Лига Сисадминов

Продолжение IP over Ethernet.  Часть 1.

Итак об локальных сетях.

Цифровая передача данных как полезная штука начала широко входить в жизнь простого бюргера в 80х годах XX века. Появились телетексты, минители, а с ISDN и разные пользовательские терминалы, объявления, службы такси, прогнозы погоды и т. д. и т. п. Это не считая RS-232 с модемами. Некоторой части общественности стали доступны локальные сети на работе, а некоторые даже занимались промышленной автоматизацией, используя какие-нибудь MODBUS/RS-485 или CAN.

Сети были относительно молодыми и нужны были для разного. К RS-485, например, подключались какие-нибудь промышленные контроллеры, передававшие телеметрию из какого-нибудь большого адронного гудронного коллайдера в недрах какой-нибудь ТЭЦ районной котельной, где не нужны были эти ваши мегабиты, а пары килобит хватало за глаза, да и доморощенных кулхацкеров на таких предприятиях обычно быстро выкидывали на мороз.

В офисах и на заводах жили arcnet, ethernet и token-ring. Причем где надо было качественно передавать данные - преимущественно аркнет и токенринг, а где надо было дешево и быстро - преимущественно эзернет. Собственно вот это главное.

А дальше будет не менее главное второстепенное.

RS-485, arcnet, ethernet и token-ring - сети с множественным доступом (каждый участник может передавать каждому) на то время использовавшие общую разделяемую физическую среду передачи (за исключением токенринга, где все несколько сложнее/проще). Одной из существенных проблем, которую обязательно нужно решить в такой схеме - необходимость передачи информации в сети от только одного участника в каждый момент времени при молчании всех остальных. Если передавать одновременно будут несколько устройств, в сети произойдет смешение сигналов с последующей потерей данных. Решить эту проблему технически можно разными способами. Один из самых простых вариантов в MODBUS поверх RS-485 - master-slave модель, при таком варианте одно устройство в сети назначается ведущим, а остальные ведомыми, ведущее устройство опрашивает ведомые по очереди, после запроса у ведомых есть определенное время на ответ в течение которого ведущее устройство молчит и ждет, не отправляя новых запросов.

В аркнет с токен-рингом использовалась передача маркера, при этом владеющее маркером устройство могло передавать информацию, а остальные молчали и ждали, после истечения времени маркер передавался следующему устройству участнику сети, а предыдущее устройство замолкало.

Два вышеописанных примера - маркерный доступ и модель ведущий-ведомый это варианты так называемого детерминированного доступа к среде передачи. В эзернет же использовался случайный или недетерминированный доступ с механизмом распознавания коллизий,  не особенно хороший и довольно сложный, иногда делавший 10ти-мегабитную эзернет сеть менее эффективной чем 2х-мегабитный аркнет.

И тем не меннее вокруг нас один сплошной эзернет, а остальные почили, ну RS-485 нет, но он и не ЛВС, а промышленная сеть, а вот новых arcnet и token-ring нам скорее всего уже не увидеть.

Итак сначала об топологиях ЛВС на то время:

Эзернет - шина, токенринг - кольцевая шина, нет кольцо,нет даже сложно точно сформулировать, скорее точка-точка-кольцо или точка1->точка2->точка3->точка1, кольцевые бусы?, аркнет смешанная шина/звезда, сеть-мечта с практически произвольной топологией. В эзернет и аркнет для создания физической среды передачи применялся коаксиальный кабель, в токенринге неэкранированная витая пара.

Что было хорошего у аркнет - отсутствие коллизий, почти произвольная топология, передача данных в общей среде передачи всем участникам одновременно, у токенринга - отсутствие коллизий, 4 мбит/с против 2.5 мбит/с у аркнет, международный стандарт, у эзернет - 2 и 10 мбит/с, международный стандарт. В отличии от сетей с маркерным доступом, где очевидно были ограничения на размерность сетевого адреса и соответственно на количество устройств в сети, в эзернет довольно быстро появились 48-битные уникальные MAC адреса с механизмом их получения для производителей устройств, что позволяло теоретически запилить сеть с сотнями или тысячами устройств.

Дальше произошло несколько событий, определивших текущее положение вещей.

