По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Протокол Syslog - это способ для сетевых устройств отправлять сообщения о событиях на сервер регистрации - обычно известный как Syslog сервер. Этот протокол поддерживается широким спектром устройств и может использоваться для регистрации различных типов событий. Например, маршрутизатор может отправлять сообщения о том, что пользователи подключаются через консоль, а веб-сервер может регистрировать события, в которых отказано в доступе.
Большинство сетевых устройств, таких как маршрутизаторы и коммутаторы, могут отправлять сообщения системного журнала. Кроме того, серверы *nix также могут генерировать данные системного журнала, как и большинство брандмауэров, некоторые принтеры и даже веб-серверы, такие как Apache. Серверы на базе Windows изначально не поддерживают Syslog, но большое количество сторонних инструментов позволяет легко собирать данные журнала событий Windows или IIS и пересылать их на сервер Syslog.
В отличие от SNMP, Syslog не может использоваться для «опроса» устройств для сбора информации. Например, SNMP имеет сложную иерархическую структуру, которая позволяет станции управления запрашивать у устройства информацию о таких вещах, как данные о температуре или доступное дисковое пространство. Это невозможно с Syslog - он просто отправляет сообщения в центральное место, когда инициируются определенные события.
Syslog серверы
Syslog - отличный способ объединить логи из нескольких источников в одном месте. Как правило, большинство серверов Syslog имеют несколько компонентов, которые делают это возможным.
Syslog слушатель: Syslog сервер должен получать сообщения, отправленные по сети. Процесс прослушивания собирает данные системного журнала, отправленные через 514 UDP порт. Как мы знаем UDP-сообщения не подтверждаются или не гарантируются, поэтому имейте в виду, что некоторые сетевые устройства будут отправлять данные Syslog через 1468 TCP порт для обеспечения доставки сообщений.
База данных: большие сети могут генерировать огромное количество данных syslog’а . Хорошие серверы будут использовать базу данных для хранения логов для быстрого поиска.
Программное обеспечение для управления и фильтрации: из-за больших объемов данных иногда бывает сложно найти конкретные записи в журнале. Решение состоит в том, чтобы использовать syslog сервер, который автоматизирует часть работы и позволяет легко фильтровать и просматривать важные сообщения журнала. Серверы должны иметь возможность генерировать оповещения, уведомления и алерты в ответ на выбранные сообщения, чтобы администраторы сразу узнавали, когда возникла проблема, и могли предпринять быстрые действия
Syslog сообщения
Сообщения системного журнала обычно содержат информацию, помогающую определить основную информацию о том, где, когда и почему был отправлен лог: IP-адрес, отметка времени и фактическое сообщение.
Системный журнал использует концепцию, называемое “facility”, чтобы идентифицировать источник сообщения на любом компьютере. Например, facility “0” будет сообщением ядра, а facility «11» будет сообщением FTP. Это восходит своими корнями к syslog'а UNIX. В большинстве сетевых устройств Cisco используются коды объектов «Local6» или «Local7».
Syslog сообщения также имеют поле уровня серьезности. Уровень серьезности указывает, насколько важным считается сообщение. Серьезность «0» является чрезвычайной ситуацией, «1» - это предупреждение, которое требует немедленных действий, а шкала продолжается вплоть до «6» и «7» - информационных и отладочных сообщений.
0
Emergency
Система не работоспособна
1
Alert
Система требует немедленного вмешательства
2
Critical
Состояние системы критическое
3
Error
Сообщения об ошибках
4
Warning
Предупреждения о возможных проблемах
5
Notice
Сообщения о нормальных, но важных событиях
6
Informational
Информационные сообщения
7
Debug
Отладочные сообщения
Недостатки syslog
У протокола syslog есть несколько недостатков.
Во-первых, проблема согласованности. Протокол Syslog не определяет стандартный способ форматирования содержимого сообщения - и существует столько же способов форматирования сообщения, сколько существует разработчиков. Некоторые сообщения могут быть удобочитаемыми, а некоторые нет. Syslog это не волнует - он просто предоставляет способ передачи сообщения.
Есть также некоторые проблемы, которые возникают из-за того, что syslog использует UDP в качестве транспорта - поэтому возможно потерять сообщения из-за перегрузки сети или потери пакетов.
Наконец, есть некоторые проблемы безопасности. В сообщениях syslog’а нет аутентификации, поэтому один компьютер может выдать себя за другой компьютер и отправить ложные события журнала. Он также подвержен повторным атакам.
Несмотря на это, многие администраторы считают, что syslog является ценным инструментом, и что его недостатки относительно незначительны.
Первая часть тут.
