Фундаментальные знания, необходимые всем инженерам
Обучение с 0 до продвинутого уровня
Подходит при любом уровне подготовки, и для новичков, и для инженеров с многолетним опытом.
Понятный язык
То, что сложно преподают в ВУЗах, в курсе переведено на человеческий язык и показано на практических примерах.
Универсальные знания
Программа курса не привязана к конкретному производителю или программному обеспечению.
Цель — построить прочный теоретический фундамент для практической работы в компьютерных сетях
Вы будете точно знать, что и зачем делаете, без костылей и перебора вариантов. В программе курса использована информация из актуальных стандартов RFC: RFC 768 (UDP), RFC 791 (IPv4), RFC 792 (ICMP), RFC 826 (ARP), RFC 2131 (DHCP), RFC 3022 (NAT), RFC 9293 (TCP) и многих других.
Демонстрации и лабораторные работы покажут, как работают технологии «в режиме реального времени»
Лабораторные работы будут преимущественно в Wireshark. Начиная с простых вроде «Изучите содержимое отдельного кадра», до выгрузки дампа по которому надо будет найти аномалию или проблему в сети. Также для курса записаны практические демонстрации на «живом» оборудовании.
Только та теория, без которой невозможна практика
Пример: реальная, практическая ситуация. Сможете ли вы решить проблему = ответить на вопросы в приведенной задаче? После курса — точно сможете.
Запрос;Придя с утра на работу, сотрудник обнаружил, что у него на ПК нет сети.
Диагностика;
1; Командная строка Windows показывает, что DHCP-клиент не может получить IP-адрес от DHCP-сервера.
2; DHCP-клиент успешно получает IP-адреса от любых других DHCP-серверов.
3; DHCP-сервер успешно выдает настройки любым другим DHCP-клиентам.
4; Сделан дамп Wireshark, скриншот приведен ниже.
Настройки;
1; DHCP-сервер также является и шлюзом.
2; Время аренды настроек – 8 часов.
3; Выдача IP-адресов происходит только из пула адресов, свободные адреса в пуле есть.
4; Статические привязки по MAC-адресу не используются.
Примечание; На оборудовании в сети отсутствуют какие-либо настройки, которые могли бы создавать проблему и которые нельзя было бы установить из скриншота или из описания.
Вопросы;
1; В чем заключается первоначальная проблема?
2; Каким образом была обнаружена первоначальная проблема?
3; Какое устройство пытается разрешить первоначальную проблему?
4; Каким образом происходит попытка разрешения первоначальной проблемы?
5; Какое из устройств является виновником второй проблемы, из-за которой не удается разрешить первоначальную проблему?
ОЧНАЯ ГРУППА В МОСКВЕ 27-30 АПРЕЛЯ 2023 г. «Архитектура современных компьютерных сетей»
Стоимость участия:
при оплате с 27 марта по 2 апреля включительно 21 000 руб.
с 3 по 16 апреля - 23000 руб. с 17 по 23 апреля - 25000 руб.
27-30 апреля 2023 г. (с четверга по воскресенье включительно) с 10.00 до 19.00
Место:
Москва, Сельскохозяйственная ул., д. 17к6 (ближайшее метро Ботанический сад) Гостиница Турист, Конференц-зал Конгресс.
В стоимость включены перекусы и горячие ланчи. С собой необходимо принести ноутбук.
Полное содержание углубленного курса «Архитектура современных компьютерных сетей»
Подробное описание программы дополнительного образования, оформленное в соответствии с требования Министерства образования РФ (.pdf, 826 КБ) — скачать тут.
Описание курса по модулям.
Модуль содержит учебный материал по математике, физике и электротехнике в объеме, необходимом для успешного изучения других модулей.
В модуле даются базовые знания по устройству компьютерных сетей для того, чтобы понять упрощенный принцип их работы. Многие из тем будут повторно разбираться в следующих модулях более детально.