Сначала у эзернет появилась звездчатая топология с концентраторами/хабами (hub) внутри (как у аркнет), использующая витую пару (как у токенринг). И это произвело революционные изменения в дальнейшем. После появления сетей с хабами оказалось возможным коренным образом изменить все, заменив хаб на новое устройство, которое незамедлительно появилось. Называлось оно коммутатор или switch (свич) и представляло собой специализированный сетевой компьютер, обрабатывающий пакеты данных как пакеты, а не как электрические сигналы. Появление свичей сделало эзернет совершенно отличным от других ЛВС технологий, управление сетью стало более простым, надежность и скорость работы сети значительно увеличились, увеличилась качественно и сетевая безопасность. Доступ к среде передачи стал почти детерминированным как у конкурентов, коллизии практически ушли в прошлое. Цифровая обработка пакетов сразу предоставила громадные возможности для фантазии и творчества разработчикам программного обеспечения для сетевых устройств на десятилетия вперед.

Токенринг и аркнет создали новые высокоскоростные протоколы, но на подножку уходящего перрона запрыгивать было уже поздно...

Мутация из хабов в коммутаторы стала первой из череды особо значимых революций эзернета, во многом предопределив более 25 лет назад, то что происходит сегодня.

Продолжение следует...

Или мини-решения#01.

Если вы создаете, например, группу рассылки из web-консоли Exchange 2013 и хотите выбрать для неё OU, но внезапно обнаруживаете, что вашего OU (Organizational Unit) там нет. Вообще нет.

Или появляется вот такое:

Technet на это предлагает воспользоваться поиском, чтоб результатов стало меньше, но поиск-то того. Не работает.

В 2013 Exchange есть ограничение на количество выводимых OU (включая вложенные). Это ограничение равно 500. Берутся первые 500 по времени создания (а не по алфавиту).

Как поправить:

Находите файл web.config на сервере Exchange в папке C:\Program Files\Microsoft\Exchange Server\V15\ClientAccess\ecp\

Открываете блокнотом, ищете секцию <appSettings> и в конце в ней дописываете

<add key="GetListDefaultResultSize" value="1000" />

или сколько вам нужно по количеству.

Сохраняете файл. Всё. Никаких служб перезапускать не нужно.

Если у вас два и более сервера Exchange, но всё по фен-шую (DAG-группы есть, cas-сервера собраны в массив и всё такое), то достаточно дописать строчку в этот файлик на любом из серверов.

Есть печаль – любой CU (Cumulative Update) для Exchange перезаписывает этот файл. Причем копипастить файл от предыдущего обновления обратно в папку нельзя (MS пытается нас уверить, что это вызовет апокалипсис), только дописывать эту строчку снова, по возможности, автоматизировав процесс.

Заключение: пробуем формат мини-решений. Любопытно, найдется ли аудитория на такое.

В связи с очень полезным начинанием пикабушницы @virrasha попробую в меру сил продолжить ликбез. Обдумывая с чего же начать, решил не мудрствовать и начать с истории, тем более, что похожие попытки популярно это объяснить довольно редки, известные мне - "В Internet через ethernet" на nag.ru.

Все нижеописанное это совсем непрофессиональная и, вероятно, не общепринятая, а очень частная точка зрения на сегодняшнее положение вещей в мире передачи информации в компьютерных сетях и как оно к этому пришло :). Поэтому комментарии и исправления ошибок и неточностей от знающих людей всячески приветствуются.

Начало электросвязи это телефония, которая почти век и была практически монопольной электросвязью в головах большинства человеков. Были еще конечно телеграфы и телетайпы и многое другое, но телефония, пожалуй, это более 90% передаваемой электронными каналами информации, по крайней мере измеряемой в конечных пользователях, в течение очень долгого, долгого времени.

В этом месте нужно сделать первое отступление о коммутации. Все я разбирать не буду, остановлюсь на 2х важных вариантах: 1й - коммутация каналов, 2й - коммутация пакетов.

Так вот, телефония изначально была коммутацией каналов, вспомните фразу "Девушка, Смольный!". Использование людей-операторов, кстати, для коммутации телефонных линий до сих пор практикуется, хотя технологии стремительно шли вперед и довольно быстро появились механические АТС, а за ними всякие квазиэлектронные и электронные.

