Что такое шлюз в компьютерной сети простыми словами

Что такое шлюз в компьютерной сети или как перейти в другой протокол передачи данных

С целью повышения уровня ваших знаний я расскажу вам о том что такое шлюз в компьютерной сети. Если кто-то из вас представил себе, например Суэцкий или Волго-Донский канал, то это уже хорошо, хотя данные объекты из совершенно другой сферы. Но суть их функции во многом схожа.

Для речного и морского транспортного сообщения шлюз – это не просто канал. Это устройство, которое позволяет проплыть там, где из-за разницы уровня воды это в принципе невозможно. Вот так и в компьютерных сетях шлюз получил свое название, за способность соединять в принципе не совместимые сети разного назначения и с разными протоколами.

Расширяет понимание термина «шлюз» его перевод с английского – «gateway». Слово сложносоставное «gate» — ворота, «way» — путь, способ.

Представьте, есть у вас свой дом, со своим укладом, но выйдя на улицу, вы уже придерживаетесь принятого там образа поведения. А войдя через ворота в гости к друзьям, вы уже перенастраиваетесь на существующий у них распорядок. Аналогичные превращения происходят и с информацией, которая покидает локальную сеть одной компании, попадает в Интернет, а оттуда перемещается в локальную сеть другого офиса.

При этом во всех трех линиях может существовать свой протокол передачи данных и именно шлюзы, стоящие на точках пересечения сетей преобразуют передаваемые пакеты в соответствии с нужным форматом. В данном контексте шлюз является одним из ключевых компонентов транспортного уровня сети.

Какие бывают шлюзы?

Вы наверняка пытаетесь представить себе шлюз в виде какого-нибудь конкретного объекта. Если хотите я вам дам примеры, это может быть:

• маршрутизатор;
• модем;
• компьютер;

Видите, не так все просто. А это потому, что шлюз существует в двух ипостасях.

С одной стороны это конкретный аппаратный модуль, который имеет сетевой вход и такой же выход. Наверняка многие представили себе модем. И вы абсолютно правы, ибо можете направлять через него информацию по кабелю или через Wi-Fi и в итоге она попадет в Интернет и будет зеркально считана аналогичным устройством. Но это может быть и простой коммуникатор, соединяющий элементы локальной сети.

С другой стороны это сам компьютер (обычно с ОС Windows), имеющий встроенные программы для настройки офисной или глобальной сети. Так же это может быть сервер, ретранслирующий запросы из локальной сети в Интернет. Все это, в данной ситуации, реализуется на уровне программного обеспечения.

Итак, друзья, запомните: шлюз компьютерной сети – это и программное и аппаратное решение. Все вместе.

По отдельности оно не имеет смысла. И вы, как пользователи, должны это прекрасно понимать. Вы же хотите иметь возможность передавать информацию, которая сначала проследует по вашему ноутбуку, потом будет передана по Wi-Fi, после чего по сети провайдера попадет во внешнюю оптоволоконную линию, затем с нее войдет на сервер условной телефонной компании и будет передана в виде сеанса связи конечному абоненту.

Для этого в устройстве, выполняющего роль шлюза имеется не только соответствующее ПО, но и системные платы, радиочастотные ретрансляторы и всевозможные адаптеры. Кроме того стоит уяснить, что шлюз должен уметь выполнять зеркальные функции, преобразуя исходный, например, почтовый файл, в сигнал, перегоняя его по всем видам сетей и на финальной стадии превращая его в исходный документ.

Надежный контроль на точке взаимодействия сетей

Аппаратно-программный комплекс позволяет представить цифровые сигналы в виде пакетных данных и далее полностью их адаптировать для передачи по конкретным пакетным сетям. В каждой из них это делается по-своему, но в итоге всех преобразований мы получаем на выходе информацию, полностью соответствующую источнику.