История развития компьютерных сетей Основные определения, используемые в компьютерных сетях Преимущества использования сетевой инфраструктуры Классификация сетей
По типу передаваемой информации
По количеству подключенных устройств
Отличительные свойства локальных сетей Основное сетевое оборудование Простые схемы компьютерных сетей Физическая и логическая топологии Топологии
Шина
Кольцо
Звезда
Расширенная (иерархическая) звезда
Последовательное подключение
Полносвязанная топология
Ячеистая топология
Смешанная топология
Основные виды сетевых ресурсов Виды архитектур
Терминал – главный компьютер
Одноранговая архитектура
Клиент-сервер
Варианты значения слова «сервер» Виды операционных систем Основы передачи данных
Аналоговая и цифровая передача данных
Кодирование
Ошибки и помехи
Среды передачи данных
Активное и пассивное сетевое оборудование
Способы передачи данных
Способы связи
Коммутация каналов и коммутация пакетов Мультиплексирование и демультиплексирование Адресация
Виды адресов по способу получения
Виды адресов по уровню модели OSI
Смена адресов отправителя и получателя
Стандартизация и международные организации
Открытая система
Стандарт
Международные организации
Эталонные сетевые модели
Семиуровневая эталонная модель OSI
Задачи, решаемые разными уровнями
Модель OSI и типы данных
Заблуждения о модели OSI
Четырехуровневая эталонная модель TCP/IP
Модель для сетевых специалистов
Сравнение разных сетевых моделей
Инкапсуляция
Инкапсуляция в TCP/IP
Обрабатываемые уровнями данные
Протокольная единица данных
Содержимое заголовков
Определение пути
Статическое и динамическое определение пути
Возможные параметры определения пути
Сходимость
Метрика пути
Определение пути и модель OSI
Петля
Коммутация
Назначение коммутации
Коммутатор
MAC-адрес
Форматы записи MAC-адреса
Таблица коммутации
Пример записей в таблице коммутации
IP-адресация
Минимальный набор IP-параметров компьютера
IP-адрес
Формат записи IPv4-адреса
Маска сети
Форматы записи маски сети
Разбиение на подсети с помощью маски
Упрощенное вычисление разбиения на подсети с помощью масок /8, /16, /24
Назначение IP-адресов
IP-адрес сети
Широковещательный IP-адрес
Шлюз
DNS-сервер
Маршрутизация
Назначение маршрутизации
Маршрутизатор
Таблица маршрутизации
Маршрут
Маршрут по умолчанию
Шлюз
Сравнение
MAC-адресов и IPv4-адресов
Коммутации и маршрутизации
Коммутаторов и маршрутизаторов
Сетевое оборудование и уровни модели OSI, на которых оно работает Коллизии Домены
Виды доменов
Виды доменов на сетевом оборудовании
Основные сетевые процессы, происходящие на сетевом оборудовании
Назначение физического уровня Физические среды передачи данных Разделяемая и неразделяемая среда передачи данных Виды процессов на физическом уровне Основные определения Передатчик, приемник, усилитель сигнала, регенератор сигнала Мощность передатчика и чувствительность приемника Активное и пассивное сетевое оборудование Затухание
Затухание в физике и в связи
Расчет затухания в связи
Погонное затухание
Измерение значения затухания
Полоса пропускания Диапазон частот полосы пропускания Пропускная способность Искажение передаваемых данных
Ошибки
Интенсивность битовых ошибок
Помехи
Внутренняя и внешняя помехи
Регулярная и случайная помехи
Прочие классификации помех
Отношение «сигнал/шум»
Скорость передачи данных
Такт
Скорость изменения сигнала
Скорость передачи информации
Рост скорости передачи информации
Скорости передачи данных на разных уровнях модели OSI
Кодирование
Кодирование
Частные случаи кодирования
Ширина спектра информационного сигнала
Цели выбора способа кодирования
Варианты синхронизации
