Курс
=== Общая структура === (рекомендуемая длительность: 8–12 занятий / 8–12 недель)
- Введение и основы (1 занятие)
- Канальный и физический уровни — Ethernet, кабели, VLAN
- Модель OSI vs TCP/IP, пакеты и фреймы
- IPv4: адресация и subnetting
- IPv6 — базовые концепции
- Коммутация (Switching) и VLANs
- Маршрутизация: статическая и динамическая (RIP/OSPF обзор)
- Базовые сетевые сервисы: DHCP, DNS, NAT
- Беспроводные сети Wi-Fi — основы и безопасность
- Сетевая безопасность: ACL, firewall, VPN
- Тестирование и диагностика: ping, traceroute, arp, nslookup, tcpdump/wireshark
- Мониторинг, логирование, резервирование и документация
- Виртуализация и основы облачных сетей
- Практика: лаборатории + кейс-проект
- Итоговое задание / тест
+---------------------------------------------------------------+
Детализация модулей
1. Введение и терминология (цель: выдать общий словарь)
Что такое сеть, узел, хост, порт, MAC, IP, шлюз.
Типы сетей: LAN, WAN, MAN, PAN.
Практика: знакомство с командной строкой сети (ipconfig/ifconfig).
2. Модель OSI и TCP/IP
Семь уровней OSI — кто за что отвечает.
Как пакеты переходят через стек — пакеты, сегменты, кадры.
Практика: проследить пакет в Wireshark (теоретическая демонстрация).
3. Физический и канальный уровень (Ethernet)
Кабели (UTP, STP, оптика), разъёмы RJ-45, стандарты (Cat5e/6).
Ethernet-frame, MTU, collision vs switching.
Практика: нарисовать схему сети, правильно подобрать кабели.
4. IPv4: адресация и subnetting (фундамент)
Классы? (коротко), префиксная нотация (CIDR), маски.
Подсети, broadcast, network ID, host range.
Практика: расчёт подсетей, задания на split/aggregate, онлайн-и/или бумажные упражнения.
5. IPv6 (основы)
Формат адреса, сокращения, SLAAC vs DHCPv6, преимущества.
Практика: представить IPv6-адрес устройства, преобразовать.
6. Коммутация и VLAN
L2 switching, MAC-таблица, flooding, spanning tree (базово).
VLAN: зачем, trunk vs access, VLAN tagging (802.1Q).
Практика: настроить VLAN на виртуальном switch (GNS3/PacketTracer/real).
7. Маршрутизация
Что делает роутер, routing table, default route.
Статическая маршрутизация: примеры и конфликты.
Динамическая — обзор RIP, OSPF, BGP (основные идеи; BGP — обзор).
Практика: настроить статические маршруты; смоделировать OSPF в симуляторе.
8. Сетевые сервисы: DHCP/DNS/NAT
DHCP процесс, leases, scope.
DNS: A, AAAA, CNAME, PTR; как резолвится имя.
NAT: PAT vs SNAT, когда нужен.
Практика: поднять DHCP сервер, посмотреть логи; сделать статическую запись в DNS.
9. Беспроводные сети
Частоты 2.4/5 GHz, SSID, WPA2/WPA3, выбор каналов.
Позиционирование точки доступа, базовые меры безопасности.
Практика: анализ беспроводной сети (сканирование каналов).
10. Безопасность на сетевом уровне
ACL на коммутаторах/роутерах, базовые правила firewall.
VPN: IPSec vs SSL, туннелирование, аутентификация.
Практика: написать простое ACL для блокировки сети; посмотреть пример туннеля.
11. Диагностика и инструменты
ping, traceroute, arp, netstat, ss, tcpdump, tshark, Wireshark.
Методика поиска неисправностей (OSI-подход сверху вниз).
Практика: разбор packet capture; диагностика медленного узла.
12. Мониторинг и документация
SNMP основы, syslog, RRD/Graphite/Prometheus (обзор).
Как вести документацию: схемы, IP-план, CMDB.
Практика: составить простой IP-план для малого офиса.
13. Виртуализация и облачные сети (введение)
Vlan внутри гипервизора, vSwitch, overlay сети (VXLAN — обзор).
Основы сетей в AWS/Azure/GCP (VPC, subnets, security groups).
Практика: объяснить сетевой путь при подключении VM к внешнему интернету.
14. Лаборатории и кейс-проект
Набор обязательных лабораторий (см. ниже).
Финальный проект: спроектировать и настроить сеть для малого офиса (сетевая схема, IP-план, VLAN, DHCP, базовая безопасность, тестирование).