При этом сетевой шлюз помимо работы перекодировщика выполняет важные дополнительные контролирующие функции:

• проверяет логин и пароль для регулирования доступа и навигации в рамках локальной сети или за ее пределами;

• сортирует потоки данных по маске шлюза, определяя, является ли данная информация внутренней или переназначена для считывания внешними серверами. Когда конечный адрес не известен, используется так называемый «шлюз по умолчанию». Такой режим является штатным для рабочих станций, а так же позволяет упростить и оптимизировать работу маршрутизаторов;

• наиболее востребованная задача шлюза – контроль запросов, поступающих из локальной сети в Интернет. Здесь администратор, используя инструменты шлюза, может настроить параметры регулирующие трафик по объему и направлениям:
• являясь своеобразными воротами, шлюз так же выполняет функции файрвола и в обратном направлении, защищая локальные сети и компьютеры пользователей от внешнего несанкционированного информационного воздействия (спам, хакерские атаки, вирусное ПО).

Вот такая интересная и нужная штука, это шлюз компьютерных сетей.

Если вас эта тема серьезно заинтересовала, вы найдете в интернете множество специализированной информации.

Я же постарался изложить общие понятия, позволяющие разобраться с понятием шлюза.

На этом считаю свою миссию выполненной, поэтому прощаюсь с вами до новых встреч и желаю всего наилучшего.

Шлюз в компьютерной сети — что такое? (простыми словами)

Приветствую

Шлюз в компьютерной сети — аппаратный маршрутизатор или ПО для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной и глобальной).

Эта информация из Вики. Не особо понятно, правда? Я опишу что такое шлюз в компьютерном мире простыми словами))

ВНИМАНИЕ: в качестве устройства шлюза может выступать не только компьютер, как я дальше описываю, но и специальное сетевое оборудование, например маршрутизатор, которое выполняет примерно такие же функции как и компьютер-шлюз.

Разбираемся

Чтобы понять что такое шлюз, нужно примерно понять как работает сеть, в которой есть шлюз:

1. Представим себе сеть, которая состоит из нескольких ПК.
2. Эта сеть требует интернет. Поэтому она подключена к одному главному ПК, который дает интернет всей сети.
3. Этот главный ПК тоже получает интернет, например просто по кабелю. А давать сети интернет может например вай фаю. Или через маршрутизатор, то есть кабель от главного ПК идет в маршрутизатор, а он уже раздает интернет на все остальные ПК, которые подключены по кабелю к этому маршрутизатору.
4. Так вот, главный компьютер принимает интернет и отдает его в сеть. То есть через главный компьютер проходит интернет, трафик, вот такой главный компьютер и называется шлюзом. Зачем это нужно? На шлюзе могут выполняться разные функции: фильтрация трафика, блокировка доступа к разным сайтам, анализ трафика, блокировка использования мессенджеров, гибкая работа фаервола, запуск прокси-сервера, фтп-сервера, запуск потоковых сервисов и прочее. Шлюз — это тот ПК, который постоянно работает и который является как бы главным начальником интернета для сети, которой он дает интернет. Примерно так))

PS: только шлюз может давать не только одной сети интернет, но и другой, вообще шлюзов может быть несколько и каждый выполняет свою задачу. Можно сказать что шлюз это промежуточное устройство.

И вообще шлюз может применяться не только в компьютерных сетях, но и в телефонных АТС:

Надеюсь данная информация оказалась полезной. Удачи и добра, до новых встреч друзья

Сети для начинающего IT-специалиста. Обязательная база

Примерно 80% из нас, кто заканчивает университет с какой-либо IT-специальностью, в итоге не становится программистом. Многие устраиваются в техническую поддержку, системными администраторами, мастерами по наладке компьютерных устройств, консультантами-продавцами цифровой техники, менеджерами в it-сферу и так далее.

Эта статья как раз для таких 80%, кто только закончил университет с какой-либо IT-специальностью и уже начал мониторить вакансии, например, на должность системного администратора или его помощника, либо выездного инженера в аутсорсинговую фирму, либо в техническую поддержку 1-й/2-й линии.