Информационный параметр сигнала
Кодирование дискретных данных дискретными сигналами
Код 4B/5B
Скремблирование
Код 2B1Q
Технические решения 1000BASE-T
Категории витой пары, полосы частот, скорости и расстояния
Кодирование дискретных данных аналоговыми сигналами
Модуляция и манипуляция
Виды сигналов
Изменение сигнала
Варианты манипуляций
Амплитудная модуляция
Частотная модуляция
Фазовая модуляция
Амплитудно-фазовая модуляция на примере 16-QAM
Способы мультиплексирования
Мультиплексирование с разделением по времени (TDM)
Мультиплексирование с разделением по частоте (FDM)
Мультиплексирование со спектральным разделением (WDM)
Коаксиальный кабель
Устройство коаксиального кабеля
Виды компьютерных коаксиальных кабелей
«Тонкий» кабель
«Толстый» кабель
Твинаксиальный кабель
Устройство сетей с разделяемой средой передачи данных на базе коаксиального кабеля
Кабель на основе витой пары
Устройство витой пары категории 5e
Категории витой пары и типы кабелей
Маркировка кабелей на основе витой пары
Разъемы 8P8C, GG45, TERA
Обжим кабелей на основе витой пары
Измерения в кабелях на базе витой пары
Приборы для тестирования и сертификации медных кабельных систем
Первичные электрические параметры витой пары
Эквивалентная схема витой пары
Емкость и сопротивление проводников
Погонные характеристики
Согласование сопротивлений
Скорость распространения сигнала
Задержка распространения сигнала
Вносимые потери
Возвратные потери
Переходное затухание
Переходное затухание на ближнем конце (NEXT)
Переходное затухание на дальнем конце (FEXT)
Суммарные перекрестные наводки на ближнем конце (PS-NEXT)
Суммарные перекрестные наводки на дальнем конце (PS-FEXT)
Зависимости в перекрестных наводках
Отношение «сигнал/шум» (ACR-N)
Приведенная перекрестная наводка на дальнем конце (ACR-F)
Прочие возможные параметры
Волоконно-оптические линии связи
Волоконный световод
Основные определения
Упрощенная схема ВОЛС
Сравнение оптических и медных систем
Устройство простого оптического кабеля
Разновидности оптических кабелей
Характеристики оболочек кабелей
Оптическая плотность
Назначение сердцевины и оболочки
Принцип передачи света в световоде
Мода
Направляемая
Вытекающая
Излучаемая
Полное внутреннее отражение
Апертурный угол
Одномодовые и многомодовые волоконные световоды
Показатель преломления
Ступенчатые и градиентные световоды
Классы оптических волокон
Окна прозрачности волоконных световодов
Оптические патч-корды
Корпусы оптических разъемов
Функции оптических разъемов
Технические требования к разъемам
Обратное отражение
Полировка оптических разъемов
Совместимость полировок
Маркировка оптических патч-кордов
Монтаж, измерение и тестирование ВОЛС
Структурированные кабельные системы (СКС)
Физические элементы СКС
Логические элементы СКС
Проблемы с кабельной системой и их причины Протокол Ethernet на физическом уровне модели OSI Medium Dependent Interface (MDI)
MDI, MDI-X, Auto MDI-X
Прямой и кроссоверный кабели
Выбор скорости и способа связи
Link Pulse
Алгоритм выбор скорости и способа связи
Ошибка автосогласования по IEEE
Потенциальные проблемы
Прочие технологии физического уровня Активное и пассивное сетевое оборудование физического уровня
Назначение канального уровня Подуровни канального уровня MAC-адрес
Что такое MAC-адрес
Формат записи MAC-адреса
Виды MAC-адресов
Глобальный и локальный адрес
Одноадресный и многоадресный адрес
Определение типа MAC-адреса
Форматы записи MAC-адреса
MAC-маска и вычисления на ее основе Виды ethernet-кадров Кадр Ethernet II и его структура Эффективность протокола Ethernet
Накладные расходы протокола
L1- и L2-пропускная способность интерфейса