Вектор пути основан на хранении списка узлов, через которые проходит путь. Любой узел, который получает обновление с самим собой в пути, просто отбрасывает обновление, поскольку это не жизнеспособный путь. Рисунок 12 используется в качестве примера. На рисунке 12 каждое устройство объявляет информацию о местах назначения каждому соседнему устройству; для пункта назначения, прикрепленного к E:
E будет анонсировать F с самим собой в источнике, поэтому с путем [E], как B, так и D.
От B: B анонсирует F к A с путем [E, B].
Из D: D анонсирует F в C с путем [E, D].
От C: C анонсирует F к A с путем [E, D, C]
Какой путь предпочтет A? В системе вектора пути может быть ряд метрик, включая длину пути, предпочтения политики и т. д. Например, предположим, что есть метрика, которая устанавливается локально на каждом узле, переносимом с каждым маршрутом. Эта локальная метрика переносится между узлами, но никак не суммируется при прохождении через сеть, и каждый узел может устанавливать эту метрику независимо от других узлов (при условии, что узел использует одну и ту же метрику по отношению к каждому соседу). Например, локальная метрика E объявляется B, который затем устанавливает свою собственную локальную метрику для этого пункта назначения и объявляет результирующий маршрут A и т. д.
Чтобы определить лучший путь, каждый узел может затем
Отбросить любое место назначения с идентификатором локального узла в пути.
Сравнить метрику, выбрав наивысшую локальную метрику из полученных.
Сравнить длину пути, выбрав самый короткий из полученных.
Объявить только тот путь, который используется для пересылки трафика.
Примечание.Не имеет значения, выбирает ли каждый узел самую высокую или самую низкую метрику. Важно только то, что каждый узел выполняет одно и то же действие во всей сети. Однако при сравнении путей узел всегда должен выбирать более короткий путь.
Если каждый узел в сети всегда будет следовать этим трем правилам, то петля не образуется.
Например:
E объявляет F в B с путем [E] и метрикой 100.
B объявляет F к A с путем [E, B] и метрикой 100.
E объявляет F в D с путем [E] и метрикой 100.
D объявляет F в C с путем [E, D] и метрикой 100.
C объявляет F в A с путем [E, D, C] и метрикой 100.
У A есть два пути, оба с одинаковой метрикой, и, следовательно, будет использовано второе правило, чтобы выбрать один путь, который является наиболее коротким. В этом случае A выберет путь через [E, B]. A будет объявлять маршрут, который он использует, к C, но если C следует тому же набору правил, у него также будет два пути с доступной метрикой 100, один с путем [E, B, A], а второй с путем [E, D, C]. В этом случае должен быть механизм разрешения конфликтов, который C использует внутри для выбора между двумя маршрутами. Неважно, что это за механизм разрешения конфликтов, если он постоянно применяется в узле. Независимо от того, какой путь выберет C, трафик к F не будет закольцован. Предположим, однако, несколько иное стечение обстоятельств:
E объявляет F в B с путем [E] и метрикой 100.
B объявляет F к A с путем [E, B] и метрикой 100.
E объявляет F в D с путем [E] и метрикой 50.
D объявляет F в C с путем [E, D] и метрикой 50.
C объявляет F в A с путем [E, D, C] и метрикой 50.
У A есть два пути: один с метрикой 100, а другой с метрикой 50.
Следовательно:
A выберет более высокую из двух метрик, путь через [E, B], и объявит этот маршрут C
C выберет более высокую из двух метрик, путь через [E, B, A], и объявит этот маршрут D.
D выберет более высокий из двух метрик, путь через [E, B, A, C], и объявит этот маршрут E.
E отбросит этот маршрут, поскольку E уже находится на пути.
Следовательно, даже если метрика перекрывает длину пути в (почти) каждом узле, цикл не образуется.
Проблемы метрик
Каждый алгоритм, обсуждавшийся до этого момента, использовал одну метрику для вычисления путей без петель, за исключением вектора пути, а вектор пути использует две метрики очень ограниченным образом, причем одна всегда предпочтительнее другой. Путь, по сути, можно рассматривать как «фактор разрешения конфликтов», который вступает в игру только тогда, когда основная метрика, которая никак не связана с путем (поскольку она не суммируется шаг за шагом в сети), не соответствует предотвратить петлю. Некоторые протоколы могут использовать несколько метрик, но они всегда будут каким-то образом комбинировать эти метрики, поэтому для поиска путей без петель используется только одна комбинированная метрика. Почему?
С математической точки зрения, все методы, используемые для нахождения набора свободных от петель (или кратчайших) путей через сеть, разрешимы за полиномиальное или неэкспоненциальное время - или, скорее, они считаются проблемами класса P. Существует более широкий класс задач, содержащих P, который содержит любую задачу, решаемую с помощью (теоретической) недетерминированной машины Тьюринга. Среди NP-проблем есть набор задач, которые считаются NP-полными, что означает, что не существует известного эффективного способа решения проблемы. Другими словами, для решения проблемы необходимо перечислить все возможные комбинации и выбрать из этого набора наилучшее возможное решение.
