Сети для самых маленьких. План подключения оборудования по портам

23.03.2019

Часть первая (которая после нулевой). Подключение к оборудованию cisco Сегодня мы обратимся к части немного скучной, но важной для начинающих: как подключиться, поставить или сбросить пароль, войти по telnet. Также рассмотрим существующие программы - эмуляторы ciscо и интерфейс оборудования.
Как и обещали, в этот раз всё по-взрослому: с видео.

» Кликните сюда для просмотра оффтоп текста.. «

Итак, вот они приехали - заветные коробки с надписью Cisco на борту.

Среда
Начнём с того, в какой среде будем работать.

В данный момент есть два известных пакета программ, позволяющих моделировать сеть, построенную на оборудовании Cisco:

А) Цисковский же продукт Packet Tracer, который по идее свободно не распространяется. Это эмулятор и имеет лишь некоторые функции Cisco IOS. Вообще говоря, он сильно ограничен и многие вещи в нём реализованы лишь отчасти. Никаких тонких настроек. С другой стороны к настоящему моменту версия 5.3.2 поддерживает создание GRE-туннелей, протоколов динамической маршрутизации (и в их числе даже BGP!). Притом он очень прост в освоении и имеет в своём арсенале сервера (FTP, TFTP, DHCP, DNS, HTTP, NTP, RADIUS, SMTP, POP3), рабочие станции и свичи. Сейчас уже есть под Linux, хотя в былые времени он прекрасно запускался и из-под Wine.

Б) Распространяемый по лицензии GNU GPL симулятор GNS3. В этом пакете необходимо загружать настоящие образы Cisco IOS. С одной стороны это плюс – вы работаете с настоящим интерфейсом cisco и ограничены лишь своей фантазией, существующими стандартами и производительностью рабочей станции, с другой, во-первых, эти IOS ещё нужно суметь достать, во-вторых, это более сложный продукт для понимания, и в-третьих, в нём есть только маршрутизаторы и «типа» коммутаторы.

Я считаю, что для знакомства с принципами лучше начать всё же с Packet Tracer"a, а потом переходить на тяжёлую артиллерию по мере надобности. Все мы не дети малые, где взять то, что нам нужно, рассказывать не будем.

Способы подключения

В Packet Tracer’e управлять оборудованием можно следующими способами:

CLI в окне управления
telnet

Интерфейс последних трёх идентичный – отличается лишь способ подключения. Разумеется, GUI – не наш метод.
В реальной же жизни доступны:

Telnet/ssh
Терминальное подключение с рабочей станции через консольный кабель
Web-интерфейс (Cisco SDM).

Последний вариант даже не упоминайте в приличном обществе. Даже если вы адепт мыши и браузера, очень не советую.
На своём примере при работе с другим оборудованием я сталкивался с тем, что настроенное через веб не работает. Хоть ты тресни, но не работает. А у того же длинка вообще был баг в одной версии прошивки для свичей: если изменить настройки VLAN в веб-интерфейсе из под линукс, то свич становится недоступным для управления. Это официально признанная проблема).

Всегда выделен голубым цветом. С недавних пор стало возможным управление по USB.
А это консольный кабель cisco:

Раньше он поставлялся в каждой коробке, теперь зачастую стоит отдельных денег. В принципе подходит аналогичный кабель от HP.
Проблема в том, что современные ПК зачастую не имеют COM-порта. На выручку приходят часто используемые конвертеры USB-to-COM:

Либо редко используемые для этих целей конвертеры RS232-Ethernet

После того, как вы воткнули кабель, определили номер COM-порта, для подключения можно использовать Hyperterminal или Putty в Виндоус и Minicom в Линукс.

Управление через консоль доступно сразу, а вот для телнета нужно установить пароль. Как это сделать?
Обратимся к PT.
Начнём с создания маршрутизатора: выбираем его на панели внизу и переносим на рабочее пространство. Даём какое-нибудь название

Что бы вы делали, если бы это был самый взаправдашний железный маршрутизатор? Взяли бы консольный кабель и подключились им в него и в компьютер. То же самое сделаем и тут:

Кликом по компьютеру вызываем окно настройки, в котором нас интересует вкладка Desktop. Далее выбираем Terminal, где нам даётся выбор параметров

Впрочем, все параметры по умолчанию нас устраивают, и менять их особо смысла нет.

Если в энергонезависимой памяти устройства отсутствует конфигурационный файл (startup-config), а так оно и будет при первом включении нового железа, нас встретит Initial Configuration Dialog prompt:

Вкратце, это такой визард, позволяющий шаг за шагом настроить основные параметры устройства (hostname, пароли, интерфейсы). Но это неинтересно, поэтому отвечаем no и видим приглашение

Это стандартное совершенно для любой линейки cisco приглашение, которое характеризует пользовательский режим , в котором можно просматривать некоторую статистику и проводить самые простые операции вроде пинга. Ввод знака вопроса покажет список доступных команд:

Грубо говоря, это режим для сетевого оператора, инженера первой линии техподдержки, чтобы он ничего там не повредил, не напортачил и лишнего не узнал.
Гораздо большие возможности предоставляет режим с говорящим названием привилегированный . Попасть в него можно, введя команду >enable . Теперь приглашение выглядит так:
Здесь список операций гораздо обширнее, например, можно выполнить одну из наиболее часто используемых команд, демонстрирующую текущие настройки устройства ака “конфиг” #show running-config . В привилегированном режиме вы можете просмотреть всю информацию об устройстве.

Прежде, чем приступать к настройке, упомянем несколько полезностей при работе с cisco CLI, которые могут сильно упростить жизнь:
- Все команды в консоли можно сокращать. Главное, чтобы сокращение однозначно указывало на команду. Например, show running-config сокращается до sh run . Почему не до s r ? Потому, что s (в пользовательском режиме) может означать как команду show , так и команду ssh , и мы получим сообщение об ошибке % Ambiguous command: «s r» (неоднозначная команда).

Используйте клавишу Tab и знак вопроса. По нажатию Tab сокращенная команда дописывается до полной, а знак вопроса, следующий за командой, выводит список дальнейших возможностей и небольшую справку по ним (попробуйте сами в PT).

Используйте горячие клавиши в консоли:

Ctrl+A - Передвинуть курсор на начало строки
Ctrl+E - Передвинуть курсор на конец строки
Курсорные Up, Down - Перемещение по истории команд
Ctrl+W - Стереть предыдущее слово
Ctrl+U - Стереть всю линию
Ctrl+C - Выход из режима конфигурирования
Ctrl+Z - Применить текущую команду и выйти из режима конфигурирования
Ctrl+Shift+6 - Остановка длительных процессов (так называемый escape sequence)

Используйте фильтрацию вывода команды. Бывает, что команда выводит много информации, в которой нужно долго копаться, чтобы найти определённое слово, например.
Облегчаем работу с помощью фильтрации: после команды ставим | , пишем вид фильтрации и, собственно, искомое слово(или его часть). Виды фильтрации (ака модификаторы вывода):

begin - вывод всех строк, начиная с той, где нашлось слово,
section - вывод секций конфигурационного файла, в которых встречается слово,
include - вывод строк, где встречается слово,
exclude - вывод строк, где НЕ встречается слово.