Кадры большого размера Влияние размера кадра на загрузку процессора Оборудование канального уровня Аппаратная и программная коммутации Свитч-чип Матрица коммутации Способы коммутации
Коммутация с промежуточным хранением
Коммутация без буферизации
Коммутация с исключением фрагментов
Адаптивная коммутация
Обучение коммутатора
Таблица коммутации
Обучение коммутатора
Записи в таблице коммутации
Хранение таблицы коммутации
Заполнение таблицы коммутации
Unicast Flooding
Заголовки при коммутации Технологии прослушивания несущей среды Коллизии в ethernet-сетях
Требования для обнаружения коллизий
Ранняя и поздняя коллизии
Backoff-счетчик
Начало передачи
Ожидание возможности передачи
Обнаружение коллизий
Управление потоком
Назначение
Pause-кадры
Потенциальная проблема при управлении потоком
Буферизация кадров
Буферизация кадров и буферная память
Перегрузка и недогрузка буфера
Виды буферизации кадров
Буферизация по портам
Буферизация с общей памятью
Параметры, от которых зависит производительность коммутатора Действия, выполняемые коммутатором Возможные действия с кадром Скорость фильтрации Скорость продвижения Задержка передачи Пропускная способность коммутатора Оценка производительности коммутаторов Неблокирующий режим работы коммутатора Выбор коммутатора Объединение коммутаторов
Стек коммутаторов
IEEE 802.1BR
Петля коммутации и связанные с ней проблемы Семейство протоколов STP Протокол RSTP
Назначение протокола RSTP
Термин «мост»
BPDU
Активная топология
Метрика интерфейса
Стоимость пути до корневого моста
Этапы построения активной топологии (основы)
Роли портов в RSTP (основы)
Протокол MSTP (основы)
Проблемы RSTP и VLAN
Назначение протокола MSTP
Разбиение на регионы
Агрегация каналов
Назначение агрегации каналов
Стандарты IEEE 802.3ad и IEEE 802.1AX
Способы агрегации каналов в Linux
802.3ad
Balance-xor
Balance-rr
Balance-tlb
Balance-alb
Active Backup
Broadcast
Выбор способа агрегации
VLAN
Назначение VLAN
Основные термины
Обработка тега VLAN устройствами без поддержки VLAN
Причины использования VLAN
Широковещательные домены с VLAN и без VLAN
Протоколы GVRP и MVRP
Диапазоны VLAN ID
Кадр Ethernet II с тегом VLAN
Содержимое тега VLAN
Виды портов во VLAN
access
trunk
hybrid
Способы выделения трафика
Маршрутизация между VLAN
IEEE 802.1ad (Q-in-Q)
VLAN в реальной жизни
Проблемы при коммутации
Назначение сетевого уровня Сравнение кадров и пакетов Протокол IP и его специфика IP-адрес Сравнение протоколов IPv4 и IPv6 IPv4-адрес
Структура IPv4-адреса
Форматы записи IPv4-адреса
Виды IP-адресов по способу получения
Конфликт IP-адресов Маска сети
Разбиение на подсети с помощью маски
Требования к маске сети
Форматы записи маски сети
Параметры, определяемые с помощью маски сети
Вычисление с помощью маски сети в двоичном виде
Разбиение сетей на подсети Сети c масками /31 и /32 Суммаризация сетей Классовая и бесклассовая адресации Зарезервированные IP-адреса Действия с пакетом
Действия исходного отправителя пакета
Действия маршрутизатора
Действия конечного получателя пакета
Маршрутизация
Назначение маршрутизации
Таблица маршрутизации
Маршрут
Обмен маршрутной информацией
Источники маршрутной информации
Шлюз
Следующий транзитный узел
Маршрут по умолчанию
Подключенные маршруты
Выбор маршрута
Дистанция
Информация в маршруте
Выбор маршрута на Windows
Выбор маршрута на MikroTik RouterOS
Таблица маршрутизации RouterOS
Варианты значений дистанции RouterOS
Выбор наилучшего маршрута
Виды таблиц маршрутизации
RIB
FIB
Virtual Routing and Forwarding (VRF) Кеш маршрутизации Маршрутизация между двумя сетями Потенциальные проблемы при маршрутизации Суммаризация маршрутов Практические примеры настройки маршрутизации MTU