Проблема с множественными метриками классифицируется как NP-complete, и, следовательно, хотя и разрешима, она никоим образом не решаема, что позволяет использовать ее в коммуникационных сетях, близких к реальному времени.
Алгоритмы непересекающихся путей
Рассмотрим ситуацию медицинской операции, выполняемой роботом, который следует за руками живого хирурга на другом конце света. Возможно, что для того, чтобы такая система работала, требуется, чтобы пакеты доставлялись от датчиков на руках хирурга к роботу в реальном времени, по порядку, с минимальным значением параметра jitter или без него, и никакие пакеты нельзя отбрасывать. Это один из примеров. Конечно, он может быть расширен для других различных ситуаций, включая финансовые системы и другие механические системы управления, где требуется доставка пакетов в реальном времени без сбоев.
В таких ситуациях часто требуется передать две копии каждого пакета, а затем позволить получателю выбрать пакет, наилучшим образом соответствующий характеристикам качества обслуживания (QoS) и потерям пакетов, необходимым для поддержки приложения. Однако все системы, рассмотренные до сих пор, могут найти только один путь без циклов и потенциально альтернативный путь (LFA и / или rLFA). Таким образом, с помощью алгоритмов непересекающихся путей решается следующая проблема:
Как можно построить пути в сети таким образом, чтобы они использовали наименьшее количество перекрывающихся ресурсов (устройств и каналов), насколько это возможно (следовательно, максимально непересекающиеся или максимально избыточные)?
В этой части лекций мы начнем с описания концепции двухсвязной сети, а затем рассмотрим два разных (но, казалось бы, связанных) способа вычисления непересекающихся топологий в двухсвязных сетях.
Двухсвязные сети
Двусвязная сеть - это любая сеть, в которой есть как минимум два пути между источником и местом назначения, которые не используют одни и те же устройства (узлы) или каналы (ребра). Обратите внимание на:
Сеть является двусвязной по отношению к определенному набору источников и пунктов назначения; большинство сетей не имеют двух соединений для каждого источника и каждого пункта назначения.
Небольшие блоки любой данной сети могут быть подключены двумя соединениями для некоторых источников и пунктов назначения, и эти блоки могут быть соединены между собой узкими одно- или двумя соединенными точками подключения.
Часто проще всего понять двусвязность на реальном примере. На рисунке 13 показана сеть, с выделенными блоками.
В блоке A есть как минимум два разных непересекающихся пути между X и F:
[X, A, B, E, F] и [X, C, F]
[X, A, B, F] и [X, C, F]
В блоке B есть одна пара непересекающихся путей из G в L: [G, K, L] и [G, H, L]. Непересекающихся путей к Z нет, так как этот узел односвязен. Между F и G также нет непересекающихся путей, так как они односвязны. Канал [F, G] можно рассматривать как узкую точку между этими двумя блоками топологии. В сети, показанной на рисунке 13, невозможно вычислить два непересекающихся пути между X и Z.
Алгоритм непересекающегося пути Суурбалле
В 1974 году Дж. Суурбалле опубликовал статью, описывающую, как использовать несколько запусков SPF-алгоритма Дейкстры для поиска нескольких непересекающихся топологий в сети. Алгоритм по существу вычисляет SPF один раз, удаляет подмножество линий, используемых в SPT, а затем вычисляет второй SPF по оставшимся линиям. Алгоритм Суурбалле труднее объяснить, чем проиллюстрировать на примере, поскольку он опирается на направленный характер связей, вычисляемых с помощью SPT. В качестве примеров используются рисунки 14-18.
На рисунке 14 показано состояние операций после завершения первого запуска SPF и вычисления начального SPT. Обратите внимание на стрелки направления на линиях. Не принято думать, что SPT является направленным, но на самом деле это так, когда каждая линия ориентирована в сторону от источника или корня дерева. Когда F вычисляет дерево обратно к X, оно также создает направленное дерево со стрелками, указывающими в противоположном направлении.
Ребра (или связи) на SPT называются ребрами дерева, а ребра (или связи), не входящие в результирующий SPT, называются ребрами не деревьев. На рис. 14 края дерева отмечены сплошным черным цветом со стрелками направления, а ребра не деревьев - более светлыми серыми пунктирными линиями.
Второй шаг показан на рисунке 15.
На рисунке 15 показано каждое звено с измененными затратами; каждая линия, которая была частью исходного SPT (каждое ребро дерева, показано сплошной линией), имеет две стоимости, по одной в каждом направлении, в то время как линии, которые изначально не были частью SPT (ребра, не входящие в состав дерева, показаны пунктирными линиями), имеют свои исходные расходы. Обратите внимание на стрелки, показывающие направление стоимости в каждом случае; это будет важно на следующем этапе расчета. Для расчета стоимости двух направленных линий для каждого ребра дерева:
Именуем один конец линии символом u, а другой конец линии символом v. Обратите внимание, что уравнение выполняется в обоих направлениях.