Что такое сеть, узел, хост, порт, MAC, IP, шлюз
1. Что такое сеть (Network)
Определение:
Сеть — это совокупность устройств, связанных между собой для обмена информацией с помощью физических и логических каналов передачи данных.
Цель сети:
Передача данных, совместное использование ресурсов (файлов, принтеров, интернета), централизованное управление и безопасность.
Основные признаки сети:
- Наличие устройств (компьютеры, маршрутизаторы, сервера, принтеры и т.д.);
- Среда передачи данных (медь, оптика, радиоэфир);
- Протоколы связи — правила обмена (Ethernet, IP, TCP, HTTP и др.);
- Адресация — уникальные идентификаторы устройств.
Классификация по масштабу:
- PAN (Personal Area Network) Например: Bluetooth, USB-связь
- LAN (Local Area Network) Например: офисная сеть, сеть дома
- MAN (Metropolitan Area Network) Например: сеть между зданиями в городе
- WAN (Wide Area Network) Например: Интернет, корпоративные магистрали
Пример:
Домашняя сеть: ноутбук, смартфон и Smart TV подключены к Wi-Fi роутеру — все они находятся в одной LAN. Роутер соединяет LAN с WAN (интернетом).
2. Узел (Node)
Определение:
Узел — это любое устройство, подключённое к сети и способное передавать или принимать данные.
Типы узлов: Конечные устройства (ПК, ноутбуки, телефоны, серверы); Промежуточные устройства (коммутаторы, маршрутизаторы, точки доступа, шлюзы); Специализированные узлы (камеры, принтеры, IoT-датчики). Характеристика: Каждый узел имеет хотя бы один сетевой интерфейс, идентифицируемый MAC-адресом, и (в большинстве случаев) IP-адресом. Пример: Коммутатор, даже если не имеет IP для управления, всё равно является узлом — он участвует в передаче кадров по MAC.
3. Хост (Host)
Определение:
Хост — это конечный узел, который может непосредственно взаимодействовать с другими устройствами по IP (отправлять/принимать пакеты). Особенности: Имеет IP-адрес (IPv4 или IPv6); Работает на сетевом уровне модели OSI; Может выполнять роль клиента, сервера или обоих. Примеры хостов: Компьютер, сервер, ноутбук, смартфон; Виртуальная машина, контейнер, IoT-устройство; Иногда маршрутизатор, если он обслуживает клиентов (например, DNS или DHCP-сервер внутри него). Отличие узла от хоста: Все хосты — узлы, но не все узлы — хосты. Коммутатор — узел, но не хост, потому что он не обменивается IP-пакетами на прикладном уровне. 4. Порт (Port) Определение: Порт — это логический номер, позволяющий операционной системе различать сетевые приложения на одном устройстве. Диапазон портов: 0–65535
Категория Диапазон Пример Well-known 0–1023 HTTP (80), HTTPS (443), SSH (22), DNS (53) Registered 1024–49151 приложения и сервисы Dynamic / Private 49152–65535 временные (ephemeral) порты клиентов
Зачем нужны порты: Когда вы подключаетесь к сайту, ваш браузер открывает временный порт, например 52345, и соединяется с сервером на порту 443 (HTTPS). Благодаря этому можно одновременно иметь десятки соединений. Аналогия: Дом = IP-адрес, квартира = порт. Почтальон знает адрес дома, а консьерж (сетевая ОС) определяет, в какую квартиру (порт) доставить письмо (пакет данных).
5. MAC-адрес (Media Access Control) Определение: MAC — это уникальный физический адрес, присваиваемый каждому сетевому интерфейсу на уровне производителя. Используется на канальном уровне (L2) модели OSI. Формат: XX:XX:XX:XX:XX:XX (48 бит, шестнадцатеричная форма). Пример: 00:1A:2B:3C:4D:5E Структура MAC-адреса: Первые 24 бита — OUI (Organizationally Unique Identifier) — код производителя; Последние 24 бита — уникальный номер устройства. Функция: MAC используется для доставки кадров внутри локальной сети. Коммутатор хранит таблицу соответствия MAC → порт. 📎 Важно: MAC работает только в пределах одной LAN. При переходе через маршрутизатор (L3) MAC заменяется. 6. IP-адрес (Internet Protocol Address) Определение: IP-адрес — это логический адрес, используемый для идентификации узлов в сетях уровня 3 (сетевой уровень OSI). Версии: IPv4 — 32 бита (пример: 192.168.1.10) IPv6 — 128 бит (пример: 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334) IPv4 структура: Network ID — часть, определяющая сеть. Host ID — часть, определяющая конкретное устройство в сети. Классы IPv4 (для общего понимания):
Класс
Диапазон
Кол-во хостов
Пример
A
1.0.0.0 – 126.255.255.255
16 млн
Корпоративные сети
B
128.0.0.0 – 191.255.255.255
65 тыс
Университеты, крупные компании
C
192.0.0.0 – 223.255.255.255
254
Домашние/офисные сети
CIDR (префиксная нотация): 192.168.1.0/24 — маска 255.255.255.0 (256 адресов, из них 254 хоста). 📎 Отличие от MAC: IP можно изменить, назначить вручную или через DHCP, а MAC «прошит» в сетевой карте.
