По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Всем привет! Сегодня статью мы посвятим рассказу о протоколе DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – что он из себя представляет, для чего он нужен и как он работает. DHCP доступен как для IPv4 (DHCPv4) , так и для IPv6 (DHCPv6) . В этой статье мы рассмотрим версию для IPv4. А следующей статье мы расскажем про его настройку.
DHCP за 200 секунд
Порассуждаем
Каждому устройству, подключенному к сети, нужен уникальный IP-адрес. Сетевые администраторы назначают статические IP-адреса маршрутизаторам, серверам, принтерам и другим сетевым устройствам, местоположение которых (физическое и логическое) вряд ли изменится. Обычно это устройства, предоставляющие услуги пользователям и устройствам в сети, поэтому назначенные им адреса должны оставаться постоянными. Кроме того, статические адреса позволяют администраторам удаленно управлять этими устройствами – до них проще получить доступ к устройству, когда они могут легко определить его IP-адрес.
Однако компьютеры и пользователи в организации часто меняют места, физически и логически. Это может быть сложно и долго назначать новые IP-адреса каждый раз, когда сотрудник перемещается. А для мобильных сотрудников, работающих из удаленных мест, вручную настройка правильных параметров сети может быть весьма непростой задачей.
Использование DHCP в локальной сети упрощает назначение IP-адресов как на настольных, так и на мобильных устройствах. Использование централизованного DHCP-сервера позволяет администрировать все назначения динамических IP-адресов с одного сервера. Эта практика делает управление IP-адресами более эффективным и обеспечивает согласованность внутри организации, включая филиалы.
DHCPv4 динамически назначает адреса IPv4 и другую информацию о конфигурации сети. Отдельный сервер DHCPv4 является масштабируемым и относительно простым в управлении. Однако в небольшом офисе маршрутизатор может быть настроен для предоставления услуг DHCP без необходимости выделенного сервера.
DHCPv4 включает три разных механизма распределения адресов для обеспечения гибкости при назначении IP-адресов:
Ручное распределение(Manual Allocation) - администратор назначает предварительно установленный IPv4-адрес клиенту, а DHCP сервер передает IPv4-адрес на устройство.
Автоматическое распределение(Automatic Allocation) - DHCPv4 автоматически назначает статический IPv4-адрес на устройство, выбирая его из пула доступных адресов. Нет аренды (lease), и адрес постоянно назначается устройству.
Динамическое распределение (Dynamic Allocation) - DHCPv4 динамически назначает или дает в аренду IPv4-адрес из пула адресов в течение ограниченного периода времени, выбранного сервером, или пока клиент больше не нуждается в адресе.
Динамическое распределение является наиболее часто используемым механизмом DHCP и при его использовании клиенты арендуют информацию с сервера на определенный период. DHCP серверы настраивают так, чтобы установить аренду (лизинг) с различными интервалами. Аренда обычно составляет от 24 часов до недели или более. Когда срок аренды истекает, клиент должен запросить другой адрес, хотя обычно он снова получает старый.
Механизм работы DHCP
DHCPv4 работает в режиме клиент/сервер. Когда клиент взаимодействует с сервером DHCPv4, сервер назначает или арендует IPv4-адрес этому клиенту. Он подключается к сети с этим арендованным IP-адресом до истечения срока аренды и должен периодически связываться с сервером DHCP, чтобы продлить аренду. Этот механизм аренды гарантирует, что клиенты, которые перемещаются или выходят из строя, не сохраняют за собой адреса, которые им больше не нужны. По истечении срока аренды сервер DHCP возвращает адрес в пул, где он может быть перераспределен по мере необходимости.
Рассмотрим процесс получения адреса:
Когда клиент загружается (или хочет присоединиться к сети), он начинает четырехэтапный процесс для получения аренды. Он запускает процесс с широковещательным (broadcast) сообщением DHCPDISCOVER со своим собственным MAC-адресом для обнаружения доступных серверов DHCPv4. Поскольку у клиента нет способа узнать подсеть, к которой он принадлежит, у сообщения DHCPDISCOVER адрес назначения IPv4 адреса -255.255.255.255. А поскольку у клиента еще нет настроенного адреса IPv4, то исходный IPv4-адрес - 0.0.0.0.