Вычтем стоимость источника до v из стоимости линии от u до v.
Добавим стоимость из источника к u.
Если источник s: d[sp](u,v) = d(u,v) ? d(s,v) + d(s,u)
По сути, это устанавливает стоимость ребер дерева равной 0, как можно увидеть, выполнив математические вычисления для ссылки [B, E]:
B - есть u, E - есть v, A - есть s
d(u,v) = 2, d(s,v) = 3, d(s,u) = 1
2 ? 3 + 1 = 0
Однако для всех ребер, не входящих в дерево, будет установлена некоторая (обычно большая) ненулевая стоимость. Для сети на рисунке 15:
Для линии [B, A] (примечание [A, B] не является линией в вычисляемом дереве направлений):
B - есть u, A - есть v, A - есть s
d(u,v) = 0, d(s,v) = 0, d(s,u) = 1
0 ? 0 + 1 = 1
Для линии [E,B]:
E – есть u, B – есть v, A - есть s
d(u,v) = 2, d(s,v) = 1, d(s,u) = 3
2 ? 1 + 3 = 4
Для линии [C,A]:
C – есть u, A – есть v, A – есть s
d(u,v) = 2, d(s,v) = 0, d(s,u) = 2
2 ? 0 + 2 = 4
Для линии [F,D]:
F – есть u, D – есть v, A – есть s
d(u,v) = 1, d(s,v) = 4, d(s,u) = 5
1 ? 4 + 5 = 2
Для линии [D,B]:
D – есть u, B – есть v, A – есть s
d(u,v) = 1, d(s,v) = 1, d(s,u) = 2
1 ? 1 + 2 = 2
Следующий шаг, показанный на рисунке 16, состоит в том, чтобы удалить все направленные ребра, указывающие на источник, который лежит вдоль исходного SPT к определенному месту назначения (в данном случае Z), изменить направление ребер с нулевой стоимостью (линий) вдоль этого же пути, а затем снова запустить SPF Дейкстры, создав второй SPT на той же топологии.
Возвращаясь к исходному SPT, путь от X до Z проходил по пути [A,B,D,F]. Таким образом, четыре ненулевых ребра (пунктирные линии), указывающие назад к источнику, А, вдоль этого пути были удалены. Вдоль того же пути [A, B,D,F] направление каждого ребра было изменено. Например, [A,B] первоначально указывало от A к B, а теперь указывает от B к A. Следующий шаг-запустить SPF по этому графику, помня, что трафик не может течь против направления линии. Полученное дерево показано на рисунке 17.
На рисунке 17 показано исходное дерево и вновь вычисленное дерево, наложенные на исходную топологию в виде двух различных пунктирных линий. Эти две топологии все еще имеют общую связь [B,D], так что они еще не совсем разобщены. В этой точке есть два кратчайших пути от X до Z:
[A,B,D,F]
[A,C,D,B,E,F]
Эти два графа объединяются, образуя набор ребер, и любые связи, которые включены в оба графа, но в противоположных направлениях, отбрасываются; комбинированный набор выглядит так: [A->B, B->E, E->F, A->C, C->D, D->F]
Обратите внимание на направленность каждой линии связи еще раз - очень важно отсечь перекрывающуюся линию, которая будет указана как [B-> D] и [D-> B]. С помощью этого подмножества возможных ребер на графе можно увидеть правильный набор кратчайших путей: [A, B, E, F] и [A, C, D, F].
Алгоритм Суурбалле сложен, но показывает основные моменты вычисления непересекающихся деревьев, в том числе то, насколько сложно их вычислить.
Максимально избыточные деревья
Более простой альтернативой алгоритму Суурбалла для вычисления непересекающихся деревьев является вычисление максимально избыточных деревьев (Maximally Redundant Trees-MRT). Чтобы лучше понять MRT - это изучить Depth First Search (DFS), особенно нумерованный DFS. Рисунок 18 используется в качестве иллюстрации.
На рисунке 18 левая сторона представляет простую топологию. Правая-ту же топологию, которая была пронумерована с помощью DFS. Предполагая, что алгоритм DFS, используемый для «обхода» дерева, всегда выбирает левый узел над правым, процесс будет выглядеть примерно так:
01 main {
02 dfs_number = 1
03 root.number = dfs_number
04 recurse_dfs(root)
05 }
06 recurse_dfs(current) {
07 for each neighbor of current {
08 child = left most neighbor (not visited)
09 if child.number == 0 {
10 dfs_number++
11 child.number = dfs_number
12 if child.children > 0 {
13 recurse_dfs(child)
14 }
15 }
16 }
17 }
Лучший способ понять этот код-пройти рекурсию несколько раз, чтобы увидеть, как она работает. Используя рисунок 18:
При первом вызове recurse_dfs в качестве текущего узла устанавливается A или root.