Но вернемся к режимам. Третий главный режим, наряду с пользовательским и привилегированным: режим глобальной конфигурации . Как понятно из названия, он позволяет нам вносить изменения в настройки устройства. Активируется командой #configure terminal из привилегированного режима и демонстрирует такое приглашение:

В режиме глобальной конфигурации не выполняются довольно нужные порой команды других режимов (тот же show running-config, ping, etc.). Но есть такая полезная штука, как do . Благодаря ей мы можем, не выходя из режима конфигурирования, выполнять эти самые команды, просто добавляя перед ними do. Примерно так:

Router(config)#do show running-config

Настройка доступа по Telnet
Из этого-то режима мы и настроим интерфейс для подключения компьютера через telnet:
Команда для перехода в режим конфигурации интерфейса FastEthernet 0/0:

Router(config)# interface fa0/0

По умолчанию все интерфейсы отключены (состояние administratively down). Включаем интерфейс:

Router(config-if)#no shutdown

Настроим IP-адрес:

Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

shutdown - означает “выключить интерфейс”. Соответственно, если вы хотите отменить действие команды, то используйте слово no перед ней. Это правило общее для CLI и применимо к большинству команд.

Подключаемся. Для этого надо использовать кроссоверный кабель . (Хотя в реальной жизни это зачастую уже необязательно – все карточки умеют понимать приём/передачу, однако встречаются ещё маршрутизаторы, порты которых не поднимаются при использовании неправильного типа кабеля - так что будьте внимательны)

И пробуем подключиться, выбрав Command Prompt в панели Desktop:

Как и ожидалось, циска не пускает без пароля. В реальной жизни обычно выдаёт фразу “Password required, but none set”

Пароли
Подключение по telnet или ssh называется виртуальным терминалом (vt) и настраивается следующим образом:

Router(config)#line vty 0 4
cisco
Router(config-line)#login

0 4 - это 5 пользовательских виртуальных терминалов=telnet сессий.
Этого уже достаточно, чтобы попасть в пользовательский режим, но недостаточно для привилегированного:

Настроим пароль для enable-режима:

Router(config)#enable secret test

(IMG:http://img-fotki.yandex.ru/get/5/83739833.10/0_7c488_b5c8c887_XL.jpg)

Чем отличается secret от password ? Примерно тем же, чем ssh от telnet. При настройке secret пароль хранится в зашифрованном виде в конфигурационном файле, а password – в открытом. Поэтому рекомендуется использование secret .
Если вы всё-таки задаёте пароль командой password , то следует применить так же service password-encryption , тогда ваш пароль в конфигурационном файле будет зашифрован:

line vty 0 4
password 7 08255F4A0F0A0111

Один мой знакомый рассказал мне историю:
Стоял он как-то курил возле одного из своих узлов, находящемся в жилом доме. С сумкой для инструментов, ноутбук в руках. Вдруг подходит двое алкашей с пакетом и предлагают купить, раскрывая пакет и показывая какой-то свич. Просят 500 рублей. Ну он купил. По меткам и модели свича парень сделал вывод какому провайдеру он принадлежит. Пришёл домой, начал ковырять - телнет закрыт, консоль запаролена. Слил конфиг по snmp. Пароли в открытом виде хранятся, имя с головой выдаёт провайдера. С их админом он знаком лично, позвонил ему вместо “Здрасьти” выдал логин и пароль в трубку. Слышно было, как скрипел мозг первые секунд 20: везде аксес-листы, авторизация, привязка к мак-адресу. Как?! В общем, всё хорошо, что хорошо кончается.

Немного об этом можно почитать . Ну или чуть более по-русски, .

Хотим обратить ваше внимание:
сейчас принятно настраивать доступы не через виртуальные терминалы, а командами #username и #aaa new-model . В версии PT 5.3.2 они уже есть и вполне работают.
Для этого нужно выполнить:

Router(config)#aaa new-model
Router(config)#username admin password 1234

Первая команда служит для активации новой модели (IMG:http://ru.wikipedia.org/wiki/Протокол_AAA) ААА (Authentication, Authorization, Accounting). Это нужно для того, чтобы была возможность использовать для аунтетификации на устройстве RADIUS или TACACS сервер. Если отдельно это не настроено, то будет использоваться локальная база пользователей, задаваемая командой username .

Будьте внимательны : приоритет команды aaa new-model выше, чем команд виртуальных терминалов и поэтому даже несмотря на то, что у вас настроен password в режиме line vty, если у вас не будет пользователей в локальной базе, зайти на устройство удалённо уже не получится.

Теперь при подключении маршрутизатор запросит имя пользователя и соответствующий ему пароль.

При более глубокой настройке line vty существует одна опасность.
Есть такой параметр: access-class . Его настройка позволяет ограничить IP-адреса, с которых возможно подключение. И вот однажды я, как умная маша, решил заняться безопасностью в сети и на всём почти оборудование понаставил эти аксес-листы, чтобы комар не пролетел. В один прекрасный момент пришлось выехать в поле и в тот день я проклял свою аккуратность – никуда не мог достучаться – малейшей лазейки не оставил. В общем будьте с этой командой внимательны или оставляйте для себя лазейки.
При работе с access-list"ами и прочими опасными вещами, неправильная настройка которых может лишить вас доступа к устройству, можно использовать замечательную команду reload in min , где min время в минутах. Эта команда перезагрузит устройство по истечении указанного времени, если ее не прервать командой reload cancel . Т.е. схема работы такова: вы удаленно копаете что-то, что может в теории (закон Мерфи не забываем) прервать ваш сеанс связи с устройством. Сохраняем текущий (рабочий) конфиг в startup-config (он используется при загрузке), ставим reload in 15, вводим ключевую команду, относительно которой у нас сомнения;-), и получаем обрыв связи, худшие опасения оправдались. Ждем 15 минут, устройство перегружается с рабочим конфигом, коннект - вуаля, связь есть. Либо (если связь не прервалась) проверяем, что все работает, и делаем reload cancel .

Если вы хотите ограничить паролем доступ через консольный порт, вам понадобятся команды

Router(config)#line console 0
Router(config-line)#login
Router(config-line)#password cisco

Privilege Level
Ещё один важный момент, которому в статьях уделяют мало внимания: privelege level.
Как понятно из латинского звучания - это уровень прав пользователя. Всего существует 16 уровней: 0-15.
privilege level 0 - это команды disable, enable, exit, help и logout, которые работают во всех режимах
privilege level 1 - Это команды пользовательского режима, то есть как только вы попадаете на циску и увидите приглашение Router> вы имеете уровень 1.
privilege level 15 - Это команды привилегированного режима, вроде, как root в Unix"ах

Пример1

Router(config)#line vty 0 4
Router(config-line)privilege level 15

После входа на маршрутизатор при такой настройке вы сразу увидите Router# со всеми вытекающими правами.

Все уровни со 2 по 14 настраиваются вручную. То есть, например, вы можете дать добро пользователю с privelege level 2 на выполнение команды show running-config

Пример2

Настроить права для конкретного пользователя поможет уже упомянутая прежде команда username

Router(config)#username pooruser privilege 2 secret poorpass
Router(config)#privilege exec level 2 show running-config
Router(config)#enable secret level 2 l2poorpass

В первой строке назначаем уровень прав пользователю, во второй команду, разрешенную для этого уровня, в третьей задаём пароль для входа в привилегированный режим с этим уровнем.