Большинство событий в начале эпохи цифровой передачи данных были подчинены телефонии и парадигме коммутации каналов. Цифровая передача данных в начале при всем своем отличии от механических вариантов коммутации была заточена под то же самое. Первые технологии цифровой передачи данных PDH и SDH это 50е-80е годы XX века, это технологии коммутации каналов с мультиплексированием во времени. Каналы делились на таймслоты по 64 килобита/с и из них создавался результирующий канал определенной пропускной способности T1, E1, E2 и т.д. При, например, звонке от Васи к Пете для передачи голоса резервировалось нужное количество временных интервалов (таймслотов) для передачи голосового траффика в реальном времени. Эти таймслоты при неиспользовании или недогруженности информацией для других целей использовать в сети было уже нельзя.

Для передачи чистых цифровых данных (фоточек котиков сообщений электронной почты, например) SDH годился, но с соответствующими издержками коммутации каналов. Для развития чистой передачи цифровых данных в 70х-80х того же века был разработан ATM.

ATM в виде ISDN и DSL был довольно распространен и популярен до 2000х, он подразумевал коммутацию пакетов, возможности передачи поверх SDH/PDH, был все еще тесно связан с телефонией. Для передачи информации использовались цифровые ячейки (пакеты фиксированного размера по 53 байта с заголовком в 6 байт и с полезной нагрузкой в 48 байт) в которые могли инкапсулироваться самые разные данные от текстовых файлов до голосовых звонков в реальном времени, имелись механизмы управления качеством обслуживания, коммутация пакетов позволяла эффективнее использовать пропускную способность канала для передачи чистых цифровых данных в компьютерных сетях чем SDH/PDH. А заложенные изначально в оборудование и технологию развитые возможности для работы с конечными абонентами с корнями из телефонии позволяли операторам строить эффективные сети для продажи услуг цифровой связи.

У ATM было светлое долгое будущее, которое, однако не наступило... Поскольку рядом существовала и развивалась еще одна технология электросвязи - Ethernet. Это была технология создания локальных, а не глобальных компьютерных сетей, предназначенная исключительно для создания офисных, ну максимум кампусных сетей, но обгадившая однако телефонистам много малины. И продолжающая стабильно обгаживать дальше еще больше.

Продолжение следует...

Пока тема про собеседования свежа.

Мною было обещано выложить вопрос, который можно задать при собеседовании на сисадмина (скорее админа-сетевика) и больше не спрашивать ничего.

Вопрос звучит так:

«Вы открываете в своей любимой операционной системе свой любимый браузер и вводите в адресную строку адрес любимого сайта. Затем вы нажимаете «Enter» и через некоторое время у вас отображается этот сайт. Расскажите как можно подробнее, что произошло с того момента, как вы нажали «Enter» до того как начали читать pikabu у вас отобразился сайт.»

Тот, кто первый раз задал мне этот вопрос, сказал, что у него ответ без углубления в детали занимает 3 семестра лекций в университете (и это не учитывая область web-программирования, которую также можно при желании затронуть – смотря, на кого собеседование). Здесь можно рассказывать всё – от того, каким образом у вас на компе оказались какие-то сетевые настройки до полного пересказа главы из Олиферов про физическое кодирование двоичных данных (шутка). DNS, proxy, firewall, VLAN, NAT, статическая и динамическая маршрутизация, пиление потока данных на пакеты, тройное рукопожатие и т.д. – всё, что вспомните.

Бонус - тот же вопрос можно задавать web-программисту, просто ответ будет затрагивать другие области.

Как и обещала, выкладываю первую часть.

Некоторое введение: статьи о базовых понятиях я писала еще в универе по лекциям, затем их вычитывал мой научный руководитель (aka nixleader), поэтому тега «моё» не будет. Статьи не претендуют на оригинальность, есть множество других. Они, также, вероятно, могут встретится в сети (распространялись в универе и свободно висят в справочной системе на работе). Я постараюсь указывать места, где будет встречаться копипаста с других ресурсов (далее такое будет). Помимо простых вещей, попробую привести в литературную форму некоторые сложные маны, которые писала чисто для себя, и выложу их отдельно.

Администрирование#01. Адресация в IP сетях

В семействе протоколов TCP/IP используются три типа адресов: локальные (физические, аппаратные), IP-адреса и символьные (доменные) имена. Рассмотрим первые два типа адресов.

