?

Log in

No account? Create an account

Изменяю своим привычкам


Previous Entry Share Next Entry
Сети для самых маленьких: Часть нулевая. Планирование
eucariot
Статья опубликована на хабре.
======

Все выпуски



Сети для самых маленьких. Часть третья. Статическая маршрутизация
Сети для самых маленьких: Часть вторая. Коммутация
Сети для самых маленьких. Часть первая (которая после нулевой). Подключение к оборудованию cisco
Сети для самых маленьких: Часть нулевая. Планирование



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 (более подробно). 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.

Схема сети

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.

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

  2. 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.

  3. 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:

Схема 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



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:

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

Метки на кабелях

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



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.

IP-план



IP-план

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:

план подключения по портам

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. В линуксе, я считаю, его одним из лучших приложений для работы со схемами. Есть версия для Виндоус, но, к сожалению, совместимости в визио никакой.

L1



Схема сети 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

Схема сети L2

L3



Схема сети L3

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


Dia-файлы со схемами сети: L1, L2, L3

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.

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 советую начать читать Cisco press: раз, два, три (русский язык). Это то, что вам совершенно точно понадобится знать.
В следующей части мы будем учиться подключаться к оборудованию, разбираться с интерфейсом и расскажем, что делать нерадивому админу, забывшему пароль.


Отличная статья, буду ждать продолжнеия!

Скорее всего, после новогодних праздников.

Браво! Только сразу не ясно как общаются msk-arbat-dsw1 и msk-rubl-asw1 - прямая оптика или промежуточное устройство ?

В общем-то физика не имеет значения. Может, оптика, может две радиорелейки, может, провайдер предоставляет канал))
Нас в данном случае интересует 2-й и 3-й уровень.

(Deleted comment)
a0b, если вы читали предыдущую статью, то там я говорил о том, что это не проект сети для эксплуатации - это тестовая лаборатория, на который мы будем отрабатывать практику вланов, маршрутизации и прочее. Если будет возможность, то затрону и эту тему.

В будущей статье очень хотелось бы рассмотреть использование L3 коммутаторов в качестве уровня распределения. Тоже буду ждать очень продолжения.

Мне бы тоже этого хотелось, но пока нет. Дело в том, что мы начнём с очень простого: настройка вланов.
А что у вас за вопрос по l3-коммутаторам?

(Deleted comment)
Изначально я планировал на примере этих свитчей показать работу и настройку stp, но, в ближайшее время сделать это не получится, потому что Packet Tracer не поддерживает этот функционал.

Не понял про замечание "в Пакет Трейсер нет STP". ЕМНИП, когда учил CCNA по английскому флеш-курсу CCNA Exploration, там для каждой темы были готовые лабы для Пакет Трейсера, в т.ч. для STP. Если надо, могу найти этот курс и выслать хотя бы лабы. А так, он на торрентах навалом лежит.

Не будет лишним) Но в той версии, что у меня стп на коммутаторах по крайней мере нету.

на хабре ссылки в предложении "Что касается фундаментальных теоретических знаний, то советуем начать читать Cisco press: раз, два, три (русский язык)" ведут на английские документы. Надеюсь что продолжение долго ждать не придется.

А так же сейчас стоит задумка (у меня, нерадивого сетевого админа) заюзать один dhcp на несколько сетей, но как это реализовать не знаю.
в качестве шлюзов стоят CentOS 5.*, надеюсь что и этого вопроса коснетесь

Все просто. есть один dhcp-сервер. Есть dhcp-релеи, которые общаются с ним по юникасту и форвардят его запросы клиентам, уже продкастом. У нас это работало с одним dhcp на редхате и релеями на l3-длинках

(no subject) (Anonymous) Expand
(Deleted comment)
EoIP? :)
Как я сказал выше, принципиального значения не имеет, какая физика, но для определённости предположим, что это оптический кабель, чтобы не усложнять задачу наличием других операторов. Позже появятся ещё несколько филиалов. Туда вот как раз уже будет канал через провайдеров и отдельно об этом я упомяну.
Знакомый натюрморт на юзерпике ;)

(no subject) (Anonymous) Expand
(Deleted comment)
я не понимаю чего-то, или в таблице забыли влан 101 для msk-rubl-asw1 прописать?

Нет, не забыли. В ту сторону он уходит аксесом. То есть если пакет с меткой 101-го влана выходит с этого интерфейса, то метка удаляется и он идёт как бы в 1-м влане (native vlan).
И соответственно пакеты, приходящие на этот интерфейс без тега влана, будут протеггированы меткой 101.
В одной из следующих статей я покажу, как это настраивается.