После этого из пользовательского режима вы можете выполнить команду enable 2 и введя пароль l2poorpass попасть в привилегированный режим, в котором будут доступны все команды уровня 1 + команды уровня 2.

Для чего это может быть нужно? В российских реалиях практически ни для чего, потому что обычно на устройство нужно заходить инженерам сразу с полными правами. Ну разве что 15-й уровень ставят, чтобы двойную аутентификацию не проходить. А все другие уровни опять же для того, чтобы персонал младшего состава (техподдержка, например) мог зайти и промониторить какие-то параметры или настроить некритичную функцию.

SSH
Нельзя не упомянуть о том, что telnet - протокол незащищённый и передаёт пароль и данные в открытом виде. С помощью любого анализатора пакетов можно вычислить пароль.
Поэтому крайне рекомендуем использовать ssh - любые устройства cisco с не самой урезанной прошивкой способны выступать ssh-сервером.
Следующий набор команд позволит вам включить ssh и отключить доступ по telnet:

Router(config)#hostname R0
Router(config)#ip domain-name cisco-dmn
Router(config)#crypto key generate rsa
Router(config)#line vty 0 4
Router(config-line)#transport input ssh

Имя хоста должно отличаться от Router, обязательно должно быть задано имя домена. Третьей строкой генерируется ключ и далее разрешается только ssh. Длина ключа должна быть более 768 бит, если вы желаете использовать ssh версии 2, а вы желаете этого. Всё.

Ещё одно финальное внимание новичкам: не забывайте о команде write memory - это сохранение текущей конфигурации. Впрочем, достаточно два раза обжечься, забыв сохранить, чтобы навсегда заработать иммунитет к этому - кто кодил по ночам или писал курсовую, тот поймёт.

Используя PT, мы будем настраивать оборудование не через терминал или телнет, а непосредственно через CLI устройства, которое вызывается кликом по иконке роутера - так удобнее:

Ну и на сладенькое: сброс пароля
Так, а что же делать, если на стол легла вам бушная циска с неизвестным паролем или вы очень невовремя забыли его? Вообще-то это многократно описано и легко гуглится, но повторить это необходимо.
Практически на любом сетевом устройстве есть возможность сбросить пароль, имея физический доступ. Если сделать это невозможно или это отдельная платная услуга, то скорее всего в ваших руках находится какая-то русская поделка (не в обиду, конечно, нашим производителям, но дважды я такие строки читал в документации:))
Итак, cisco:
1) Подключаетесь к устройству консольным кабелем,
2) Отправляете его в ребут (хоть по питанию, хоть командой #reload )
3) Когда на экране побежит такая строчка ########...###, означающая загрузку образа (40-60 секунд после включения), необходимо отправить сигнал Break . Как это сделать в разных программах читать . Вы попадаете в режим ROMMON.
4) В этом режиме введите команду: confreg 0x2142 , она заставит устройство игнорировать startup-config при загрузке.
5) Введите reset для перезагрузки
6) После загрузки running-config будет девственно чистым, а startup-config содержит по-прежнему последнюю сохранённую конфигурацию. Сейчас самое время поменять пароль или слить конфиг.
7) Самое важное: верните обратно регистры :

Router(config)#config-register 0x2102

Если вы этого не сделаете, то вся ваша конфигурация будет актуальна до первого ребута) И хорошо, если это устройство стоит рядом, и вы вспомните, что накосячили. Мне не повезло)

В следующей статье мы обратимся к вланам и локальной сети. Обязательно к прочтению:
OSI .
VLAN

Хочу поблагодарить Максима aka gluck за помощь в написании этой статьи.

.
======

Это первая статья из серии "Сети для самых маленьких". Мы с товарищем thegluck долго думали с чего начать: маршрутизация, VLAN"ы, настройка оборудования.
В итоге решили начать с вещи фундаментальной и, можно сказать, самой важной: планирование. Поскольку цикл рассчитан на совсем новичков, то и пройдём весь путь от начала до конца.

Предполагается, что вы, как минимум читали о эталонной модели OSI (то же на англ.), о стеке протоколов TCP/IP (англ.), знаете о типах существующих VLAN’ов (эту статью я настоятельно рекомендую к прочтению), о наиболее популярном сейчас port-based VLAN и о IP адресах (). Мы понимаем, что для новичков "OSI" и "TCP/IP" - это страшные слова. Но не переживайте, не для того, чтобы запугать вас, мы их используем. Это то, с чем вам придётся встречаться каждый день, поэтому в течение этого цикла мы постараемся раскрыть их смысл и отношение к реальности.

Начнём с постановки задачи. Есть некая фирма, занимающаяся, допустим, производством лифтов, идущих только вверх и потому называется ООО "Лифт ми ап". Расположены они в старом здании на Арбате, и сгнившие провода, воткнутые в пожжёные и прожжёные коммутаторы времён 10Base-T не ожидают подключения новых серверов по гигабитным карточкам. Итак у них катастрофическая потребность в сетевой инфраструктуре и денег куры не клюют, что даёт вам возможность безграничного выбора. Это чудесный сон любого инженера. А вы вчера в сложной борьбе выдержали собеседование на должность сетевого администратора. И теперь вы в ней первый и единственный в своём роде. Поздравляем! Что дальше?

Следует несколько конкретизировать ситуацию.

В данный момент у компании есть два офиса: 200 квадратов на Арбате под рабочие места и серверную. Там представлены несколько провайдеров. Другой на Рублёвке.

Есть четыре группы пользователей: бухгалтерия (Б), финансово-экономический отдел (ФЭО), производственно-технический отдел (ПТО), другие пользователи (Д). А так же есть сервера (С), которые вынесены в отдельную группу. Все группы разграничены и не имеют прямого доступа друг к другу.

Пользователи групп С, Б и ФЭО будут только в офисе на Арбате, ПТО и Д будут в обоих офисах.

Прикинув количество пользователей, необходимые интерфейсы, каналы связи, вы готовите схему сети и IP-план.
При проектировании сети следует стараться придерживаться иерархической модели сети , которая имеет много достоинств по сравнению с “плоской сетью”:

упрощается понимание организации сети

модель подразумевает модульность, что означает простоту наращивания мощностей именно там, где необходимо

легче найти и изолировать проблему

повышенная отказоустойчивость за счет дублирования устройств и\или соединений

распределение функций по обеспечению работоспособности сети по различным устройствам.

Согласно этой модели, сеть разбивается на три логических уровня: ядро сети (Core layer: высокопроизводительные устройства, главное назначение - быстрый транспорт), уровень распространения (Distribution layer: обеспечивает применение политик безопасности, QoS, агрегацию и маршрутизацию в VLAN, определяет широковещательные домены), и уровень доступа (Access-layer: как правило, L2 свичи, назначение: подключение конечных устройств, маркирование трафика для QoS, защита от колец в сети (STP) и широковещательных штормов, обеспечение питания для PoE устройств).

В таких масштабах, как наш, роль каждого устройства размывается, однако логически разделить сеть можно.
Набросаем схему будущей сети:

На представленной схеме ядром (Core) будет маршрутизатор 2811, коммутатор 2960 отнесём к уровню распространения (Distribution), поскольку на нём агрегируются все VLAN в общий транк. Коммутаторы 2950 будут устройствами доступа (Access). К ним будут подключаться конечные пользователи, офисная техника, сервера.