Основные термины:

Хост (Host) – устройство, работающее в сети на сетевом уровне модели OSI (компьютер, маршрутизатор и т.п.). Часто понятие путают с IP-адресом.

MAC-адрес — физический адрес компьютера (если точнее - сетевой карты или другого сетевого устройства). Размер адреса – 6 байт. Этот адрес должен быть уникальным для каждого устройства в локальной сети, и используется всеми устройствами для передачи данных внутри неё. (Как говорил мой преподаватель: «Вы еще не видели китайских сетевых карт: в одной серии карт может быть много повторяющихся MAC-адресов»).

IP-адрес

IP-адрес — это 32 бита (4 байта), 4 октета, представляющие собой «логический» адрес хоста в сети (сетевой адрес). Нужно понимать, что у одного хоста может быть много IP-адресов.

IP-адреса обычно записываются в десятичной системе счисления виде четырёх октетов X1.X2.X3.X4, где X1 – старший байт адреса.

Есть консорциум IANA, который раздает IP-адреса по 5 организациям (ARIN, RIPE, APNIC, AfriNIC, LACNIC). Им выдаются сети класса А. Далее эти организации распределяют адреса по заявкам от организаций со статусом LIR (Local Internet Resource) подсетями /22 или крупнее, а в случае выделения провайдеро-независимого блока - /24 (класс C) и крупнее.

Маска подсети — указывает, какая часть IP-адреса приходится на адрес сети, а какая — на адрес хоста в ней. Без адреса сети или IP-адреса используется только в обсуждении количества используемых/необходимых адресов.

Маска - это последовательность скольких-то единичек в начале, а потом - нулей, составляющих в итоге 32 бита. Бит равный единице означает, что на его месте в IP-адресе бит будет входить в адрес сети. Нулевые биты в маске определяют позиции бит адреса хоста в IP-адресе.

Маска записывается через “/” после IP-адреса и может записываться как IP (например, 192.168.1.100/255.255.255.0; Здесь маска 255.255.255.0 — это 24 единички и 8 нулей (в двоичной системе), первые 24 символа будут адресом сети, оставшиеся 8 — адресом хоста), или как число от 0 до 32 (192.168.1.100/24 — здесь «/24» — это маска, то есть 24 единички в начале, остальные — нули).

Адрес сети – зарезервированный IP адрес, используемый для обозначения всей сети (совместно с указанием маски сети). В адресе сети на месте адреса хоста все биты выставляются в нули.

Широковещательный запрос — отправка пакета всем устройствам в сети. Для реализации такой рассылки назначается специальный широковещательный адрес: в IP-адрес после адреса сети (вместо адреса хоста) все биты выставляются в единицы.

Соответственно, максимально возможное количество хостов в сети вычисляется по формуле 2^(32-маска)-2. (Так как, когда вместо адреса хоста все нули — это адрес сети, а когда все единички — это широковещательный запрос, соответственно, теряем два адреса из всех вариантов)

Дополнительные сведения:

Маска /32 — указывает, что написан адрес одного и ровно 1 (одного) хоста

Маска /31 — используется для маршрутизации для соединения точка-точка, или если два адреса на один комп (это делается для экономии адресов и для сокращения количества записей о маршрутизации соответственно).

0.0.0.0/0 — весь интернет.

255.255.255.255 — широковещательный запрос всем в локальной сети. Используется обычно в случаях, когда хосту неизвестны настройки локальной сети.

Адреса, которые запрещены в сети интернет, или же «локальные» адреса, которые можно использовать для себя без ограничений (так называемые, «серые» адреса):

Для собственных локальных сетей:

10.0.0.0/8

172.16.0.0/12

192.168.0.0/16

и

127.0.0.0/8 – loopback – адреса которые доступны только внутри одного хоста

Классификация сетей

A: 0-127/8

B: 128-191/16

C: 192-223/24

D: 224-239

В сети класса А 2^24-2 хостов в одной сети, в B - 2^16-2, в C – 256 -2=254 хоста.

Адреса класса D используются для многоадресной (multicast) передачи.

Остальные адреса на данный момент зарезервированы и не используются.

Стоит отметить, что ранее классы использовались для маршрутизации. Теперь же вся маршрутизация «бесклассовая» и классы сетей указываются только для указания размера сети (например, “сеть класса C” обозначает сеть с 256 адресами (с маской /24) (любую, даже 10.2.4.0/24!!))