Модуль_3. Модуль системы и сети передачи данных
 Скачать 1.93 Mb.
|
|
Протокол X.500 X.500 — серия стандартов ITU-T (1993 г.) для службы распределенного каталога сети. Каталоги X.500 предоставляют централизованную информацию обо всех именованных объектах сети (ресурсах, приложениях и пользователях) (рекомендации MKKTT для каталогов). Изначально стандарт X.500 планировался для использования именований узлов, адресов и почтовых ящиков, предусмотренных стандартом X.400. Каталоги, как правило, содержат статические и редко изменяемые элементы, так как каталоги изначально оптимизированы для очень быстрого отклика на запросы поиска и чтения данных. Каталоги полностью структурированы. Каждый элемент данных имеет имя, которое, одновременно определяет положение элемента в иерархии каталога. Каждый атрибут элемента, как правило, может иметь несколько значений и это является нормальным поведением, в отличие от обычных баз данных. Каталоги являются очень специфическими системами хранения данных. Их удобно использовать для иерархически скомпонованных объектов. Каталоги могут быть реплицированы между несколькими серверами, для удобного доступа и распределения нагрузки. Текстовая информация очень хорошо подходит для каталогов, так как легко поддается поиску, но данные могут быть представлены и в любой другой форме. Очень удобно использовать каталоги для управления пользовательскими аккаунтами, машинами, схемами доступа, приложениями 48 и многим другим, поскольку механизмы управления чаще всего только считывают данные из центрального храни Протокол SPDY SPDY (читается как «speedy», «спиди») — протокол прикладного уровня для передачи веб-контента. Протокол разработан корпорацией Google. По замыслу разработчиков, данный протокол позиционируется как замена некоторых частей протокола HTTP — таких, как управление соединениями и форматы передачи данных. Основной задачей SPDY является снижение времени загрузки веб- страниц и их элементов. Это достигается за счет расстановки приоритетов и мультиплексирования передачи нескольких файлов таким образом, чтобы требовалось только одно соединение для каждого клиента. Документация по проекту уже доступна, было проведено первое лабораторное тестирование. Тесты проходили таким образом: создатели сымитировали сеть и загрузили по SPDY-протоколу 25 крупнейших мировых сайтов. Статистика говорит о том, что в ряде случаев веб-страницы загружались на 55% быстрее, чем при использовании HTTP-протокола. В документации также сказано, что время загрузки страниц стало меньше на 36%. 10. Траблшутинг Траблшутинг (англ. troubleshooting — устранение неполадок, работа над проблемой) — форма решения проблем, часто применяемая к ремонту неработающих устройств или процессов. Представляет собой систематический, опосредованный определённой логикой поиск источника проблемы с целью её решения. Траблшутинг как поиск и устранение неисправностей необходим для поддержания и развития сложных систем, где проблема может иметь множество различных причин. Как правило, траблшутингом занимается техническая поддержка. Есть разные причины, по которым все идет не так в наших сетях: люди делают ошибки в своих настройках, оборудование может выйти из строя, обновления программного обеспечения могут включать ошибки, а изменение структуры трафика может вызвать перегрузку в наших сетях. Для устранения этих ошибок существуют различные подходы, и некоторые из них более эффективны, чем другие. Устранение неполадок состоит из 3 этапов: 49 Все это начинается, когда кто-то или что-то сообщает о проблеме. Часто это будет пользователь, который звонит в службу поддержки, потому что что- то работает не так, как ожидалось, но также возможно, что вы обнаружите проблемы из-за мониторинга сети (Вы ведь контролируете свою сеть?). Следующий шаг — это диагностика проблемы, и очень важно найти ее корень. Как только вы обнаружите проблему, вы реализуете (временное) решение. Диагностика проблемы является одним из самых важных шагов, чтобы устранить неполадки в сети. Для начала нам нужно найти первопричину проблемы. И для этого, необходимо выполнить ряд действий: Сбор информации: в большинстве случаев отчет о проблеме не дает нам достаточно информации. Пользователи просто нам сообщают, что "сеть не работает" или "Мой компьютер не работает", но это нам ничего не дает. Мы должны собирать информацию, задавая нашим пользователям подробные вопросы, или мы используем сетевые инструменты