Именовать устройства будем следующим образом: сокращённое название города (msk ) - географическое расположение (улица, здание) (arbat ) - роль устройства в сети + порядковый номер.
Соответственно их ролям и месту расположения выбираем hostname :
Маршрутизатор 2811: msk-arbat-gw1 (gw=GateWay=шлюз)
Коммутатор 2960: msk-arbat-dsw1 (dsw=Distribution switch)
Коммутаторы 2950: msk-arbat-aswN, msk-rubl-asw1 (asw=Access switch)

Документация сети

Говоря о метках/наклейках на кабели, мы имеем ввиду это:

На этой фотографии отлично видно, что промаркирован каждый кабель, значение каждого автомата на щитке в стойке, а также каждое устройство.

Жирным выделено то, за чем мы будем следить в рамках программы-симулятора. Разумеется, все изменения сети нужно вносить в документацию и конфигурацию, чтобы они были в актуальном состоянии.

Подготовим нужные нам документы:

Список VLAN

Каждая группа будет выделена в отдельный влан. Таким образом мы ограничим их широковещательные домены. Также введём специальный VLAN для управления устройствами.
Номера VLAN по 100 зарезервированы для будущих нужд.

Выделение подсетей в общем-то произвольное, соответствующее только числу узлов в этой локальной сети с учётом возможного роста. В данном примере все подсети имеют маску /24 (/24=255.255.255.0) - это сеть класса C - зачастую такие и используются в локальных сетях. Советуем почитать о классах сетей . В дальнейшем мы обратимся и к бесклассовой адресации . Мы понимаем, что ссылки на технические статьи в википедии - это моветон, однако они дают хорошее определение, а мы попробуем в свою очередь перенести это на картину реального мира.
Под сетью Point-to-Point подразумеваем подключение одного маршрутизатора к другому в режиме точка-точка. Обычно берутся адреса с маской 30 (возвращаясь к тебе бесклассовых сетей), то есть содержащие два адреса узла. Позже станет понятно, о чём идёт речь.

План подключения оборудования по портам

Разумеется, сейчас есть коммутаторы с кучей портов 1Gb Ethernet, есть коммутаторы с 10G, на продвинутых операторских железках, стоящих немалые тысячи долларов есть 40Gb, в разработке находится 100Gb (а по слухам уже даже есть такие платы, вышедшие в промышленное производство). Соответственно, вы можете выбирать в реальном мире коммутаторы и маршрутизаторы согласно вашим потребностям, не забывая про бюджет. В частности гигабитный свич сейчас можно купить незадорого (20-30 тысяч) и это с запасом на будущее (если вы не провайдер, конечно). Маршрутизатор с гигабитными портами стоит уже ощутимо дороже, чем со 100Mbps портами, однако оно того стоит, потому что FE-модели (100Mbps FastEthernet), устарели и их пропускная способность очень невысока.
Но в программах эмуляторах/симуляторах,которые мы будем использовать, к сожалению, есть только простенькие модели оборудования, поэтому при моделировании сети будем отталкиваться от того, что имеем:

Почему именно так распределены VLAN"ы, мы объясним в следующих частях.

Схемы сети

Не пропаганды опен сорса для, а разнообразия средств ради, воспользуемся Dia. В линуксе, я считаю, его одним из лучших приложений для работы со схемами. Есть версия для Виндоус, но, к сожалению, совместимости в визио никакой.

То есть на схеме L1 мы отражаем физические устройства сети с номерами портов: что куда подключено.

L2

На схеме L2 мы указываем наши VLAN’ы

В нашем примере схема третьего уровня получилась довольно бесполезная и ненаглядная, из-за наличия только одного маршрутизирующего устройства. Но со временем она обрастёт подробностями.

Как видите, информация в файлах избыточна. Например, номера VLAN повторяются и на схеме и в плане по портам. Тут как бы кто на что горазд. Как вам удобнее, так и делайте. Такая избыточность затрудняет обновление в случае изменения конфигурации, потому что нужно исправиться сразу в нескольких местах, но с другой стороны, облегчает понимание.

Начнём с постановки задачи. Есть некая фирма, занимающаяся, допустим, производством лифтов, идущих только вверх, и потому называется ООО «Лифт ми ап». Расположены они в старом здании на Арбате, и сгнившие провода, воткнутые в пожжёные и прожжёные коммутаторы времён 10Base-T не ожидают подключения новых серверов по гигабитным карточкам. Итак у них катастрофическая потребность в сетевой инфраструктуре и денег куры не клюют, что даёт вам возможность безграничного выбора. Это чудесный сон любого инженера. А вы вчера выдержали собеседование и в сложной борьбе по праву получили должность сетевого администратора. И теперь вы в ней первый и единственный в своём роде. Поздравляем! Что дальше?

Следует несколько конкретизировать ситуацию.

В данный момент у компании есть два офиса: 200 квадратов на Арбате под рабочие места и серверную. Там представлены несколько провайдеров. Другой на Рублёвке.
Есть четыре группы пользователей: бухгалтерия (Б), финансово-экономический отдел (ФЭО), производственно-технический отдел (ПТО), другие пользователи (Д). А так же есть сервера (С), которые вынесены в отдельную группу. Все группы разграничены и не имеют прямого доступа друг к другу.
Пользователи групп С, Б и ФЭО будут только в офисе на Арбате, ПТО и Д будут в обоих офисах.

упрощается понимание организации сети
модель подразумевает модульность, что означает простоту наращивания мощностей именно там, где необходимо
легче найти и изолировать проблему
повышенная отказоустойчивость засчет дублирования устройств и/или соединений
распределение функций по обеспечению работоспособности сети по различным устройствам.

Согласно этой модели, сеть разбивается на три логических уровня: ядро сети (Core layer: высокопроизводительные устройства, главное назначение — быстрый транспорт), уровень распространения (Distribution layer: обеспечивает применение политик безопасности, QoS, агрегацию и маршрутизацию в VLAN, определяет широковещательные домены), и уровень доступа (Access-layer: как правило, L2 свичи, назначение: подключение конечных устройств, маркирование трафика для QoS, защита от колец в сети (STP) и широковещательных штормов, обеспечение питания для PoE устройств).

В таких масштабах, как наш, роль каждого устройства размывается, однако логически разделить сеть можно.
Составим приблизительную схему:

На представленной схеме ядром (Core) будет маршрутизатор 2811, коммутатор 2960 отнесём к уровню распространения (Distribution), поскольку на нём агрегируются все VLAN в общий транк. Коммутаторы 2950 будут устройствами доступа (Access). К ним будут подключаться конечные пользователи, офисная техника, сервера.

