другой или наоборот блокирующие пакеты
Например, Вы перемещаетесь по дому, у Вас есть один лифт, соответственно, вы между этажами по одному человеку спокойно перемещаетесь. Это будет локальная сеть и в рамках одного дома (одной локальной сети) Вам достаточно знать номер квартиры и соответственно номер этажа. Если у Вас в доме 10 этажей и всего 40 квартир, то думаю лифт вполне справится с поставленной задачей. Если этажей будет 25, а квартир на этаже будет по 20 штук и лифт так же возит по одному пассажиру, то тут уже будут сложности. Если люди будут ходить друг другу в гости, то эта одна история, лифт будет кататься между этажами постоянно. А в момент с утра когда люди массово выходят их дома, или вечером, когда возвращаются, лифт не будет справляться, будет большая очередь, на первом этаже, и несколько небольших очередей на каждом этаже. Тогда необходимо добавлять второй лифт, или увеличивать место в лифте, лучше и то и другое. Но это на самом деле локальные проблемы,самое главное для нас это выход на улицу — в глобальную систему.
В данном случае дверь в подъезд — это шлюз, через который вы входите в дом или наоборот выходите. При этом физически шлюзом будет дверь, а логическим ограничением будет домофон или консьерж. Причем консьержа (маршрутизатора ) можно настроить по разному, он будет пропускать только по запросу пользователей или пускать всех подряд, или будет спрашивать секретное слово. Так же и Вас может не выпускать, например если это не дом, а больница. Кому-то можно выходить,а кому то нет.
Теперь рассмотрим в чём разница, когда Вы перемещаетесь по дому, Вам достаточно знать внутренний адрес квартиры, так как адрес дома остается неизменным. В данном случае адрес дома (страна, регион, город улица, номер дома) будет глобальным адресом, кстати для облегчения сортировки на почте используют почтовый индекс. И вот Вы решили поехать в другой район города или другой город. На вашем этапе будут встречаться ключевые развязки — это и будут места маршрутизаторов. Думаю на Вашем пути от дома до работы будет 5-10 ключевых развязок. Вы конечно, едите по памяти или по указателям, как ориентируются маршрутизаторы. Их (маршрутизаторы) можно разделить на несколько видов — магистральный, те через которые идут основные потоки информации, можно сравнить с глобальных развязками между странами или крупными городами, пограничные маршрутизаторы, как раз те которые подключены к внешним и внутренним большим сетям (корпоративным, районным сетям) и внутренние, те которые стоят в небольших компаниях или частных домах. Основная задача у маршрутизатора — это работа с таблицей маршрутизации. Это ключевой момент, именно по ней и идет организация трафика и перенаправление пакетов.
Сама таблица имеет своеобразную структуру, но для начала рассмотрим её в простом виде. Она содержит несколько записей. Ключевые записи содержат информацию о соседних сетях и портах, на которых эти сети расположены.Еще ряд записей содержит информацию о тех сетях, которые находятся за соседними маршрутизаторами, то есть через один два шага от текущих сетей и опять же на каких портах. И есть чтрока, которая показывает на «путь по умолчанию» — адрес на который надо отправлять пакет, если адрес сети неизвестен. Как это работает.
Предположим Вы из локальной сети 10.10.10.0/24 отправили пакет по адресу 8.8.8.8 Ваш ближний маршрутизатор не знает про адрес 8.8.8.8, он может знать только про сети 10.10.10.0/24, 10.10.11.0/24 и например 10.10.0.0/16, тогда он отправит пакет по по умолчанию на сеть 10.10.0.0/16, следующий маршрутизатор отправит еще дальше, и так до следующего, который будет на выходе из локальной сети 10.0.0.0/8 и который будет знать в каком направлении отправить пакет, чтобы попасть в сеть 8.0.0.0/8
Стоит отметить, что на разных портах маршрутизатора, не может быть одинаковые сети, это исключено.
Теперь о том как одинаковые адреса могут попадаться в одной глобальной сети. В глобальной сети, все адреса уникальны, не может быть одинакового адреса. но есть адреса зарезервированные под локальные сети их в глобальной сети нет, так как одинаковый адрес не может быть на разных портах. к таким адресам относятся:
Что такое домашняя локальная сеть
Оставим в стороне технические описания и язык инструкций. Поговорим про домашнюю компьютерную сеть простым, почти бытовым языком. Для прочтения этой статьи вам не нужны особые знания. После прочтения вы точно будете знать, что такое домашняя локальная сеть.