Сообщение DHCPDISCOVER находит серверы DHCPv4 в сети. Поскольку клиент не имеет IPv4 информации при загрузке, он использует широковещательные адреса 2 и 3 уровня для связи с сервером.
Когда DHCPv4-сервер получает сообщение DHCPDISCOVER, он резервирует доступный IPv4-адрес для аренды клиенту. Сервер также создает запись ARP, состоящую из MAC-адреса клиента и арендованного IPv4-адреса DHCP сервер отправляет связанное сообщение DHCPOFFER запрашивающему клиенту, как одноадресная передача (unicast), используя MAC-адрес сервера в качестве исходного адреса и MAC-адрес клиента в качестве адреса доставки.
Когда клиент получает DHCPOFFER с сервера, он отправляет обратно сообщение DHCPREQUEST. Это сообщение используется как для получения, так и для продления аренды. Когда используется для получения аренды, DHCPREQUEST служит в качестве уведомления о принятии выбранных сервером параметров, которые он предложил, и отклонении предложения от других серверов. Многие корпоративные сети используют несколько DHCP серверов, и сообщение DHCPREQUEST отправляется в виде широковещательной передачи, чтобы информировать все серверы о принятом предложении.
При получении сообщения DHCPREQUEST сервер проверяет информацию об аренде с помощью ICMP-запроса на этот адрес, чтобы убедиться, что он уже не используется и создает новую ARP запись для аренды клиента, а затем отвечает одноадресным DHCPACK-сообщением. Это сообщение является дубликатом DHCPOFFER, за исключением изменения поля типа сообщения. Когда клиент получает сообщение DHCPACK, он регистрирует информацию и выполняет поиск ARP для назначенного адреса. Если ответа на ARP нет, клиент знает, что адрес IPv4 действителен и начинает использовать его как свой собственный.
Теперь рассмотрим, как происходит продление аренды адреса:
Когда срок аренды истек, клиент отправляет сообщение DHCPREQUEST непосредственно DHCP серверу, который первоначально предлагал адрес. Если DHCPACK не получен в течение определенного периода времени, то клиент передает другой DHCPREQUEST, чтобы один из других доступных серверов DHCPv4 мог продлить аренду.
При получении сообщения DHCPREQUEST сервер проверяет информацию об аренде, возвращая DHCPACK
Router-on-a-stick (роутер на палочке) - это термин, часто используемый для описания схемы, состоящей из маршрутизатора и коммутатора, которые соединены с использованием одного канала Ethernet, настроенного как 802.1Q транк. Стандарт 802.1Q используется для тегирования трафика, для передачи информации о принадлежности к VLAN. В этой схеме на коммутаторе настроено несколько VLAN и маршрутизатор выполняет всю маршрутизацию между различными сетями или VLAN (Inter-VLAN routing).
/p>
Хотя некоторые считают, что термин «маршрутизатор на палочке» звучит немного глупо, это очень популярный термин, который широко используется в сетях, где нет коммутатора 3-го уровня.
Также такую схему иногда называют “леденец” – lollypop. Находите некоторое сходство?
Пример
Наш пример основан на сценарии, с которым вы, скорее всего, столкнетесь при работе с сетями VoIP. Поскольку реализации VoIP требуют разделения сети передачи данных и сети голоса для маршрутизации пакетов между ними, вам необходим либо коммутатор 3-го уровня, либо маршрутизатор. Эта конфигурация обеспечивает доступность и стабильность VoIP, особенно в часы пик трафика в вашей сети.
Пакеты, передающиеся между VLAN маршрутизируются через один роутер, подключенный к коммутатору, используя один физический порт, настроенный как транк на обоих концах (коммутатор и маршрутизатор).