L2 MTU
L3 MTU
MTU всего кадра
Расчеты MTU
Определение размера MTU
MRU Фрагментация Принцип чтения структуры заголовков Структура IPv4-заголовка Частные и публичные IP-адреса Выбор адресации в локальной сети
Основы NAT L2- и L3-заголовки при коммутации и при маршрутизации Основные сетевые параметры Способы назначения сетевых параметров
Статический
Динамический
Автоматический
IP-адреса интерфейса
Основной
Дополнительные
Распределение адресного пространства Динамическая маршрутизация
Синхронизация
Перераспределение маршрутов
Возможные параметры определения пути
Классификация протоколов маршрутизации
Сравнение алгоритмов маршрутизации
Дистанционно-векторные протоколы
Протоколы состояния каналов связи
Протокол RIP
Термины, используемые в RIP
Упрощенный принцип действия RIP
Конкуренция между маршрутами
Адаптация к изменениям в RIP
Расщепление горизонта
Предотвращение зацикливания пакетов по составным петлям
Протокол OSPF
Термины, используемые в OSPF
Метрика интерфейса
Метрика маршрута
Упрощенный принцип действия OSPF
Этапы отношений и типы отношений (основы)
Состояния соседства и смежности в OSPF
Деление на зоны в OSPF (основы)
Протокол BGP
Назначение
Особенности path-vector-алгоритма
Bogon-сети
iBGP и eBGP
Рекурсивная маршрутизация
Протокол MPLS
Назначение
Метка MPLS
Многоадресная передача данных
L2- и L3-многоадресная передача данных
L2- и L3-адреса многоадресной рассылки
MAC-адрес при групповой рассылке
Преобразование группового IP-адреса в MAC-адрес
Маршрутизация многоадресных пакетов
Протокол IPv6 (основы)
Причины меньшей нагрузки на маршрутизатор
Запись IPv6-адреса
Сокращение записи IPv6-адреса
Взаимодействие IPv4 и IPv6
Основные протоколы сетевого уровня Выбор маршрутизатора Маршрутизация в реальной жизни
Варианты использования двух и более интернет-соединений
Туннель
Мертвый маршрут
Маршрутизация в реальной жизни
Loopback-интерфейс
Основные проблемы на сетевом уровне
Назначение транспортного уровня Сравнение протоколов UDP и TCP Разница между номером протокола и номером порта Значения термина «соединение» Порт и диапазоны портов Сокет Соединение на базе протоколов TCP и UDP Протокол UDP
Назначение
Принцип действия
UDP-заголовок
UDP-псевдозаголовок
Протокол TCP
Назначение
Номер последовательности
Первоначальный номер последовательности и его виды
Номер подтверждения
Требования к подтверждению
Квитирование
Выборочное подтверждение
Взаимосвязь нумераций
Установление TCP-соединения
Трехуровневое рукопожатие
Состояния TCP-соединения при его установлении
Завершение TCP-соединения
Варианты завершения TCP-соединения
Полуоткрытое и полузакрытое соединение
Корректное завершение TCP-соединения, инициированного одной стороной
Исчерпание всех возможных номеров последовательностей
Недоступность второй стороны
Параметры TCP-соединения
Состояния TCP-соединения
Структура TCP-заголовка
TCP-заголовок
TCP-псевдозаголовок
Протокол TCP в Windows
Протокол TCP в RouterOS
Сравнение производительности протоколов UDP и TCP
Протоколы, не использующие TCP или UDP
В модуле разбираются основные понятия, относящиеся к сеансовому уровню, уровню представления и прикладному уровню.
Назначение NAT Поддерживаемые протоколы Нагрузка на процессор Заблуждения о NAT Шлюз прикладного уровня (ALG) Базовый NAT NAPT Статический и динамический NAT NAT в RFC 3489 Варианты названий NAT Изменение данных отправителя
Виртуальный маршрутизируемый IP-адрес
NAT у интернет-провайдеров
CG-NAT
Изменение данных получателя
Раздел находится в процессе наполнения.