(no subject) (Anonymous) Expand
По поводу - "Для самых маленьких", читал и половину не понял. Обманули. Это не нулевой уровень, не для новичков. Обманывать нехорошо.

Роман, следующая статья будет гораздо проще. В ней я расскажу о том, как подключаться к оборудованию и первых шагах настройки. Далее я плавно в следующей статье перейду к вопросам LAN и VLAN. Так что не унывайте и следите за лентой.

ребята! уважаемые авторы! выражаю вам несусветный, эпический, монструозный респект!!
такого "по полочкам" я ещё нигде не видел)
безумно полезно (мне)

имхо, если не забросите этот цикл статей - потом можно будет и о монетизации задуматься)) ну это так, к слову. уж больно понравилось.
ещё раз огромное спасибо!

Спасибо) В скором времени будет следующая статья) Заходите почитать.
Ну монетизацию тут точно никак не пришить. Да и не хочу. Пусть это будет бесплатный проект)

Замечательно! То что нужно для начинающих, причём доступно и с необходимыми ссылками! Автору безусловный РЕСПЕКТ, кто бы что не говорил. Немного раздражают посты опытных, типа: а я бы сюда ещё кнопку прямой связи с кремлём бы прикрутил... а чё так убого... ИМХО понты, ясно же что статья - посвящение в теорию а не прямое руководство. И так-же, как новичок, хочу попросить совета: в инете можно найти мануал по любому аспекту настройки сети, будь то AD, DHCP, DNS, etc... А если интересует общее положение? Как должно быть? Например, моя ситуация: устроился на предприятие монтажником сетей и связи (а сам эникей пожизни:), поднял ip видеонаблюдение. Смотрю IT структуру предприятия - полный трэш, своего специалиста никогда не было, в каждом отделе свой роутер от прова, все живут своей жизнью, творят чё хотят) Решил сделать всё по уму. Как и сказал ранее: много гуглил по устройству сети предрприятия, описания организационных аспектов нет: какие сервисы поднимать? кому какие права давать? Вобщем, думаю эта тема тоже весьма злободневная, буду рад советам skype: vkutsir icq:214104355

Доброго времени суток.
Встала похожая проблема, есть ряд отличий:
* уровень затрат гораздо ниже, эта проблема, думаю, стара как мир.
* оборудованием следует объединить два отдела на одном этаже в соседних офисах (возможность воспользоваться одним маршрутизатором и одним/несколькими свитчами, точка Wi-Fi есть).
* численность около 20 человек.

Вопрос: КАК выбрать сетевое оборудование, даже если есть возможность задать требования?
Одних Cisco миллион + два маршрутизатора.
Буду благодарен за ссылки или ресурсы, позволяющие понять, какая модель мне нужна, или принцип их разделения на группы, не изучая все тонкости каждой единицы модельного ряда производителя.

На 20 человек я бы посоветовал cisco что-нибудь вроде 1900, если говорить о новой. БУшная с shop.nag.ru, например будет значительно дешевле. Можно приглядеться к 2811, например.
Если с деньгами совсем плохо, но можно использовать компьютер в качестве шлюза и взять два или три свитча.
Сложно говорить, не зная ничего о задаче. Если желаете, можно обсудить более подробно. Оставляйте e-mail.

как новичку мне не понятно что относиться к серверной ферме, первый раз встречаю такое понятие.
В условиях ограниченного бюджета, одна циска совсем не справитсья с нагрзкой, а две (уберем все 2950) ?


Цитата с хабры:
***Что касается фундаментальных теоретических знаний, то советуем начать читать Cisco press: раз, два, три (русский язык). Это то, что вам ***совершенно точно понадобится знать.

Есть ли эти же матириалы на русском ?

Понятие "серверная ферма" здесь использовано для примера и, возможно, не очень корректно.
То есть фраза " Cisco press: раз, два, три (русский язык)" вам вообще ни о чём не сказала?

(no subject) (Anonymous) Expand
(no subject) (Anonymous) Expand
(Deleted comment)
Ну вы вопросы, конечно, задаёте. Если бы речь шла о моём городе, то я бы вам точно посоветовал.
А так только либо через хороших знакомых, либо на hh.ru, благо в питере он отлично развит. Но нужен человек, который сможет собеседовать такого инженера, чтобы силы и деньги потом оказались вложены не зря.

(Deleted comment)