Именовать устройства будем следующим образом: сокращённое название города (msk ) — географическое расположение (улица, здание) (arbat ) — роль устройства в сети + порядковый номер.
Соответственно их ролям и месту расположения выбираем hostname :
Маршрутизатор 2811: msk-arbat-gw1 (gw=GateWay=шлюз)
Коммутатор 2960: msk-arbat-dsw1 (dsw=Distribution switch)
Коммутаторы 2950: msk-arbat-aswN, msk-rubl-asw1 (asw=Access switch)

Документация сети

Вся сеть должна быть строго документирована: от принципиальной схемы, до имени интерфейса.
Прежде, чем приступить к настройке, я бы хотел привести список необходимых документов и действий:
Схемы сети L1, L2, L3 в соответствии с уровнями модели OSI (Физический, канальный, сетевой)
План IP-адресации = IP-план.
Список VLAN
Подписи (description ) интерфейсов
Список устройств (для каждого следует указать: модель железки, установленная версия IOS, объем RAM\NVRAM, список интерфейсов)
Метки на кабелях (откуда и куда идёт), в том числе на кабелях питания и заземления и устройствах
Единый регламент, определяющий все вышеприведённые параметры и другие.

Жирным выделено то, за чем мы будем следить в рамках программы-симулятора. Разумеется, все изменения сети нужно вносить в документацию и конфигурацию, чтобы они были в актуальном состоянии.

Говоря о метках/наклейках на кабели, мы имеем ввиду это:

На этой фотографии отлично видно, что промаркирован каждый кабель, значение каждого автомата на щитке в стойке, а также каждое устройство.

Подготовим нужные нам документы:

Список VLAN

№ VLAN	VLAN name	Примечание
1	default	Не используется
2	Management	Для управления устройствами
3	Servers	Для серверной фермы
4-100		Зарезервировано
101	PTO	Для пользователей ПТО
102	FEO	Для пользователей ФЭО
103	Accounting	Для пользователей Бухгалтерии
104	Other	Для других пользователей

Каждая группа будет выделена в отдельный влан. Таким образом мы ограничим широковещательные домены. Также введём специальный VLAN для управления устройствами.
Номера VLAN c 4 по 100 зарезервированы для будущих нужд.

IP-план

IP-адрес	Примечание	VLAN
172.16.0.0/16
172.16.0.0/24	Серверная ферма	3
172.16.0.1	Шлюз
172.16.0.2	Web
172.16.0.3	File
172.16.0.4	Mail
172.16.0.5 — 172.16.0.254	Зарезервировано
172.16.1.0/24	Управление	2
172.16.1.1	Шлюз
172.16.1.2	msk-arbat-dswl
172.16.1.3	msk-arbat-aswl
172.16.1.4	msk-arbat-asw2
172.16.1.5	msk-arbat-asw3
172.16.1.6	msk-rubl-aswl
172.16.1.6 — 172.16.1.254	Зарезервировано
172.16.2.0/24	Сеть Point-to-Point
172.16.2.1	Шлюз
172.16.2.2 — 172.16.2.254	Зарезервировано
172.16.3.0/24	ПТО	101
172.16.3.1	Шлюз
172.16.3.2 — 172.16.3.254	Пул для пользователей
172.16.4.0/24	ФЭО	102
172.16.4.1	Шлюз
172.16.4.2 — 172.16.4.254	Пул для пользователей
172.16.5.0/24	Бухгалтерия	103
172.16.5.1	Шлюз
172.16.5.2 — 172.16.5.254	Пул для пользователей
172.16.6.0/24	Другие пользователи	104
172.16.6.1	Шлюз
172.16.6.2 — 172.16.6.254	Пул для пользователей

Выделение подсетей в общем-то произвольное, соответствующее только числу узлов в этой локальной сети с учётом возможного роста. В данном примере все подсети имеют стандартную маску /24 (/24=255.255.255.0) — зачастую такие и используются в локальных сетях, но далеко не всегда. Советуем почитать о классах сетей . В дальнейшем мы обратимся и к бесклассовой адресации (cisco). Мы понимаем, что ссылки на технические статьи в википедии — это моветон, однако они дают хорошее определение, а мы попробуем в свою очередь перенести это на картину реального мира.
Под сетью Point-to-Point подразумеваем подключение одного маршрутизатора к другому в режиме точка-точка. Обычно берутся адреса с маской 30 (возвращаясь к теме бесклассовых сетей), то есть содержащие два адреса узла. Позже станет понятно, о чём идёт речь.

План подключения оборудования по портам

Разумеется, сейчас есть коммутаторы с кучей портов 1Gb Ethernet, есть коммутаторы с 10G, на продвинутых операторских железках, стоящих немалые тысячи долларов есть 40Gb, в разработке находится 100Gb (а по слухам уже даже есть такие платы, вышедшие в промышленное производство). Соответственно, вы можете выбирать в реальном мире коммутаторы и маршрутизаторы согласно вашим потребностям, не забывая про бюджет. В частности гигабитный свич сейчас можно купить незадорого (20-30 тысяч) и это с запасом на будущее (если вы не провайдер, конечно). Маршрутизатор с гигабитными портами стоит уже ощутимо дороже, чем со 100Mbps портами, однако оно того стоит, потому что FE-модели (100Mbps FastEthernet), устарели и их пропускная способность очень невысока.
Но в программах эмуляторах/симуляторах, которые мы будем использовать, к сожалению, есть только простенькие модели оборудования, поэтому при моделировании сети будем отталкиваться от того, что имеем: маршрутизатор cisco2811, коммутаторы cisco2960 и 2950.

Имя устройства	Порт	Название	VLAN
Имя устройства	Порт	Название	Access	Trunk
msk-arbat-gw1	FE0/1	UpLink
	FE0/0	msk-arbat-dsw1		2,3,101,102,103,104
msk-arbat-dsw1	FE0/24	msk-arbat-gw1		2,3,101,102,103,104
	GE1/1	msk-arbat-asw1		2,3
	GE1/2	msk-arbat-asw3		2,101,102,103,104
	FE0/1	msk-rubl-asw1		2,101,104

msk-arbat-asw1	GE1/1	msk-arbat-dsw1		2,3
	GE1/2	msk-arbat-asw2		2,3
	FE0/1	Web-server	3
	FE0/2	File-server	3

msk-arbat-asw2	GE1/1	msk-arbat-asw1		2,3
	FE0/1	Mail-Server	3

msk-arbat-asw3	GE1/1	msk-arbat-dsw1		2,101,102,103,104
	FE0/1-FE0/5	PTO	101
	FE0/6-FE0/10	FEO	102
	FE0/11-FE0/15	Accounting	103
	FE0/16-FE0/24	Other	104

msk-rubl-asw1	FE0/24	msk-arbat-dsw1		2,101,104
	FE0/1-FE0/15	PTO	101
	FE0/20	administrator	104

Почему именно так распределены VLAN"ы, мы объясним в следующих частях.

Excel-документ со списком VLAN, IP, портов

Схемы сети

На основании этих данных можно составить все три схемы сети на этом этапе. Для этого можно воспользоваться Microsoft Visio, каким-либо бесплатным приложением, но с привязкой к своему формату, или редакторами графики (можно и от руки, но это будет сложно держать в актуальном состоянии:)).

Не пропаганды опен сорса для, а разнообразия средств ради, воспользуемся Dia. Я считаю его одним из лучших приложений для работы со схемами под Linux. Есть версия для Виндоус, но, к сожалению, совместимости в визио никакой.

L1

То есть на схеме L1 мы отражаем физические устройства сети с номерами портов: что куда подключено.

L2

На схеме L2 мы указываем наши VLAN’ы

L3

В нашем примере схема третьего уровня получилась довольно бесполезная и не очень наглядная, из-за наличия только одного маршрутизирующего устройства. Но со временем она обрастёт подробностями.