Часть 1. Протокол ARP Протокол ARP Назначение ARP Заполнение ARP-таблицы Кэш ARP Повторяющиеся ARP записи Интерфейс, отправляющий ARP-запрос Утилита ARP на Windows Структура ARP-сообщений Детальный разбор ARP-запроса в Wireshark Детальный разбор ARP-ответа в Wireshark Дублирование IP-адресов и статические ARP-записи Proxy ARP
Назначение
Proxy ARP и Local Proxy ARP на MikroTik
Использование интерфейса вместо IP-адреса шлюза
Gratuitous ARP
Назначение
Детальный разбор Gratuitous ARP в Wireshark
ARP Probe и ARP Announcement
Назначение
Детальный разбор ARP Probe в Wireshark
Детальный разбор ARP Announcement в Wireshark
Прочие виды протоколов, связанных с ARP
Часть 2. Протокол DHCP Протокол DHCP Параметры, получаемые по DHCP Аренда настроек Таймеры аренды настроек Статическая привязка IP-адресов Безуспешное получение настроек по DHCP Процесс DORA с одним и с двумя DHCP-серверами DHCP-сообщения Состояния DHCP-клиента База данных IP-адресов Практика использования DHCP Варианты использования двух DHCP-серверов DHCP-ретранслятор (DHCP Relay) Структура DHCP-сообщения Детальный разбор различных DHCP-сообщений в Wireshark Процесс DHCP DORA совместно с ARP Probe
с обнаружением конфликта IP-адресов
без обнаружения конфликта IP-адресов
Часть 3. Протокол DNS Раздел находится в процессе наполнения.
ICMP-сообщение «Неверный параметр» RFC 4884 «Extended ICMP to Support Multi-Part Messages»
Часть 5. Прочие протоколы Раздел находится в процессе наполнения.
Производные эффекты от связанных с волнами явлений
Многолучевое распространение
Радиотень
Зона Френеля
Антенно-фидерное устройство Основные характеристики антенн
Парусность
Тип исполнения
Тип размещения
Входной импеданс
Полоса пропускания
Коэффициент усиления
Поляризация
Диаграмма направленности (основы)
Коэффициент стоячей волны
Коэффициент полезного действия
Коэффициент усиления антенны Изотропная антенна Виды антенн Юстировка антенн Ошибки при размещении антенн Эквивалентная изотропно-излучаемая мощность (ЭИИМ, EIRP)
Понятие «эквивалентная изотропно-излучаемая мощность»
Вычисление ЭИИМ
Практическое применение ЭИИМ
Проблема асимметричной ЭИИМ
Стандарт IEEE 802.11 Wi-Fi Разница между IEEE и Wi-Fi Обратная совместимость стандартов IEEE 802.11 Специфика IEEE 802.11
Технология определения коллизий
IEEE 802.11 и OSI
Базовые термины
Разница между скоростью передачи данных и пропускной способностью
Подтверждение доставки кадров
Индикатор уровня принимаемого сигнала (RSSI)
Радиочастотные каналы в IEEE 802.11
Диапазон частот и радиочастотный канал
Значения термина «радиоканал»
Каналы и частоты 2,4 ГГц в IEEE 802.11
Каналы и частоты 5 ГГц в IEEE 802.11
Каналы и частоты 6 ГГц в IEEE 802.11
Региональное регулирование
Разница между шириной канала и шириной полосы
Загруженность частоты 2,4 ГГц
Загруженность частоты 5 ГГц
Недостатки частоты 2,4 ГГц
Основной недостаток частот 5 ГГц и 6 ГГц
Разница между смежными и соседними каналами
Технологии, используемые в IEEE 802.11
SISO
SISO 1x1
Использование нескольких приемных антенн в SISO
Использование нескольких передающих антенн в SISO
Пространственное мультиплексирование
SU-MIMO
MU-MIMO
Ограничения MU-MIMO в IEEE 802.11ac
Комбинации MU-MIMO в IEEE 802.11ac
Передача от ТД к станциям при MU-MIMO
Объединение каналов
Формирование диаграммы направленности
Пассивное
Активное
Матрица стандартов IEEE 802.11 и используемые в них технологии
Скорость передачи данных
Параметры, влияющие на скорость
Параметры, влияющие на выбор способа модуляции
Динамическое изменение скорости
Причины низкой скорости
Эфирное время Роуминг
Стандарты IEEE 802.11k/r/v
Выбор момента переключения
Роуминг на устройствах Apple
Распространенные заблуждения и ошибки в беспроводных сетях Этапы создания новой беспроводной сети ПО и оборудование для беспроводных сетей Спектральный анализ радиоэфира
Раздел находится в процессе наполнения.
Автор: Дмитрий Скоромнов
Практикующий сетевой инженер с опытом >15 лет
Постоянный спикер на MikroTik User Meeting
Инженер связи с высшим техническим образованием
Автор учебных программ и преподаватель с 2011 года