Оказавшись внутри recurse_dfs, выбирается крайний левый узел A или B.
B не имеет номера при входе в цикл, поэтому оператор if в строке 09 верен.
B назначается следующий номер DFS (строка 11).
У B есть дочерние элементы (строка 12), поэтому recurse_dfs вызывается снова с B в качестве текущего узла.
Оказавшись внутри (второго уровня) recurse_dfs, выбирается крайний левый сосед B, которым является E.
E не имеет номера DFS, поэтому оператор if в строке 09 верен.
E назначается следующий номер DFS (3)
E не имеет дочерних элементов, поэтому обработка возвращается к началу цикла.
F теперь является крайним левым соседом B, который не был посещен, поэтому он назначен дочернему элементу.
F не имеет числа, поэтому оператор if в строке 09 верен.
F назначается следующий номер DFS (4).
У B больше нет дочерних элементов, поэтому цикл for в строке 07 завершается ошибкой, и программа recurse_dfs завершается.
Однако на самом деле recurse_dfs не выходит - он просто «возвращается» к предыдущему уровню рекурсии, то есть к строке 14. Этот уровень рекурсии все еще обрабатывает соседей A.
C - следующий сосед A, который не был затронут, поэтому дочерний элемент установлен в C.
И так далее
Изучение номеров узлов в правой части рисунка 18 приводит к следующим интересным наблюдениям:
Если A всегда следует за возрастающим числом, чтобы достичь D,оно будет следовать по пути [A, C,G,D].
Если D всегда следует за уменьшающимся числом DFS, чтобы достичь A,он будет следовать по пути [D, A].
Эти два пути на самом деле не пересекаются.
Это свойство сохраняется для всех топологий, которым были присвоены номера в результате поиска DFS: путь, следующий за постоянно увеличивающимися числами, всегда будет не пересекаться с путем, который всегда следует за убывающими числами. Это именно то свойство, на котором MRT строят непересекающиеся пути. Однако проблема с нумерацией DFS заключается в том, что это трудно сделать почти в реальном времени. Должен быть какой-то избранный корень, трафик на локальном уровне неоптимален (во многом как Minimum Spanning Tree или MST), и любые изменения в топологии требуют перестройки всей схемы нумерации DFS. Чтобы обойти эти проблемы, MRT строит непересекающиеся топологии, используя тот же принцип, но другим способом. Рисунок 19 используется для пояснения.
Первым шагом в построении MRT является поиск короткого цикла в топологии от корня (обычно эти петли обнаруживаются с помощью алгоритма SPF Дейкстры). В этом случае в качестве корня будет выбран A, а цикл будет [A, B, C, D]. Этот первый цикл будет использоваться как первая из двух топологий, скажем, красная топология. Обращение цикла к [A, D, C, B] создает непересекающуюся топологию, скажем, синюю топологию. Эта первая пара топологий через этот короткий цикл называется «ухом».
Для расширения диапазона МРТ к первому добавляется второе ухо. Для этого открывается второй цикл, на этот раз через [A, D, F, E, B], а непересекающаяся топология - [A, B, E, F, D]. Возникает вопрос: какое из этих двух расширений топологии следует добавить к красной топологии, а какое - к синей? Здесь вступает в игру форма нумерации DFS.
Каждому устройству в сети уже должен быть назначен идентификатор либо администратором, либо через какой-либо другой механизм. Эти идентификаторы должны быть уникальными для каждого устройства. В схеме нумерации DFS также существует концепция нижней точки, которая указывает, где на конкретном дереве прикрепляется этот узел, а также какие узлы присоединяются к дереву через этот узел.
Учитывая эти уникальные идентификаторы и возможность вычислять нижнюю точку, каждый узел в сети может быть упорядочен так же, как ему был присвоен номер в процессе нумерации DFS. Ключ в том, чтобы знать, как порядок соответствует существующей красной и синей топологиям. Предположим, что нижняя точка B выше, чем C, если топология [A, B, C, D] является частью красной топологии. Для любого другого «уха» или петли в топологии, которая проходит через B и C, направление «уха», в котором B меньше C, должно быть помещено в красную топологию. Петля в обратном направлении должна быть размещена на синей топологии. Это объяснение является довольно поверхностным, но оно дает вам представление о том, как MRT образуют непересекающиеся топологии.
Двусторонняя связь
В этой и предыдущей лекциях было описано несколько различных способов вычисления пути без петель (или набора непересекающихся путей) через сеть. В каждом из этих случаев вычисленный путь является однонаправленным - от корня дерева до краев или достижимых мест назначения. Фактически, обратного пути не существует. Другими словами, источник может иметь возможность достичь пункта назначения по пути без петель, но может не быть обратного пути от пункта назначения к источнику. Это может быть необычный режим отказа в некоторых типах каналов, результат фильтрации информации о доступности или ряд других ситуаций в сети.