для сбора информации. Анализ информации: как только мы собрали всю информацию, мы проанализируем ее, чтобы увидеть, что не так. Мы можем сравнить нашу информацию с ранее собранной информацией или другими устройствами с аналогичными конфигурациями. Устранение возможных причин: нам нужно подумать о возможных причинах и устранить потенциальные причины проблемы. Это требует досконального знания сети и всех протоколов, которые в ней задействованы. Гипотеза: после определения возможных причин, вы в итоге получите список этих причин, которые могут вызывать проблему работу сети. Мы выберем самую наиболее вероятную причину возникновения проблемы. Проверка гипотезы: мы проверим нашу гипотезу, чтобы увидеть, правы мы или нет. Если мы правы, у нас есть победа...если мы ошибаемся, мы проверяем наши другие возможные причины. Если вы применяете структурированный подход для устранения неполадок, вы можете просто "следовать интуиции" и запутаться, потому что вы забыли, что вы уже пробовали или нет. Это упрощает поиск проблемы, если вы работаете вместе с другими сетевыми администраторами, потому что вы можете поделиться шагами, которые вы уже выполнили. 50 Вот шаги поиска проблемы в блок-схеме. Мы называем это структурированным подходом к устранению неполадок. Вместо того чтобы выполнять все различные этапы структурированного подхода к устранению неполадок, мы также можем перейти от этапа "сбор информации" непосредственно к шагу "гипотеза" и пропустить этапы "анализ информации" и "устранение возможных причин". По мере того, как вы наберётесь опыта в устранении неполадок, вы сможете пропустить некоторые шаги. Траблшутинг сетевых неполадок Шаги, которые мы пропускаем, выделены синим цветом. Если вас ваши интуиция подведет, то вы потеряете много времени. Если вы правы, то вы сэкономите много времени. Устранение возможных причин является важным шагом в процессе устранения неполадок, и есть несколько подходов, как вы можете это сделать. Перечислим эти подходы: • Сверху вниз; • Снизу вверх; • Разделяй и властвуй; • Отследить путь трафика; • Поиск отличий; 51 • Замена компонентов. Давайте пройдемся по разным подходам один за другим! Модель OSI Метод "сверху вниз" "Сверху вниз" означает, что мы начинаем с верхней части модели OSI (прикладной уровень) и продвигаемся дальше вниз. Идея заключается в том, что мы проверим приложение, чтобы увидеть, работает ли оно, и предположим, что если определенный уровень работает, то все нижеперечисленные уровни также работают. Если вы посылаете эхо-запрос с одного компьютера на другой (ICMP), то можете считать, что уровни 1,2 и 3 работают. Недостатком этого подхода является то, что вам нужен доступ к приложению, в котором устраняете неполадки. Метод "снизу вверх" "Снизу вверх" означает, что мы начинаем с нижней части модели OSI и будем продвигаться вверх. Мы начнем с физического уровня, который означает, что мы проверяем наши кабели и разъемы, переходим к канальному уровню, чтобы увидеть, работает ли Ethernet, связующее дерево работает нормально, безопасность портов не вызывает проблем, VLAN настроены правильно, а затем переходим на сетевой уровень. Здесь мы будем проверять наши IP-адреса, списки доступа, протоколы маршрутизации и так далее. Этот подход является очень тщательным, но и отнимает много времени. Если вы новичок в устранении неполадок рекомендуется 52 использовать этот метод, потому что вы устраните все возможные причины проблем. Метод "разделяй и властвуй" Разделяй и властвуй означает, что мы начинаем с середины OSI-модели. Вы можете использовать эту модель, если не уверены, что нисходящее или восходящее движение более эффективно. Идея заключается в том, что вы попытаетесь отправить эхо-запрос с одного устройства на другое. Если ping работает, вы знаете, что уровень 1–3 работает, и вы можете продвинуться вверх по модели OSI. Если эхо-запрос терпит неудачу, то вы знаете, что что-то не так, и вы будете причину проблемы в нижней части модели OSI. 53 Метод "путь трафика" Изучение путь следования трафика очень полезно. Сначала мы попытаемся отправить эхо-запрос с хоста A на хост B. В случае сбоя мы проверим все устройства на его пути. Сначала мы проверим, правильно ли настроен коммутатор A, и, далее, мы перейдем на коммутатор B, проверим его, а затем перейдем к маршрутизатору A. Метод "поиск отличий" Этот подход вы, скорее всего, делали и раньше. Поиск отличий в конфигурации или вывод команд show может быть