Свързване и конфигуриране на малка мрежа

Какво ще научите от темата
• кои протоколи се ползват в интернет
• какво е адрес на компютър (IP адрес)
• какво е маска
• каква е ролята на gateway
• какво е област на имена (Domain Name)
• какво означава адресиране в среда на интернет и как работи
• kак се конфигурира компютър, за да работи в интернет – какви са настройките
• кое е особеното при модела на изграждане на домашна мрежа

Предизвикателство
Фирма ИТ – Логистик иска да изгради локални мрежи във всеки отдалечен офис. Локалната мрежа трябва да има възможност да свързва компютърните системи кабелно и безжично. Присъединяването на локалната мрежа към интернет може да става по различен начин за различните офиси, по телефонен кабел, по оптичен кабел, по кабел тип усукана двойка или с помощта на безжична връзка.

Обърни внимание
Работата на интернет мрежата следва определени правила, за да може да предостави съответни услуги. Тези правила се наричат протоколи.

Да се запознаем с...

За да подготвим компютърните системи от локалната мрежа за работа в интернет, е необходимо да използваме такъв протокол, какъвто използват потребителите в интернет. Това е протоколът IP или Internet Protocol. На практика това не е един, а семейство от няколко протокола. За тяхното правилно функциониране е необходимо да се конфигурират четири параметъра.

Първо – трябва да се зададе IP адрес на компютърната система. IP адресът е уникален за интернет. Той се представя като четири отделни групи цели числа, разделени с точки, например 62.44.100.5. Числата не могат да бъдат по-големи от 255 и по-малки от 0. IP адресът е аналог на пощенски адрес или телефонен номер, които също са единствени в целия свят. Това е необходимо, за да бъде сигурно, че съобщението няма да отиде при друг получател.
Второ – трябва да се въведе адресна маска (например 255.255.255.0). Това е параметър, указващ максималния брой IP адреси, които могат да съществуват във вашата локална мрежа. Освен това тя определя дали IP адресът на получателя на дадено съобщение се намира в локалната мрежа или извън нея.
Трето – въвеждаме IP адрес на шлюза (вратата, gateway) към интернет. Това е адресът на устройството, което пренася данните от локалната мрежа в интернет и обратно. Първоначално вашата локална мрежа е осигурявала връзка само между компютрите вътре в нея. Никой от тях не е имал изход към други мрежи. В определен момент се е появила необходимост от връзка с интернет и тогава към вашия комутатор е било свързано устройство, наречено „маршрутизатор“ (router). Маршрутизаторът „знае“ няколко протокола, които му помагат да определи пътя на данните в интернет. Неговият адрес е и адрес на шлюза. Маршрутизаторите пренасят данни само с указани IP адреси на изпращача и получателя.
Четвърто – определяме IP адрес на DNS (Domain Name Server). Можете да си представите DNS като голям телефонен указател. Той съдържа списък с имена на сайтове и техните IP адреси.
Област на имена (Domain Name) – това е разширението на името – например: .bg (BG); .com (комерсиални) и т.н. Потребителите се ориентират по-лесно в интернет като запомнят имената на сайтовете, а не числата на техните IP адреси. Аналогично по-лесно се запомнят имената на хората, а не техните телефонни номера, затова всеки телефон е снабден с телефонен указател. Когато изпишете името на сайта, който искате да посетите, в адресното поле на браузъра, той се обръща към DNS, за да получи IP адреса на сайта, и чак тогава подава данните към маршрутизатора.
В опростен вид целият диалог изглежда така:
Потребител към браузър: „Покажи ми какво има на ...!“
Браузър към DNS: „Дай ми IP адреса на ...!“
DNS към браузър: „IP адресът на ... е ...“
Браузър към маршрутизатор: „Занеси до 216.58.204.132 следното съобщение: „Дай да видя каква информация предоставяш!“

Ръчно настройване на параметрите, необходими за връзка с интернет

Всичките четири настройки могат да се укажат ръчно от потребителя. Мястото, където се записват, зависи от операционната система. В някои операционни системи това е текстов файл, а в други е интерактивен прозорец.
Забележете, че има указан адрес на втори DNS. Той е необходим, в случай че първият DNS по някаква причина не отговори.
Ръчното настройване на параметри за интернет е бавно и невинаги удобно, особено ако управлявате мрежа с много компютри. За улеснение съществува протокол наречен DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol, който помага на потребителските компютри да получат автоматично всички необходими настройки от сървър, наречен DHCP. Диалогът между клиента и DHCP изглежда по следния начин:
Клиент към DHCP: „Нямам параметри за връзка с интернет, моля изпрати ми!“
DHCP към клиент: „Предлагам ти IP адрес 192.168.5.6, маска 255.255.255.0, шлюз 192.168.2.1 и DNS 192.168.2.1“.
Клиент към DHCP: „Приемам предложението!“
DHCP към клиент: „Разбрах, предложението ми е прието!“
Обмяната на тези съобщения остава скрита от потребителя. Понякога на практика има допълнителни препятствия, които спират обмена на данни и трябва да се преодолеят. Това могат да бъдат:
• физически дефекти на мрежата – нарушена преносна среда, неработещи мрежови устройства – мрежови карти, комутатори и т.н.
• апаратни дефекти в компютърните системи
• проблеми в операционната система
• приложни програми – например защитни стени, които филтрират потока от данни.

Задачи
1. Разгледайте как е изградена мрежата във вашето училище. Начертайте схема на отделните устройства и връзките между тях. Проучете каква е ролята на всяко от устройствата в мрежата. Направете проект за малка домашна мрежа. Разширете проекта, като увеличите броя на компютърните системи в него.
2. Разиграйте като кратка сценка репликите, които си обменят браузърът и DNS. Разширете сценария, като включите и рутера с неговата специфична роля.