Когда нужна домашняя локальная сеть?
Вы заметили, что компьютеры в доме, как телевизоры. Раньше хватало одного для всей семьи, сейчас телевизоры стараются поставить в каждую комнату и на кухню, а некоторые в ванную.
Сейчас практически любая семья пытается обеспечить вычислительной техникой каждого члена семьи. Не важно будет ли для этого стоять десктоп в каждой комнате или у каждого будет мобильное устройство. В любом случае в пределах квартиры и тем более частного дома, все компьютеры и устройства работающие с компьютерами можно объединить в единую для совместной работы. Это объединение и есть — домашняя локальная сеть или домашняя компьютерная сеть.
Домашняя локальная сеть: определение
Итак, домашняя локальная сеть это объединение двух и более компьютеров и/или периферийных и иных компьютерных устройств для выполнения совместных задач. Как правило домашняя локальная сеть имеет связь с глобальной сетью Интернет через LAN сети провайдера (Интернет подключение) .
Домашняя локальная сеть: примеры
Приведу несколько банальных, но значимых примеров домашних сетей.
Пример №1, простейший: У вас в доме один компьютер десктоп. Стоит он в удалённом и закрытом от всех кабинете. Однако принтер компьютера стоит в общем зале и связан с компьютером кабелем управления. Связь удалённого принтера с десктопом пример простейшей домашней сети.
Пример №2, не сложный: У вас в доме/квартире два разнесённых по комнатам компьютера и один Интернет провайдер с одним заходящим в квартиру кабелем.
В этом случае, одним из вариантов организации домашней компьютерной сети будет подключение двух компьютера жилища к кабелю провайдера через общий домашний шлюз (роутер).
Здесь не важно будет ли у провайдера оптоволоконный кабель FTTH сети или витая пара ADSL сети. Домашняя компьютерная сеть будет делаться витой парой от каждого компьютера до роутера.
Примечание: Описанная схема подключения каждого компьютера к общему шлюзу носит название «звезда». Он в отличие от схем «кольцо» и «шина» наиболее проста и популярна для домашних сетей. Читать: Топология компьютерной сети
Пример №3, сложный: Современный человек, опираясь на новые возможности Интернет не ограничиваются несколькими десктопами на одном жилище. Носимые смартфоны, планшеты, ноутбуки, а также телевизоры, все «хотят» иметь выход в Интернет.
В таком варианте проектируется и строится домашняя компьютерная сеть не только проводная, но и беспроводная.
Проводная домашняя сеть называется LAN сетью. Беспроводная домашняя сеть называется Wi-Fi сетью. Для устройства обоих сетей нужно отдельное или комбинирование оборудование.
Например, главный маршрутизатор жилища может быть:
Последний вы видите на фото. Его легко отличить по портам (гнёздам) для штекера RJ-4 кабеля витая пара и торчащим антеннам для Wi-Fi сети.
Домашняя локальная сеть: зачем нужна
В завершении хочется обобщить и постараться определить преимущества домашних локальных сетей. Как мне кажется, это:
Во-первых, экономия средств. Возможность подключить массу устройств к одному кабелю провайдера — это экономически выгодно.
Во-вторых, домашняя сеть даёт полную независимость в использовании любого устройства внутри и даже вне квартиры. При правильной настройке домашней сети вы легко можете переходить с дескотопа на мобильное устройство не совершая дополнительных действий, кроме хватательных.
В-третьих, правильно подобранный роутер оставляет за вами перспективу расширения домашней сети.
В-четвёртых, домашняя сеть позволит использовать общие периферийные устройства со всех точек доступа. Общий принтер, сканер, общее хранилище или общее облако.
В-пятых, мне не кажется это удачным, но домашняя сеть позволит общаться с домочадцами не выходя их комнат, в том числе обмениваться фильмами, ссылками и другой информацией.
Заключение
Домашняя локальная сеть, без помпы, открывает перед домочадцами очень широкие возможности. Я постарался их перечислить в этой статье. Правда проектирование и настройка домашней сети не так проста, как может показаться. Но об этом в следующих статьях сезона «Домашние сети».