Dia-файлы со схемами сети: , ,

Как видите, информация в документах избыточна. Например, номера VLAN повторяются и на схеме и в плане по портам. Тут как бы кто на что горазд. Как вам удобнее, так и делайте. Такая избыточность затрудняет обновление в случае изменения конфигурации, потому что нужно исправиться сразу в нескольких местах, но с другой стороны, облегчает понимание.

К этой первой статье мы не раз ещё вернёмся в будущем, равно как и вам придётся всегда возвращаться к тому, что вы изначально напланировали.
Собственно задание для тех, кто пока только начинает учиться и готов приложить для этого усилия: много читать про вланы, ip-адресацию, найти программы Packet Tracer и GNS3.
Что касается фундаментальных теоретических знаний, то советуем начать читать Cisco press: раз , .
P.P.S Тем, кто имеет, что спросить, но не имеет возможности свой вопрос здесь задать, милости просим в ЖЖ

После скучного рассказа о подключении к кошкам переходим к настройке сети. В этот раз темы будут для новичков сложные, для старичков избитые. Впрочем сетевым аксакалам едва ли удастся почерпнуть что-то новое из этого цикла. Итак, сегодня:
а) аккуратно впитываем теорию о коммутаторах, уровнях сетевой модели, понятии инкапсуляции и заголовков (не пугайтесь - еще не время),
б) собираем спланированную в нулевой части цикла сеть,
в) настраиваем VLAN"ы, разбираемся с access и trunk-портами и тегированными Ethernet-фреймами,
г) соотносим текущие знания со стеком протоколов TCP/IP и моделью OSI (да, наконец-то мы ее коснёмся).

Перед тем, как вы обратитесь к практике, настоятельно рекомендуем почитать нулевую часть, где мы всё спланировали и запротоколировали.

Теория

Для начала необходимо определится с определениями и детерминировать терминологию. В начале пути с этим могут быть трудности, несмотря на горы википедии и прорву технических статей.
Рассмотрим самые общие термины, поскольку что такое коммутатор и маршрутизатор вы, во-первых, представляете, во-вторых, по ходу не раз ещё их затронем. Итак, тронулись:
СКС - структурированная кабельная система - это определение вы в любом яндексе найдёте. На деле это все провода, розетки, патчпанели и патчкорды, то есть грубо говоря, это физика вашей сети в узком смысле, в широком - это совокупность сетей: ЛВС, телефонные сети, системы видеонаблюдения и прочее. Это отдельный очень большой и порой сложный пласт знаний и технологий, который вообще не имеет точек пересечения с настройкой, поэтому к нему мы более обращаться не будем. Привели мы этот термин по большей части для того, чтобы читатель чувствовал отличие от следующего.
ЛВС = Локальная Вычислительная Сеть = LAN = Local Area Network. Актуальность слова “Вычислительная” сейчас можно поставить под сомнение, так же, как в слове ЭВМ. Всё-таки, говоря о современных сетях и устройствах, мы давно уже не держим в уме термин «вычисления», несмотря на то, что глубинная суть осталась неизменной. В этом плане буржуйские термин более универсален и даёт более простое представление о своём значении.
Итак, локальная сеть - в первом приближении - это сеть вашей организации. Вот, к примеру, обслуживаем мы сейчас сеть компании «Лифт ми Ап» с двумя офисам, так вот сети этих двух офисов и будут являться локальной сетью.
При втором приближении, локальной называют сеть, которая находится под управлением одного сетевого администратора. То есть, например, вы отвечаете за районный сегмент сети провайдера, в таком случае ваша районная сеть со всеми подсетями будет являться локальной, в то время, как вышестоящая сеть и сети других районов уже нет, так как за них отвечает уже другие люди. Вообще говоря, это уже MAN - Metropolian Area Network - сеть уровня города. Но в какой-то степени к ней можно применить понятие LAN и уж тем более VLAN.
С точки зрения меня, как абонента этого провайдера, моя локальная сеть - это всё, что до моего домашнего роутера. Интуитивно, наверно, все понимают о чём идёт речь.
Именно с локальными сетями мы и будем иметь дело в ближайших выпусках.

И последнее, что хотелось бы отметить в связи с ЛВС - это IP-адресация.
Все вы знаете, что когда вы включаете какой-нибудь домашний Wi-Fi-роутер в сеть, он обычно выдаёт вам IP-адрес, вроде 192.168.1.x. Почему именно 192.168 в начале?

Дело в том, что все IP адреса делятся на приватные (private, он же внутренний, “серый”, локальный), и публичные. Публичные используются в интернет, каждый адрес уникален, их распределение контролирует организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority).

Приватные используются для адресации хостов (ну, строго говоря, не хостов, а интерфейсов) внутри ЛВС, их распределение никто не контролирует. Для них выделили три диапазона адресов (по одному из каждого класса):

10.0.0.0 - 10.255.255.255
172.16.0.0 - 172.31.255.255
192.168.0.0 - 192.168.255.255

Важный момент касаемо “классов адресов”, об этом уже как-то писали на хабре: классов адресов уже давно не существует. Позже мы обстоятельно поговорим об адресации, но пока рекомендация такая: забыть про существование классов адресов, чтобы не попасть впросак на собеседовании или в разговоре.

Это те адреса, которые вы можете использовать в своей частной сети. Они вполне могут повторяться (и повторяются) в разных локальных сетях, и за её пределы они не выходят. Приватный адрес на то и приватный, поэтому любой пакет с адресом из диапазонов, указанных выше, попавший к провайдеру, будет отбрасываться.

Если вернуться к нашей старой схеме то вы увидите, что для своей сети мы выбрали приватные адреса из диапазона 172.16.0.0 - 172.31.255.255.
Достаточно подробно об IP-адресах можно почитать и .
У всех провайдеров и во внутренней сети любой крупной организации используются именно эти серые подсети. Если только вы не государственный ВУЗ, которому в своё время выпала сеть на несколько тысяч публичных адресов: Кемеровский Государственный Университет, к примеру, не озадачивается NAT’ом и прочей чепухой - просто на все компьютеры университетской сети раздаются белые IP.

Широковещательный домен - область сети, в которой происходит обмен широковещательными сообщениями, и устройства могут отправлять друг другу сообщения непосредственно, без участия маршрутизатора.
О чём это мы тут говорим? Ну, например, послал ваш компьютер широковещательный запрос в сеть в поисках DHCP-сервера. Фрейм этот (он же кадр ) адресован всем устройствам и имеет MAC-адрес получателя FF:FF:FF:FF:FF:FF. Сначала он попадает на коммутатор, с которого его копии рассылаются на все порты. Потом часть попадает на другие компьютеры, часть уходят в соседние коммутаторы, кто-то доходит до маршрутизатора, а одну копию принимает-таки DHCP-сервер. И вот участок сети, внутри которого могут жить эти кадры и называется широковещательным доменом. А кончают свою жизнь они на конечных хостах (компьютеры, серверы) или на маршрутизаторах, которые их отбрасывают, если они им не предназначены:

Если же на коммутаторе заведены VLAN’ы, то они также разделяют широковещательные домены, потому что пакет между ними обязательно должен проходить через маршрутизатор, который отбросит широковещательные сообщения. Таким образом, один VLAN - это один широковещательный домен.