7. Шлюз (Gateway) Определение:
Шлюз по умолчанию (Default Gateway) — это устройство, которое обеспечивает выход из локальной сети в другие сети, обычно в интернет.
Роль шлюза: Принимает трафик, предназначенный для другой сети; Использует маршрутизацию (routing) для выбора пути передачи; Может выполнять NAT, firewall, DHCP, VPN и другие функции. Пример:
Если ваш компьютер 192.168.1.100 хочет отправить пакет на сервер 8.8.8.8, он передаёт его шлюзу 192.168.1.1 (роутеру), который уже знает, куда дальше направить трафик. Аналогия: Шлюз — это как «выехать с подъездной дороги на шоссе». В локальной сети вы можете «ездить» между соседями напрямую, но чтобы попасть за город (в интернет), нужен выезд — шлюз.
ИТОГОВОЕ РЕЗЮМЕ
Термин Уровень OSI Назначение Пример MAC 2 Уникальный физический адрес интерфейса 00:1A:2B:3C:4D:5E IP 3 Логический адрес узла в сети 192.168.1.10 Порт 4 Номер приложения/службы 80 (HTTP) Шлюз 3 Устройство, связывающее сети 192.168.1.1 Узел все Любое устройство в сети ПК, маршрутизатор Хост 3-7 Конечное устройство, работающее с IP ноутбук, сервер Сеть - Совокупность узлов и каналов LAN, WAN, MAN
Типы сетей: LAN, WAN, MAN, PAN 1. PAN — Personal Area Network (Персональная сеть) Определение: PAN — это самая малая сеть, объединяющая устройства, принадлежащие одному пользователю в пределах нескольких метров. Примеры: Смартфон ↔️ наушники Bluetooth Ноутбук ↔️ мышь или клавиатура по Bluetooth Телефон ↔️ Smart Watch USB-тетеринг между ПК и телефоном Технические характеристики: Радиус: до 10 м (иногда больше при BLE 5.0); Скорость: от 1 до 24 Мбит/с (в зависимости от стандарта Bluetooth); Протоколы: Bluetooth, Infrared (IrDA), ZigBee, USB, NFC; Схема подключения: точка-точка или звезда. Аналогия: PAN — это личное пространство связи. Всё, что "на тебе и вокруг тебя" — от умных часов до гарнитуры. 2. LAN — Local Area Network (Локальная сеть) Определение: LAN — это сеть, охватывающая ограниченную территорию (офис, здание, кампус, дом). Она объединяет компьютеры и другие устройства для совместного использования данных и ресурсов. Основные характеристики: Радиус: до 1 км; Скорость: от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с и выше; Среда: витая пара, оптика, Wi-Fi; Протоколы: Ethernet, Wi-Fi (802.11), ARP, STP, VLAN; Топологии: звезда, дерево, кольцо, mesh. Типовые устройства: Коммутаторы (switch); Точки доступа (Access Point); Маршрутизаторы; Серверы, принтеры, камеры.
Преимущества: Высокая скорость; Низкие задержки; Простота управления; Контроль безопасности и доступа.
Пример:
Домашняя сеть — ноутбук, принтер и телевизор подключены к одному Wi-Fi-роутеру. 3. MAN — Metropolitan Area Network (Городская сеть) Определение: MAN — это сеть, охватывающая территорию города или крупного района, соединяющая несколько локальных сетей (LAN) между собой. Примеры: Сеть провайдера, соединяющая районы города; Сеть между зданиями университета или компании; Сети муниципальных служб (видеонаблюдение, IoT). Технические характеристики: Радиус: от 1 до 50 км; Среда: волоконно-оптические линии, радиорелейные каналы; Скорость: от сотен Мбит/с до десятков Гбит/с; Протоколы: MPLS, Metro Ethernet, SDH/SONET, DWDM; Оборудование: маршрутизаторы, оптические мультиплексоры, коммутаторы уровня L2/L3.