Примечание. Двусторонняя связь не всегда нужна. Рассмотрим, например, случай с подводной лодкой, которая должна получать информацию о своей текущей задаче, но не может передавать какую-либо информацию, не раскрывая своего текущего местоположения. Желательна возможность отправлять пакеты устройствам, расположенным на подводной лодке, даже если к ним нет двусторонней связи. Плоскости управления должны быть модифицированы или специально спроектированы для обработки такого необычного случая, поскольку обычно для правильной работы сети требуется двустороннее соединение.
Еще одна проблема, с которой должны столкнуться плоскости управления в области вычислительных трактов, - это обеспечение сквозной двусторонней связи.
Уровень управления может решить эту проблему несколькими способами:
Некоторые плоскости управления просто игнорируют эту проблему, что означает, что они предполагают, что какой-то другой протокол, например транспортный протокол, обнаружит это состояние.
Плоскость управления может проверить наличие этой проблемы во время расчета маршрута. Например, при вычислении маршрутов с использованием алгоритма Дейкстры можно выполнить проверку обратной связи при вычислении путей без петель. Выполнение этой проверки обратной линии связи на каждом этапе вычислений может гарантировать наличие двусторонней связи.
Плоскость управления может предполагать двустороннюю связь между соседями, обеспечивая сквозную двустороннюю связь. Плоскости управления, которые выполняют явные проверки двусторонней связи для каждого соседа, могут (как правило) безопасно предполагать, что любой путь через этих соседей также поддерживает двустороннюю связь.
Допустим нам нужно отправить почтой посылку куда-то в Лондон. Что мы делаем? Идем в почту, берём специальный бланк и заполняем соответствующие поля. Отправитель Вася Пупкин, адрес: ул. Тверская, дом 40, кв. 36., Москва, Россия. Кому: Шерлок Холмс, Baker Street 221B, London, United Kingdom. То есть мы отправили посылку конкретному лицу, проживающему по конкретному адресу. Как и в реальном мире, в мире информационных технологий тоже есть своя адресация. В данном случае получателем выступает компьютер, за которым закреплён соответствующий IP адрес. IP aдрес это уникальный идентификатор устройства, подключённого к локальной сети или интернету.
p>
Видео про IP - адрес
На данный момент существуют две версии IP адресов: IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6). Смысл создания новой версии заключается в том, что IP адреса в 4-ой версии уже исчерпаны. А новые устройства в сети появляются с огромной скоростью и им всем нужно выделать свой уникальный адрес.
IPv4 представляет собой 32-битное двоичное число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. Но так как компьютеры понимают только двоичную систему исчисления, то указанный адрес преобразуют в двоичную форму - 11000000 10101000 00000000 00000000.
Длина же IPv6 адресов равна 128-битам. IPv6 адрес представляется в виде строки шестнадцатеричных цифр, разделенной двоеточиями на восемь групп, по 4 шестнадцатеричных цифрр в каждой. Например: 2003:00af:café:3daf:1000:edaf:1001:afad. Каждая группа равна 16 битам в двоичном представлении.
IP адреса принято делить на публичные и приватные. Публичный адрес это адрес, который виден в Интернете. Все сайты в глобальной сети имеют публичный или "белый" IP адрес. Для merionet.ru он равен 212.193.249.136. Да и ваш компьютер тоже имеет публичный адрес, который можете просмотреть либо на роутере, либо на специальных сайтах, например 2ip.ru. Но в вашем случае под одним IP адресом в Интернет могут выходить 10, 50, 100 пользователей из вашей же сети. Потому что на самом деле это адрес не конкретного компьютера в сети, а маршрутизатора, через который вы выходите в сеть. Публичные адреса должны быть уникальны в пределах всего Интернета.
Приватные же адреса это такой тип адресов, которые используют в пределах одной локальной сети и не маршрутизируются в Интернет. Существуют следующие диапазоны приватных IP адресов: 10.0.0.0-10.255.255.255, 172.16.0.0-172.31.255.255, 192.168.0.0-192.168.255.255. Посмотреть свой локальный приватный адрес можете либо в свойствах сетевого адаптера, либо в командной строке набрав команду ipconfig.
В начале зарождения Интернета IP адреса было принято делить на классы:
Класс
Начальный IP
Конечный IP
Число сетей
Число хостов
Класс A
0.0.0.0
127.255.255.255
126
16777214
Класс B
128.0.0.0
191.255.255.255
16382
65536
Класс C
192.0.0.0
223.255.255.255
2097150
254
Класс D
224.0.0.0
239.255.255.255
Класс E
240.0.0.0
254.255.255.255
При этом адрес 0.0.0.0 зарезервирован, он назначается хосту, когда он только что подключен к сети и не имеет IP адреса. Если в сети имеется DHCP сервер, то хост в качестве адреса источника отправляет адрес 0.0.0.0. Адрес 255.255.255.255 это широковещательный адрес. А адреса начинающиеся на 127 зарезервированы для так называемой loopback адресации.