Ещё раз: у нас есть три способа разграничить широковещательные домены:
1) Поставить маршрутизатор и разнести хосты в разные подсети,
2) Разделить сеть VLAN’ами,
3) Порвать кабель.

Ну и самая жесть, которой часто сторонятся начинающие: OSI . Open System Interconnection. Вообще в двух словах, чтобы мозг не захламить за одно занятие. Эту модель называют эталонной, потому что в реальном мире дело не дошло до реализации. Но она само совершенство, поэтому инженеры и админы вворачивают это слово повсюду.
В основе лежат 7 китов сетевой иерархии: 7 уровней. Сегодня коснёмся двух нижних: первый - физический - это представление информации в виде сигналов, прямо скажем, битов. Задача этого уровня сгенерировать электрический, оптический или радиосигнал, передать его в среду и принять его. К нему относится вся физика: интерфейсы, кабели, антенны, медиаконвертеры (конвертеры среды), репитеры, старые хабы. В общем низкоуровневая это работа. Это первый уровень модели OSI и стека TCP/IP.
Второй - канальный . На этом уровне работают коммутаторы. Идентификатор устройства здесь, это MAC-адрес . У каждого узла (компьютер, маршрутизатор, ноутбук, IP-телефон, любой Wi-Fi-клиент) есть этот уникальный адрес, который однозначно определяет устройство в локальной сети. В теории MAC-адреса не должны повторяться вообще, но на практике такое однако случается и в рамках одного широковещательного домена может приводить к сложноотлавливаемым проблемам.
Наиболее известным протоколом этого уровня является Ethernet. Данные на этом уровне передаются кусками, каждый из которых называется Ethernet-фрейм (он же Ethernet-кадр, он же PDU канального уровня). Что он представляет из себя?

*Картинку гнусно спёрли из википедии, потому что красивее не нарисуем*

Payload - это полезная нагрузка - данные сетевого уровня, которые вкладываются (инкапсулируются ) в кадр. MAC Header (Заголовок) - это служебная информация канального (второго) уровня. Самые важные пока для нас элементы - это source MAC-address (адрес отправителя кадра) и Destination MAC-address (адрес получателя кадра).

Третий уровень - сетевой (IP)
Четвёртый - транспортный (TCP, UDP, ICMP)
С пятого по седьмой - сеансовый, представления и прикладной (в стеке TCP/IP они не различаются и называются просто прикладным. На нём работают протоколы вроде HTTP, FTP, telnet и многие другие)

В английской википедии утверждается, что ICMP относится к 3-му уровню, что является спорным моментом.

Сегодня мы акцентируемся на 1-м и 2-м уровнях, особенно на втором. Третьего и четвертого коснёмся в следующих выпусках.

Теперь проследим нелёгкий путь кадра.
Состояние покоя сети - утопия.

Вы пытаетесь пропинговать, например, адрес соседнего компьютера командой ping 192.168.1.118 . Данные этого приложения показаны фиолетовым параллелепипедом.

Ещё один небольшой инструмент, который может немного увеличить удобство работы: banner. Это объявление, которое циска покажет перед авторизацией на устройство.

Switch(config)#banner motd q Enter TEXT message. End with the character "q". It is just banner. q Switch(config)#

После motd вы указываете символ, который будет служить сигналом о том, что строка закончена. В это примере мы поставили “q”.

Относительно содержания баннера. Существует такая легенда: хакер вломился в сеть, что-то там поломал\украл, его поймали, а на суде оправдали и отпустили. Почему? А потому, что на пограничном роутере(между интернет и внутренней сетью), в banner было написано слово “Welcome”. “Ну раз просят, я и зашел”)). Поэтому считается хорошей практикой в баннере писать что-то вроде “Доступ запрещен!”.

Для упорядочивания знаний по пунктам разберём, что вам необходимо сделать:

1) Настроить hostname. Это поможет вам в будущем на реальной сети быстро сориентироваться, где вы находитесь.

Switch(config)#hostname HOSTNAME

2) Создать все вланы и дать им название

Switch(config)#vlan VLAN-NUMBER Switch(config-vlan)#name NAME-OF-VLAN

3) Настроить все access-порты и задать им имя

Switch(config-if)#description DESCRIPTION-OF-INTERFACE Switch(config-if)#switchport mode access Switch(config-if)#switchport access vlan VLAN-NUMBER

Удобно иногда бывает настраивать интерфейсы пачками:

Msk-arbat-asw3(config)#interface range fastEthernet 0/6 - 10 msk-arbat-asw3(config-if-range)#description FEO msk-arbat-asw3(config-if-range)#switchport mode access msk-arbat-asw3(config-if-range)#switchport access vlan 102

4) Настроить все транковые порты и задать им имя:

Switch(config-if)#description DESCRIPTION-OF-INTERFACE Switch(config-if)#switchport mode trunk Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan VLAN-NUMBERS

5) Не забывайте сохраняться:

Switch#copy running-config startup-config

Итого: чего мы добились? Все устройства в одной подсети видят друг друга, но не видят устройства из другой. В следующем выпуске разбираемся с этим вопросом, а также обратимся к статической маршрутизации и L3-коммутаторам.
В общем-то на этом данный урок можно закончить. В видео вы сможете ещё раз увидеть, как настраиваются вланы. В качестве домашнего задания настройте вланы на коммутаторах для серверов.

Здесь вы можете скачать конфигурацию всех устройств:
liftmeup_configuration.zip .

P.S.
Важное дополнение: в предыдущей части, говоря о native vlan мы вас немного дезинформировали. На оборудовании cisco такая схема работы невозможна.
Напомним, что нами предлагалось передавать на коммутатор msk-rubl-asw1 нетегированными кадры 101-го влана и принимать их там в первый.
Дело в том, что, как мы уже упомянули выше, с точки зрения cisco с обеих сторон на коммутаторах должен быть настроен одинаковый номер влана, иначе начинаются проблемы с протоколом STP и в логах можно увидеть предупреждения о неверной настройке. Поэтому 101-й влан мы передаём на устройство обычным образом, кадры будут тегированными и соответственно, 101-й влан тоже необходимо создавать на msk-rubl-asw1.

Ещё раз хотим заметить, что при всём желании мы не сможем охватить все нюансы и тонкости, поэтому и не ставим перед собой такой задачи. Такие вещи, как принцип построения MAC-адреса, значения поля Ether Type или для чего нужен CRC в конце кадра, вам предстоит изучить самостоятельно.

Это первая статья из серии «Сети для самых маленьких». Мы с Максимом aka Gluck долго думали с чего начать: маршрутизация, VLAN"ы, настройка оборудования.
В итоге решили начать с вещи фундаментальной и, можно сказать, самой важной: планирование. Поскольку цикл рассчитан на совсем новичков, то и пройдём весь путь от начала до конца.

Предполагается, что вы, как минимум, читали о эталонной модели

(то же на

Вы должны быть зарегистрированы, чтобы видеть ссылки.

), о стеке протоколов

Вы должны быть зарегистрированы, чтобы видеть ссылки.

), знаете о типах существующих

Вы должны быть зарегистрированы, чтобы видеть ссылки.