Аналогия:
MAN — это как городская транспортная сеть, соединяющая районы (LAN) между собой скоростными магистралями. 4. WAN — Wide Area Network (Глобальная сеть) Определение: WAN — это сеть, охватывающая большие географические территории: страны, континенты, планету. Главный пример WAN — Интернет. Основные характеристики: Радиус: от сотен километров до всего мира; Скорость: от десятков Мбит/с до терабит; Среда: оптоволоконные линии, спутниковые каналы, подводные кабели; Протоколы: IP, MPLS, BGP, PPP, Frame Relay; Устройства: маршрутизаторы, оптические транспондеры, магистральные коммутаторы. Назначение: Объединение удалённых филиалов, дата-центров, облаков; Обеспечение доступа к Интернету; Передача данных между регионами и странами. Преимущества: Глобальное покрытие; Надёжность через резервные маршруты; Масштабируемость.
Пример:
Связь между офисом в Киеве и сервером в Амстердаме через сеть оператора — это WAN. Сам Интернет — крупнейшая WAN в мире.
Тип сети
Полное название
Радиус действия
Примеры технологий
Пример использования
PAN
Personal Area Network
до 10 м
Bluetooth, USB, NFC
Смартфон ↔ Наушники
LAN
Local Area Network
до 1 км
Ethernet, Wi-Fi
Дом, офис
MAN
Metropolitan Area Network
1–50 км
Metro Ethernet, MPLS
Сеть города, провайдер
WAN
Wide Area Network
50+ км, глобально
IP, MPLS, SDH, Internet
Интернет, VPN между филиалами
Знакомство с командной строкой сети (ipconfig / ifconfig / дополнительные утилиты) Визуальная аналогия Сеть Масштаб Аналогия PAN 1 человек Личные устройства LAN 1 дом / офис Домашняя сеть MAN 1 город Городская магистраль WAN 1 страна / мир Глобальная сеть, Интернет
1. Зачем это нужно
Командная строка — это инструмент для:
диагностики соединений (IP, DNS, шлюз, интерфейсы);
проверки корректности настроек;
первичной диагностики проблем (“не пингуется”, “нет интернета”, “адрес не выдан”);
управления сетевыми интерфейсами вручную.
Работа через CLI (Command Line Interface) быстрее и точнее, чем через GUI, особенно на серверах.
2. Команда ipconfig (Windows)
Назначение:
Отображает и управляет сетевыми параметрами интерфейсов Windows.
Синтаксис:
ipconfig [параметры]
Основные примеры:
ipconfig Показать базовую информацию о сетевых адаптерах: IP, маска, шлюз
ipconfig /all Подробная информация (включая MAC, DNS, DHCP, Lease time)
ipconfig /release Освободить текущий IP, полученный от DHCP
ipconfig /renew Запросить новый IP у DHCP-сервера
ipconfig /flushdns Очистить кэш DNS-резольвера
ipconfig /displaydns Просмотреть содержимое DNS-кэша
Пример вывода:
Ethernet adapter Ethernet0:
Connection-specific DNS Suffix . : IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 192.168.10.24 Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0 Default Gateway . . . . . . . . . : 192.168.10.1 DHCP Enabled. . . . . . . . . . . : Yes Physical Address. . . . . . . . . : 00-1A-2B-3C-4D-5E
Комментарий: Из этого вывода можно понять — есть ли DHCP, какой IP и маска у устройства, и куда идут пакеты (через какой шлюз). 3. Команда ifconfig (Linux, macOS) Назначение: Показывает и управляет сетевыми интерфейсами в Unix-подобных системах. (в новых дистрибутивах заменяется на ip addr из пакета iproute2). Синтаксис: ifconfig [интерфейс] [опции] Основные примеры: Команда Описание ifconfig Показать активные интерфейсы ifconfig -a Показать все интерфейсы, включая неактивные ifconfig eth0 up Включить интерфейс ifconfig eth0 down Выключить интерфейс ifconfig eth0 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 up Назначить IP и запустить интерфейс
Пример вывода: eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 192.168.1.24 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255
inet6 fe80::a00:27ff:fe4e:66a1 prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 08:00:27:4e:66:a1 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 5213 bytes 734910 (717.6 KiB)
TX packets 4121 bytes 598310 (584.4 KiB)
Комментарий: Здесь видно IP-адрес, маску, MAC, счётчики трафика и состояние интерфейса.
4. Новые утилиты: ip (замена ifconfig) Современные Linux-дистрибутивы используют: ip addr show ip link show ip route show Пример: ip addr show eth0 выведет IP, MAC, состояние интерфейса, IPv6 и т.д.
5. Дополнительные полезные команды