Адреса класса D зарезервированы для мультикаст соединений, адреса класса E для исследований (не только крысы страдают от исследований).
IP адрес хоста имеет две части адрес сети и адрес узла. Где адрес сети, а где адрес узла - определяется маской сети. Маска сети это 32-битное число, где подряд идущие биты всегда равны 1. На самом деле каждое десятичное число IP адреса - это не что иное, как сумма степеней числа 2. Например, 192 это 1100000. Чтобы получить это значение переводим десятичное число в двоичное. Хотя это азы информатики, но подойдет любой калькулятор, даже встроенный в Windows:
А теперь посмотрим как мы получаем 192 из суммы степеней двойки:
1 * 27+1*26+0*25+0*24+0*23+0*27+0*21+0*20 = 1*27+1*26 = 128 + 64 = 192. И так каждый октет может включать в себя следующие числа:
128 64 32 16 8 4 2 1. Если в IP адресе есть место одной из указанных чисел, то в двоичном представлении на месте этого числа подставляется 1, если нет 0. В маске сети все подряд идущие биты должны быть равны 1.
Первый октет
Второй октет
Третий октет
Четвёртый октет
255
255
255
0
11111111
11111111
11111111
00000000
Принадлежность адреса классу определяется по первым битам. Для сетей класса A первый бит всегда равен 0, для класса B 10, для класса С 110.
При классовой адресации за каждым классом закреплена своя маска подсети. Для класса А это 255.0.0.0, класса B 255.255.0.0, а для класса C 255.255.255.0.
Но со временем стало ясно, что классовая адресация не оптимально использует существующие адреса. Поэтому перешли на бесклассовую адресацию, так называемую Classless Inter-Domain Routing (CIDR), где любой подсети можно задать любую маску. Отличную от стандартной. При это, маску подсети можно увеличивать, но никак не уменьшать. Наверное не раз встречали адреса типа 10.10.121.25 255.255.255.0. Этот адрес по сути является адресом класса А, но маска относится к классу C.
Но даже в случае бесклассовой адресации наблюдается перерасход IP адресов. В маленьких сетях, где всего один отдел с 40-50 компьютерами это не очень заметно. Но в больших сетях, где нужно каждому отделу выделить свой диапазон IP адресов этот вопрос стоит боком. Например, бухгалтерии вы выделили сеть с адресом 192.168.1.0/24, а там всего 25 хостов. В указанной сети же 254 адресов. Значит 229 адреса остаются не используемыми.
На самом деле здесь 256 адресов, но первый 192.168.1.0 является адресом сети, а последний 192.168.1.255 широковещательнымадресом. Итого в распоряжении администратора всего 254 адреса. Существует формула расчета количества хостов в указанной сети. Выглядит она следующим образом:
H=2n 2
Где H число хостов, n число бит отведенных под номер хоста. Например, 192.168.1.0 маска 255.255.255.0. Здесь первый 24 бит определяют номер сети, а оставшиеся 8 бит номер хоста. Исходя из этого, H=28-2 = 254.
Тут и вспоминаем про деление сетей на подсети. Кроме экономии адресного пространства, сабнеттинг дает еще и дополнительную безопасность. Трафик между сетями с разной маской не ходит, а значит пользователи одной подсети не смогут прослушать трафик пользователей в другой. Это еще и упрощает управление разрешениями в сети, так как можно назначать списки доступа и тем самым ограничивать доступ пользователей в критически важные сегменты сети.
С другой стороны, сегментирование сети позволяет увеличивать количество широковещательных доменов, уменьшая при этом сам широковещательный трафик.
В сегментировании сети используется такой подход как маска подсети с переменной длиной VLSM (Variable Length Subnet Mask). Суть состоит в том, что вам выделяют диапазон IP адресов, и вы должны распределить их так, чтобы никто не мог проснифить трафик другого и всем досталось хотя бы по одному адресу.
Выделением блоков IP адресов занимается организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority ). Она делегирует права региональным регистраторам, которые в свою очередь выделяют блоки адресов национальным. Например, региональным регистратором для Европы является RIPE. А последние в свою очередь делят адреса, имеющиеся у них, между провайдерами.
Например, нам выделили адрес 192.168.25.0 с маской подсети 255.255.255.0.
Маску подсети можно указывать сокращенно: 192.168.25.0/24. 24 это число единиц в маске.