). Мы понимаем, что для новичков «OSI» и «TCP/IP» - это страшные слова. Но не переживайте, не для того, чтобы запугать вас, мы их используем. Это то, с чем вам придётся встречаться каждый день, поэтому в течение этого цикла мы постараемся раскрыть их смысл и отношение к реальности.

Начнём с постановки задачи. Есть некая фирма, занимающаяся, допустим, производством лифтов, идущих только вверх, и потому называется ООО «Лифт ми ап». Расположены они в старом здании на Арбате, и сгнившие провода, воткнутые в пожжёные и прожжёные коммутаторы времён 10Base-T не ожидают подключения новых серверов по гигабитным карточкам. Итак, у них катастрофическая потребность в сетевой инфраструктуре и денег куры не клюют, что даёт вам возможность безграничного выбора. Это чудесный сон любого инженера. А вы вчера выдержали собеседование, и в сложной борьбе по праву получили должность сетевого администратора. И теперь вы в ней первый и единственный в своём роде. Поздравляем! Что дальше?

Вы должны быть зарегистрированы, чтобы видеть ссылки.

Которая имеет много достоинств по сравнению с “плоской сетью”:

упрощается понимание организации сети
модель подразумевает модульность, что означает простоту наращивания мощностей именно там, где необходимо
легче найти и изолировать проблему
повышенная отказоустойчивость за счет дублирования устройств и/или соединений
распределение функций по обеспечению работоспособности сети по различным устройствам.

Согласно этой модели, сеть разбивается на три логических уровня: ядро сети (Core layer: высокопроизводительные устройства, главное назначение - быстрый транспорт), уровень распространения (Distribution layer: обеспечивает применение политик безопасности, QoS, агрегацию и маршрутизацию в VLAN, определяет широковещательные домены), и уровень доступа (Access-layer: как правило, L2 свичи, назначение: подключение конечных устройств, маркирование трафика для QoS, защита от колец в сети (STP) и широковещательных штормов, обеспечение питания для PoE устройств).

В таких масштабах, как наш, роль каждого устройства размывается, однако логически разделить сеть можно.
Составим приблизительную схему:

Именовать устройства будем следующим образом: сокращённое название города (msk ) - географическое расположение (улица, здание) (arbat ) - роль устройства в сети + порядковый номер.
Соответственно их ролям и месту расположения выбираем hostname:
Маршрутизатор 2811: msk-arbat-gw1 (gw=GateWay=шлюз)
Коммутатор 2960: msk-arbat-dsw1 (dsw=Distribution switch)
Коммутаторы 2950: msk-arbat-aswN, msk-rubl-asw1 (asw=Access switch)

Документация сети
Вся сеть должна быть строго документирована: от принципиальной схемы, до имени интерфейса.
Прежде, чем приступить к настройке, я бы хотел привести список необходимых документов и действий:

Схемы сети L1, L2, L3 в соответствии с уровнями модели OSI (Физический, канальный, сетевой)
План IP-адресации = IP-план
Список VLAN
Подписи (description ) интерфейсов
Список устройств (для каждого следует указать: модель железки, установленная версия IOS, объем RAM\NVRAM, список интерфейсов)
Метки на кабелях (откуда и куда идёт), в том числе на кабелях питания и заземления и устройствах
Единый регламент, определяющий все вышеприведённые параметры и другие

Говоря о метках/наклейках на кабели, мы имеем ввиду это:

Подготовим нужные нам документы:

Вы должны быть зарегистрированы, чтобы видеть ссылки.

В дальнейшем мы обратимся и к

Вы должны быть зарегистрированы, чтобы видеть ссылки.

). Мы понимаем, что ссылки на технические статьи в википедии - это моветон, однако они дают хорошее определение, а мы попробуем в свою очередь перенести это на картину реального мира.
Под сетью Point-to-Point подразумеваем подключение одного маршрутизатора к другому в режиме точка-точка. Обычно берутся адреса с маской 30 (возвращаясь к теме бесклассовых сетей), то есть содержащие два адреса узла. Позже станет понятно, о чём идёт речь.

План подключения оборудования по портам
Разумеется, сейчас есть коммутаторы с кучей портов 1Gb Ethernet, есть коммутаторы с 10G, на продвинутых операторских железках, стоящих немалые тысячи долларов есть 40Gb, в разработке находится 100Gb (а по слухам уже даже есть такие платы, вышедшие в промышленное производство). Соответственно, вы можете выбирать в реальном мире коммутаторы и маршрутизаторы согласно вашим потребностям, не забывая про бюджет. В частности гигабитный свич сейчас можно купить незадорого (20-30 тысяч) и это с запасом на будущее (если вы не провайдер, конечно). Маршрутизатор с гигабитными портами стоит уже ощутимо дороже, чем со 100Mbps портами, однако оно того стоит, потому что FE-модели (100Mbps FastEthernet), устарели и их пропускная способность очень невысока.
Но в программах эмуляторах/симуляторах, которые мы будем использовать, к сожалению, есть только простенькие модели оборудования, поэтому при моделировании сети будем отталкиваться от того, что имеем: маршрутизатор cisco2811, коммутаторы cisco2960 и 2950.

Почему именно так распределены VLAN"ы, мы объясним в следующих частях.

Вы должны быть зарегистрированы, чтобы видеть ссылки.

Схемы сети
На основании этих данных можно составить все три схемы сети на этом этапе. Для этого можно воспользоваться Microsoft Visio, каким-либо бесплатным приложением, но с привязкой к своему формату, или редакторами графики (можно и от руки, но это будет сложно держать в актуальном состоянии:)).

Не пропаганды опен сорса для, а разнообразия средств ради, воспользуемся Dia. Я считаю его одним из лучших приложений для работы со схемами под Linux. Есть версия для Виндоус, но, к сожалению, совместимости в визио никакой.

Dia-файлы со схемами сети:

Вы должны быть зарегистрированы, чтобы видеть ссылки.

Как видите, информация в документах избыточна. Например, номера VLAN повторяются и на схеме и в плане по портам. Тут как бы кто на что горазд. Как вам удобнее, так и делайте. Такая избыточность затрудняет обновление в случае изменения конфигурации, потому что нужно исправиться сразу в нескольких местах, но с другой стороны, облегчает понимание.

К этой первой статье мы не раз ещё вернёмся в будущем, равно как и вам придётся всегда возвращаться к тому, что вы изначально напланировали.
Собственно задание для тех, кто пока только начинает учиться и готов приложить для этого усилия: много читать про вланы, ip-адресацию, найти программы Packet Tracer и GNS3.
Что касается фундаментальных теоретических знаний, то советуем начать читать Cisco press. Это то, что вам совершенно точно понадобится знать.
В следующей части всё будет уже по-взрослому, с видео, мы будем учиться подключаться к оборудованию, разбираться с интерфейсом и расскажем, что делать нерадивому админу, забывшему пароль.
P.S. Спасибо соавтору статьи - Максиму aka gluck.

Сети для самых маленьких. План подключения оборудования по портам

Пример1

Пример2

Документация сети

Список VLAN

План подключения оборудования по портам

Схемы сети

L2

Документация сети

Список VLAN

IP-план

План подключения оборудования по портам

Схемы сети

L1

L2

L3

Теория

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Ваш комментарий (необязательно):