полезным, но очень легко что-то пропустить. Если у вас есть несколько маршрутизаторов филиала с похожей конфигурацией, и только один не работает, вы можете заметить отличие в конфигурациях. Сетевые администраторы, которые не имеют большого опыта, обычно используют этот подход. Возможно, вам удастся решить проблему, но есть риск, что вы на самом деле не знаете, что делаете. Метод "замена компонентов" Последний подход к решению нашей проблемы — это замена компонентов. Допустим, у нас есть сценарий, в котором компьютер не может получить доступ к сети. В приведенном выше примере мы можем заменить компьютер, чтобы устранить любую вероятность того, что компьютер является проблемой. Мы можем заменить кабель, и, если мы подозреваем, что коммутатор не работает или неверно настроен, мы можем заменить его на новый и скопировать старую конфигурацию, чтобы увидеть, есть ли какие- либо проблемы с оборудованием. 54 11. DHCP, PXE DHCP — протокол автоматизации назначения IP-адреса клиенту. Он широко используется в современных сетях. Рассмотрим принципы работы, процесс DORA, основные опции и другие аспекты протокола. Для чего нужен протокол DHCP DHCP — протокол прикладного уровня модели TCP/IP, служит для назначения IP-адреса клиенту. Это следует из его названия — Dynamic Host Configuration Protocol. IP-адрес можно назначать вручную каждому клиенту, то есть компьютеру в локальной сети. Но в больших сетях это очень трудозатратно, к тому же, чем больше локальная сеть, тем выше возрастает вероятность ошибки при настройке. Поэтому для автоматизации назначения IP был создан протокол DHCP. Впервые протокол был описан в 1993 году в документе RFC 1531, но с тех пор в описание вносились правки. На сегодняшний день основным документом, регламентирующим протокол, является RFC 2131. Помимо автоматизации процесса настройки IP, DHCP позволяет упростить диагностику подключения и переход из одной подсети в другую, оставляя уведомления для системного администратора в логах. Принцип работы DHCP Из вступления ясно, какие функции предоставляет DHCP, но по какому принципу он работает? Получение адреса проходит в четыре шага. Этот процесс называют DORA по первым буквам каждого шага: Discovery, Offer, Request, Acknowledgement. Давайте подробнее рассмотрим DORA — принцип работы DHCP. 55 Протокол DHCP, получение адреса IP — DORA Discovery, или поиск Изначально клиент находится в состоянии инициализации (INIT) и не имеет своего IP-адреса. Поэтому он отправляет широковещательное (broadcast) сообщение DHCPDISCOVER на все устройства в локальной сети. В той же локальной сети находится DHCP-сервер. DHCP-сервер — это, например, маршрутизатор или коммутатор, существуют также выделенные DHCP- серверы. Не всегда одну сеть обслуживает один DHCP-сервер, нередко организации устанавливают сразу несколько. Какие порты использует DHCP? Сервер всегда слушает 67 порт, ожидает широковещательное сообщение от клиента, а после его получения отправляет ответное предложение — DHCPOFFER. Клиент принимает сообщение на 68 порту. Offer, или предложение DHCP-сервер отвечает на поиск предложением, он сообщает IP, который может подойти клиенту. IP выделяются из области (SCOPE) доступных адресов, которая задается администратором. Если имеются адреса, которые не должны быть назначены DHCP- сервером, область можно ограничить, указав только разрешенные адреса. Например, администратор может задать диапазон используемых IP-адресов от 192.0.0.10 до 192.0.0.255. Бывает и так, что не все доступные адреса должны быть назначены клиентам. Например, администратор может исключить (exclude) диапазон 192.0.0.100–192.0.0.200 из используемой области. Такое ограничение называется исключением. DHCP выделяет доступные IP-адреса из области только временно (об этом позже), поэтому нет гарантии, что при следующем подключении у данного клиента останется прежний IP. Но есть возможность назначить какому-либо клиенту определенный IP навсегда. К примеру, забронировать 192.0.0.10 за компьютером системного администратора. Такое сохранение IP для отдельных клиентов называют резервацией (reservation). DHCPOFFER содержит IP из доступной области, который предлагается клиенту отправкой широковещательного (broadcast, «если вы тот, кто запрашивал IP-адрес, то доступен вот такой») или прямого (unicast, «вы запрашивали IP, предлагаю вот такой») сообщения. При этом, поскольку нужный клиент пока не имеет IP, для отправки прямого сообщения он идентифицируется по MAC-адресу. 