Нам как администраторам предприятия предстоит разделить их между четырьмя отделами, в которых по 50 хостов. Начинаем вычисления. Нам нужно 5 * 50 = 250 уникальных адресов. Но основная задача, пользователи должны быть в разных подсетях. Значит необходимо четыре подсети. Для определения количества подсетей в сети есть специальная формула:
N = 2n
Где N число подсетей, а n число бит заимствованных из хостовой части IP адреса. В нашем случае мы пока не позаимствовали ничего значить подсеть всего одна: 20 = 1. Нам же нужно четыре подсети. Простая математика нам подсказывает, что должны позаимствовать минимум 2 бита: 22 = 4. Итак, маска у нас становиться 255.255.255.192 или /26. Остальные 6 битов нам дают количество адресов равных 64 для каждой подсети, из которых доступны 62 адреса, что полностью покрывает нужду наших подсетей:
Сеть №
Число хостов
Маска подсети
Первый IP
Последний IP
Номер подсети
Широковещательный адрес
Сеть 1
50
255.255.255.192
192.168.25.1
192.168.25.62
192.168.25.0
192.168.25.63
Сеть 2
50
255.255.255.192
192.168.25.65
192.168.25.126
192.168.25.64
192.168.25.127
Сеть 3
50
255.255.255.192
192.168.25.129
192.168.25.190
192.168.25.128
192.168.25.191
Сеть 4
50
255.255.255.192
192.168.25.193
192.168.25.254
192.168.25.192
192.168.25.255
Тестировать будем в виртуальной среде Cisco Packet Tracer. Как видно из рисунка, здесь три разных хоста маски у всех одинаковые, но маршруты по умолчанию разные. По умолчанию, трафик между всеми этими подсетями идет, так как у нас в сети существует маршрутизатор, который занимается передачей трафика из одной подсети в другую. Чтобы ограничить трафик нужно прописать соответствующие списки доступа Access Lists. Но мы не будем заниматься этим сейчас, так как тема статьи совсем другая.
Чтобы определить к какой подсети относится хост, устройство выполняет операцию побитового "И" между адресом узла и маской подсети. Побитовое "И" это бинарная операция, действие которой эквивалентно применению логического "И" к каждой паре битов, которые стоят на одинаковых позициях в двоичных представлениях операндов. Другими словами, если оба соответствующих бита операндов равны 1, результирующий двоичный разряд равен 1; если же хотя бы один бит из пары равен 0, результирующий двоичный разряд равен 0.Покажем на примере:
192
168
1
125
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
255
255
255
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
192
168
1
0
На рисунке выше маска подсети для всех сетей одинаковая 255.255.255.192. Но давайте представим ситуацию, когда у нас подсетей так же 4, но количество хостов разное:
Сеть 1
120
Сеть 2
60
Сеть 3
25
Сеть 4
12
В принципе, можно оставить и предыдущую маску, но мы провайдер, у нас много клиентов и мы не можем позволить себе тратить IP адреса впустую. Итак, в первой сети на нужно 120 IP адресов, значит маска сети должна быть где-то в районе 120. Мы могли бы выбрать маской 120, но это невозможно, так как 120 не является степенью двойки, поэтому выбираем 128. Для второй подсети первая доступная маска 64. Но так как первые 128 адресов выделены под Сеть 1, то выбираем следующие 64 адреса, а маска будет 192, потому что именно эта маска даст нам нужное количество адресов. Третья сеть у нас состоит из 25 хостов. Ближайший возможный блок адресов это 32. А маска 224 как раз даст эти 32 адреса. В четвёртой же сети нам нужно 16 адресов. Маска будет равна 240.
Лайфхак: Чтобы быстро вычислить маску подсети из количества доступных адресов вычитываем необходимое. Например, в этой подсети 256 адресов, нам нужно 32 адреса. Производим простое вычисление: 256 32 = 224. Это число и будет в последнем октете.
Сеть №
Число хостов
Маска подсети
Первый IP
Последний IP
Номер подсети
Широковещательный адрес
Сеть 1
120
255.255.255.128
192.168.25.1
192.168.25.126
192.168.25.0
192.168.25.127
Сеть 2
60
255.255.255.192
192.168.25.129
192.168.25.190
192.168.25.128
192.168.25.191
Сеть 3
25
255.255.255.224
192.168.25.193
192.168.25.222
192.168.25.192
192.168.25.223
Сеть 4
12
255.255.255.240
192.168.25.225
192.168.25.238
192.168.25.224
192.168.25.239
А сейчас каждому интерфейсу маршрутизатора присвоен IP подсетей с масками разной длины. При этом в каждой подсети у нас остались как минимум 2 свободных адреса на случай добавления новых хостов.
На самом деле в сети уже есть готовые таблицы, где уже произведены все подсчеты и прописаны маски для разных сетей. Но умение самому вычислять не помешает, так как на экзаменах по сетевой сертификации попадаются такие задания.