Этот пример покажет вам, как настроить маршрутизатор и коммутатор Cisco для создания между ними 802.1Q транка и маршрутизации пакетов между вашими VLAN.
Шаг 1 – Настройка коммутатора
Первым шагом является создание необходимых двух VLAN на нашем коммутаторе Cisco и настройка их с IP-адресом. Поскольку все коммутаторы Cisco содержат VLAN1 (VLAN по умолчанию), нам нужно только создать VLAN2.
Switch# configure terminal
Switch(config)# vlan2
Switch(config-vlan)# name voice
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)# interface vlan1
Switch(config-if)# ip address 192.168.10.2 255.255.255.0
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface vlan2
Switch(config-if)# ip address 192.168.20.2 255.255.255.0
Switch(config-if)# exit
Далее, нам нужно создать транк порт, который будет соединятся с маршрутизатором. Для этой цели мы выберем порт GigabitEthernet 0/1
Switch# configure terminal
Switch(config)# interface gigabitethernet 0/1
Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# spanning-tree portfast trunk
При помощи данных команд мы определили, что транк будет использовать инкапсуляцию 802.1Q, установили порт в режим транка и включили функцию portfast trunk spanning-tree, чтобы гарантировать, что порт будет пересылать пакеты немедленно при подключении к устройству, например, маршрутизатору. Внимание: команда spanning-tree portfast trunk не должна использоваться на портах, которые подключаются к другому коммутатору, чтобы избежать петель в сети.
Шаг 2 – Настройка маршрутизатора
Мы закончили с коммутатором и можем переходить к настройке конфигурации нашего маршрутизатора, чтобы обеспечить связь с нашим коммутатором и позволить всему трафику VLAN проходить и маршрутизироваться по мере необходимости.
Создание транка на порте маршрутизатора не сильно отличается от процесса, описанного выше - хотя мы транк на одном физическом интерфейсе, мы должны создать под-интерфейс (sub-interface) для каждого VLAN.
Router# configure terminal
Router(config)# interface gigabitethernet0/1
Router(config-if)# no ip address
Router(config-if)# duplex auto
Router(config-if)# speed auto
Router(config-if)# interface gigabitethernet0/1.1
Router(config-subif)# encapsulation dot1q 1 native
Router(config-subif)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Router(config-subif)# interface gigabitethernet0/1.2
Router(config-subif)# encapsulation dot1q 2
Router(config-subif)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
Чтобы сформировать транк с нашим коммутатором, необходимо создать один под-интерфейс для каждого VLAN, сконфигурированного на нашем коммутаторе. После создания под-интерфейса мы назначаем ему IP-адрес и устанавливаем тип инкапсуляции 802.1Q и указываем номер VLAN, к которому принадлежит под-интерфейс.
Например, команда encapsulation dot1q 2 определяет инкапсуляцию 802.1Q и устанавливает под-интерфейс на VLAN 2.
Параметр native который мы использовали для под-интерфейса gigabitethernet0/1.1, сообщает маршрутизатору, что нативный vlan - это VLAN 1. Это параметр по умолчанию на каждом коммутаторе Cisco и поэтому должен совпадать с маршрутизатором.
Для проверки можно использовать на роутере команду show vlans, где будут отображены созданные нами под-интерфейсы, а также при помощи команды show ip route в таблице маршрутизации мы должны увидеть наши под-интерфейсы.
Готово! Теперь при помощи роутера мы можем маршрутизировать файлы между разными VLAN.
Система хранения данных - это программно-аппаратное решение для надежного и безопасного хранения данных, а также предоставления гарантированного доступа к ним.
Так, под надежностью подразумевается обеспечение сохранности данных, хранящихся в системе. Такой комплекс мер, как резервное копирование, объединение накопителей в RAID массивы с последующим дублированием информации способны обеспечить хотя бы минимальный уровень надежности при относительно низких затратах. При этом также должна обеспечиваться доступность, т. е. возможность беспрепятственной и непрерывной работы с информацией для санкционированных пользователей. В зависимости от уровня привилегий самих пользователей, система предоставляет разрешение для выполнения операций чтения, записи, перезаписи, удаления и так далее.
