Что такое компьютерная сеть
Компьютерная сеть - это набор узлов и каналов связи, по которым передаются данные. Интернет является частным случаем: это крупнейшая сеть сетей, где независимые сегменты объединены общими протоколами.
Рис.: разные сегменты сети на разных технологиях
Как происходит обмен: клиент и сервер
Большинство сервисов в интернете работает по модели клиент-сервер. Клиент инициирует запрос, сервер возвращает ответ. Эта схема лежит в основе веба, почты, облаков и API.
Рис.: схема "запрос - ответ" между клиентом и сервером
Надежность и маршрутизация в реальной сети
В реальной сети данные редко идут по идеальному прямому пути. При отказах и перегрузках сеть перестраивает маршрут, а транспортный уровень компенсирует потери и восстанавливает порядок данных.
Рис.: несколько альтернативных путей в составной сети
Модель OSI: эталон для объяснения сети
Модель OSI (Open Systems Interconnection) состоит из 7 уровней и используется как универсальная карта сетевых функций. Она особенно полезна в обучении, проектировании и анализе проблем.
Рис.: модель OSI и взаимодействие одноименных уровней
Соответствие TCP/IP и OSI
Здесь важно не "зубрить таблицу", а понимать эквивалент функций: OSI дает больше детализации, TCP/IP объединяет часть функций в более крупные уровни.
Рис.: сопоставление уровней OSI и TCP/IP
Инкапсуляция: как данные проходят стек
Когда приложение отправляет данные, каждый нижележащий уровень добавляет собственный заголовок. На принимающей стороне этот процесс идет в обратном порядке - заголовки снимаются последовательно.
Рис.: уровни и протоколы в стеке TCP/IP
Оборудование сети: классификация по назначению
Этот слайд систематизирует оборудование, чтобы не было ощущения "набор устройств без логики". Мы связываем функцию, уровень TCP/IP, типичную стоимость и рабочую цель, а на следующем слайде разбираем различия на практических кейсах.
| Устройство | Уровень TCP/IP | Назначение | Типичный диапазон стоимости |
|---|---|---|---|
| Коммутатор (Switch) | Сетевой доступ | Коммутация кадров в одном сегменте | Низкий - средний |
| Точка доступа Wi-Fi | Сетевой доступ | Подключение беспроводных клиентов | Низкий - средний |
| Маршрутизатор (Router) | Интернет | Маршрутизация между подсетями | Средний - высокий |
| Домашний роутер | Интернет + сетевой доступ | Комбинирует AP, switch, NAT, DHCP | Низкий - средний |
Рис.: пример совмещенной домашней инфраструктуры
Порты и сокеты
IP адрес определяет хост, а порт определяет процесс на этом хосте. В паре они формируют сокет - конечную точку сетевого соединения для конкретного приложения.
Рис.: разные клиентские процессы работают через разные порты
Wireshark: зачем он нужен инженеру
Wireshark показывает "сырой" сетевой обмен и делает его читаемым. Это позволяет доказательно отвечать на вопрос: где именно проблема - у клиента, в сети или на сервере.
Рис.: три базовые панели Wireshark
Postman и curl: два инструмента одной задачи
Postman удобен для ручной проверки и визуальной работы, curl - для терминала, автоматизации и скриптов. Инженер должен уметь и то, и другое.
Рис.: ручное тестирование endpoint в Postman