56 Request, или запрос Клиент получает DHCPOFFER, а затем отправляет на сервер сообщение DHCPREQUEST. Этим сообщением он принимает предлагаемый адрес и уведомляет DHCP-сервер об этом. Широковещательное сообщение почти полностью дублирует DHCPDISCOVER, но содержит в себе уникальный IP, выделенный сервером. Таким образом, клиент сообщает всем доступным DHCP-серверам «да, я беру этот адрес», а сервера помечают IP как занятый. Acknowledgement, или подтверждение Сервер получает от клиента DHCPREQUEST и окончательно подтверждает передачу IP-адреса клиенту сообщением DHCPACK. Это широковещательное или прямое сообщение утверждает не только владельца IP, но и срок, в течение которого клиент может использовать этот адрес. Со схемой отправки сообщений разобрались, но, если в сети несколько DHCP-серверов, пославших предложение, какое из них выберет клиент? Хороший вопрос. В состоянии INIT, если клиент получает адрес впервые, он будет принимать только первое предложение IP. Однако, если клиент уже общался ранее с определенным DHCP-сервером, он отдаст предпочтение этому серверу и, наоборот, сервер выберет знакомого клиента. Срок аренды Когда DHCP-сервер выделяет IP из области, он оставляет запись о том, что этот адрес зарезервирован за клиентом с указанием срока действия IP. Этот срок действия называется срок аренды (lease time). Срок аренды может составлять от 24 часов до нескольких дней, недель или даже месяцев, он задается в настройках самого сервера. Предоставление адреса в аренду, а не на постоянной основе необходимо по нескольким причинам. Во-первых, это разумное использование IP-адресов — отключенные или вышедшие из строя клиенты не резервируют за собой адрес. Во-вторых, это гарантия того, что новые клиенты при необходимости смогут получить уникальный адрес. После получения адреса из области, клиент берет его в аренду на время, называемое T. Клиент переходит в связанное (BOUND) состояние и продолжает нормальную работу, пока не наступит время половины срока аренды — T1. По наступлении T1 клиент инициализирует процедуру получения нового IP или обновления адреса — состояние RENEWING. Процесс повторного получения происходит по упрощенной схеме: клиент прямым сообщением запрашивает (DHCPREQUEST), а сервер подтверждает (DHCPACK) запрос. Время аренды начинает отсчитываться заново. 57 Если подтверждение (DHCPACK) от сервера не поступает, клиент снова запрашивает адрес, но только когда истекает половина T1. Если запрос адреса остается без ответа второй раз, клиент отправляет еще одно сообщение, когда истекает половина от T1/2 (25% от полного срока аренды). Следующий запрос будет отправлен после истечения еще половины оставшегося времени, потом еще половины. И так далее, пока не наступит T2, которое равняется 87,5%, или 7/8 от всего времени аренды. После T2 все попытки продлить аренду IP будут широковещательными. Это значит, что, если первый сервер по какой-то причине недоступен, на запрос адреса сможет ответить любой другой, и работа не будет прервана. Три подхода к распределению адресов Сервер назначает IP одним из трех основных способов. Статическое распределение (static allocation). Почти как ввод адреса на каждом компьютере вручную. Отличие в том, что системный администратор задает нужные соответствия IP для MAC-адресов клиентов на самом DHCP- сервере. IP останется за клиентом, даже если тот выйдет из сети, отключится, перейдет в новую сеть и т. п. Автоматическое распределение (automatic allocation). Сервер закрепляет IP из области за каждым клиентом навсегда. Срок аренды не ограничен. Динамическое распределение (dynamic allocation). DHCP-сервер назначает адрес из области на определенное время, называемое сроком аренды. Такой подход полезен, если число доступных IP ограничено. IP назначается каждому клиенту при подключении к сети и возвращается в область, как только клиент его освобождает. В таком случае IP может отличаться при каждом подключении, но обычно назначается прежний. Особые DHCP сообщения Кроме DORA — четырех сообщений для получения адреса — DHCP использует и другие. Давайте рассмотрим каждое. DHCPNAK. Нередко в источниках можно встретить написание DHCPNACK, что является неправильным, так как RFC 2131 регламентирует именно NAK. DHCPNAK отправляется сервером вместо окончательного подтверждения. Такой отказ может быть отправлен клиенту, если аренда запрашиваемого IP истекла или клиент перешел в новую подсеть. |