Безопасность является, пожалуй, наиболее масштабным, важным и труднореализуемым аспектом системы хранения данных. Объясняется это тем, что требуется обеспечить комплекс мер, направленный на сведение риска доступа злоумышленников к данным к минимуму. Реализовать это можно использованием защиты данных как на этапе передачи, так и на этапе хранения. Также важно учитывать возможность самих пользователей неумышленно нанести вред не только своим, но и данным других пользователей.
Топологии построения систем хранения данных
Большинство функции, которые выполняют системы хранения данных, на сегодняшний день, не привязаны к конкретной технологии подключения. Описанные ниже методы используется при построении различных систем хранения данных. При построении системы хранения данных, необходимо четко продумывать архитектуру решения, и исходя из поставленных задач учитывать достоинства и недостатки, присущие конкретной технологии в конкретной ситуации. В большинстве случаев применяется один из трех видов систем хранения данных:
DAS;
NAS;
SAN.
DAS (Direct-attached storage) - система хранения данных с прямым подключением (рисунок ниже). Устройство хранения (обычно жесткий диск) подключается непосредственно к компьютеру через соответствующий контроллер. Отличительным признаком DAS является отсутствие какого-либо сетевого интерфейса между устройством хранения информации и вычислительной машиной. Система DAS предоставляет коллективный доступ к устройствам хранения, однако для это в системе должно быть несколько интерфейсов параллельного доступа.
Главным и существенным недостатком DAS систем является невозможность организовать доступ к хранящимся данным другим серверам. Он был частично устранен в технологиях, описанных ниже, но каждая из них привносит свой новый список проблем в организацию хранения данных.
NAS (Network-attached storage) - это система, которая предоставляет доступ к дисковому пространству по локальной сети (рисунок выше). Архитектурно, в системе NAS промежуточным звеном между дисковым хранилищем и серверами является NAS-узел. С технической точки зрения, это обычный компьютер, часто поставляемый с довольно специфической операционной системой для экономии вычислительных ресурсов и концентрации на своих приоритетных задачах: работы с дисковым пространством и сетью.
Дисковое пространство системы NAS обычно состоит из нескольких устройств хранения, объединенных в RAID - технологии объединения физических дисковых устройств в логический модуль, для повышения отказоустойчивости и производительности. Вариантов объединения довольно много, но чаще всего на практике используются RAID 5 и RAID 6 [3], в которых данные и контрольные суммы записываются на все диски одновременно, что позволяет вести параллельные операции записи и чтения.
Главными преимуществами системы NAS можно назвать:
Масштабируемость - увеличение дискового пространства достигается за счет добавления новых устройств хранения в уже существующий кластер и не требует переконфигурации сервера;
Легкость доступа к дисковому пространству - для получения доступа не нужно иметь каких-либо специальных устройств, так как все взаимодействие между системой NAS и пользователями происходит через сеть.
SAN (Storage area network) - система, образующая собственную дисковую сеть (рисунок ниже). Важным отличием является то, что с точки зрения пользователя, подключенные таким образом SAN-устройства являются обычными локальными дисками. Отсюда и вытекают основные преимущества системы SAN:
Возможность использовать блочные методы хранения - базы данных, почтовые данные,
Быстрый доступ к данным - достигается за счет использования соответствующих протоколов.
Системы резервного копирования данных
Резервное копирование - процесс создания копии информации на носителе, предназначенном для восстановления данных в случае их повреждения или утраты. Существует несколько основных видов резервного копирования:
Полное резервное копирование;
Дифференциальное резервное копирование;
Инкрементное резервное копирование.
Рассмотрим их подробнее.
Полное резервное копирование. При его применении осуществляется копирование всей информации, включая системные и пользовательские данные, конфигурационные файлы и так далее (рисунок ниже).
Дифференциальное резервное копирование. При его применении сначала делается полное резервное копирование, а впоследствии каждый файл, который был изменен с момента первого полного резервного копирования, копируется каждый раз заново. На рисунке ниже представлена схема, поясняющая работу дифференциального резервного копирования.
Инкрементное резервное копирование. При его использовании сначала делается полное резервное копирование, затем каждый файл, который был изменен с момента последнего резервного копирования, копируется каждый раз заново (рисунок ниже).
К системам резервного копирования данных выдвигаются следующие требования:
Надежность - обеспечивается использованием отказоустойчивого оборудования для хранения данных, дублированием информации на нескольких независимых устройствах, а также своевременным восстановлением утерянной информации в случае повреждения или утери;
Кроссплатформенность - серверная часть системы резервного копирования данных должна работать одинаково с клиентскими приложениями на различных аппаратно-программных платформах;
Автоматизация - сведение участие человека в процессе резервного копирования к минимуму.
Обзор методов защиты данных
Криптография - совокупность методов и средств, позволяющих преобразовывать данные для защиты посредством соответствующих алгоритмов.
Шифрование - обратимое преобразование информации в целях ее сокрытия от неавторизованных лиц. Признаком авторизации является наличие соответствующего ключа или набора ключей, которыми информация шифруется и дешифруется. Криптографические алгоритмы можно разделить на две группы:
Симметричное шифрование;
Асимметричное шифрование.
Под симметричным шифрованием понимаются такие алгоритмы, при использовании которых информация шифруется и дешифруется одним и тем же ключом. Схема работы таких систем представлена на рисунке ниже.
Главным проблемным местом данной схемы является способ распределения ключа. Чтобы собеседник смог расшифровать полученные данные, он должен знать ключ, которым данные шифровались. Так, при реализации подобной системы становится необходимым учитывать безопасность распределения ключевой информации для того, чтобы на допустить перехвата ключа шифрования.
К преимуществам симметричных криптосистем можно отнести:
Высокая скорость работы за счет, как правило, меньшего числа математических операций и более простых вычислений;
Меньшее потребление вычислительной мощности, в сравнении с асимметричными криптосистемами;
Достижение сопоставимой криптостойкости при меньшей длине ключа, относительно асимметричных алгоритмов.
Под асимметричным шифрованием понимаются алгоритмы, при использовании которых информация шифруется и дешифруется разными, но математически связанными ключами - открытым и секретным соответственно. Открытый ключ может находится в публичном доступе и при шифровании им информации всегда можно получить исходные данные путем применения секретного ключа. Секретный ключ, необходимый для дешифрования информации, известен только его владельцу и вся ответственность за его сохранность кладется именно на него. Структурная схема работы асимметричных криптосистем представлена на рисунке ниже.
Ассиметричные криптосистемы архитектурно решают проблему распределения ключей по незащищенным каналам связи. Так, если злоумышленник перехватит ключ, применяемый при симметричном шифровании, он получит доступ ко всей информации. Такая ситуация исключена при использовании асимметричных алгоритмов, так как по каналу связи передается лишь открытый ключ, который в свою очередь не используется при дешифровании данных.
Другим местом применения асимметричных криптосистем является создание электронной подписи, позволяющая подтвердить авторство на какой-либо электронный ресурс.
Достоинства асимметричных алгоритмов:
Отсутствует необходимость передачи закрытого ключа по незащищенного каналу связи, что исключает возможность дешифровки передаваемых данных третьими лицами,
В отличии от симметричных криптосистем, в которых ключи шифрования рекомендуется генерировать каждый раз при новой передаче, в асимметричной их можно не менять продолжительное время.
Подведём итоги
При проектировании таких систем крайне важно изначально понимать какой должен получиться результат, и исходя из потребностей тщательно продумывать физическую топологию сети хранения, систему защиты данных и программную архитектуру решения. Также необходимо обеспечить резервное копирование данных для своевременного восстановления в случае частичной или полной утери информации. Выбор технологий на каждом последующем этапе проектирования, зачастую, зависит от принятых ранее решений, поэтому корректировка разработанной системы в таких случаях, нередко, затруднительна, а часто даже может быть невозможно.