А также для самостоятельного изучения или для обучения новых сотрудников.

За время своей трудовой деятельности в сфере IT я столкнулся с такой проблемой, что в университетах не дают самую основную базу касательно сетей. С этим я столкнулся сначала сам, когда, после окончания университета, ходил по собеседованиям в 2016 году и не мог ответить на простые (как мне сейчас кажется) вопросы. Тогда мне конечно показалось, что это я прохалтурил и не доучил в университете. Но как оказалось дело в образовательной программе. Так как сейчас, я также сталкиваюсь с данным пробелом знаний, когда обучаю новых сотрудников.

И что тогда, мне пришлось изучить множество статей в интернете, прежде чем я понял базовые моменты, и что сейчас, задавая молодым специалистам темы для изучения, они с трудом находят и усваивают необходимое. Это происходит по причине того, что в Интернете огромное количество статей и все они разрозненны по темам, либо написаны слишком сложным языком. Плюс большинство информации в начале своих статей содержат в основном просто научные определения, а дальше сразу сложные технологии использования. В итоге получается много того, что для начинающего пока совсем непонятно.

Именно поэтому я решил собрать основные темы в одну статью и объяснить их как можно проще «на пальцах».

Сразу предупреждаю, что никакой углубленной информации в статье не будет, только исключительно самая база и самое основное.

Темы, которые рассмотрены:

1. Глобальные и локальные сети
2. Белые и серые IP-адреса
3. NAT
4. DHCP-сервер и подсети
5. Устройства маршрутизации сети (маршрутизатор, коммутатор, свитч, хаб)
6. Основные команды анализа сети
7. Транспортные протоколы UDP и TCP

1. Глобальные и Локальные сети

Вся интернет сеть подразделяется на глобальную (WAN) и локальную (LAN).

Все пользовательские устройства в рамках одной квартиры или офиса или даже здания (компьютеры, смартфоны, принтеры/МФУ, телевизоры и т.д.) подключаются к роутеру, который объединяет их в локальную сеть.

Участники одной локальной сети могут обмениваться данными между своими устройствами без подключения к интернет провайдеру. А вот чтобы выйти в сеть (например, выйти в поисковик Яндекс или Google, зайти в VK, Instagram, YouTube или AmoCRM) необходим доступ к глобальной сети.

Выход в глобальную сеть обеспечивает интернет провайдер, за что мы и платим ему абонентскую плату. Провайдер устанавливает на своих роутерах уровень скорости для каждого подключения в соответствии с тарифом. Провайдер прокидывает нам витую пару или оптику до нашего роутера (нашей локальной сети) и после этого любое устройства нашей локальной сети может выходить в глобальную сеть.

Для аналогии, сети, можно сравнить с дорогами.
Например, дороги вашего города N это локальная сеть. Эти дороги соединяют вас с магазинами, учреждениями, парками и другими местами вашего города.
Чтобы попасть в другой город N вам необходимо выехать на федеральную трассу и проехать некоторое количество километров. То есть выйти в глобальную сеть.

Для более наглядного представления, что такое глобальная и локальная сеть я нарисовал схематичный рисунок.

2. Белые и серые IP-адреса

Каждое устройство в сети имеет свой уникальный IP-адрес. Он нужен для того, чтобы устройства сети понимали куда необходимо направить запрос и ответ.
Это также как и наши дома и квартиры имеют свой точный адрес (индекс, город, улица, № дома, № квартиры).

В рамках вашей локальной сети (квартиры, офиса или здания) есть свой диапазон уникальных адресов. Я думаю многие замечали, что ip-адрес компьютера, например, начинается с цифр 192.168.X.X

Так вот это локальный адрес вашего устройства.

Существуют разрешенные диапазоны локальных сетей:

Думаю из представленной таблицы сразу становится понятно почему самый распространенный диапазон это 192.168.X.X

Чтобы узнать, например, ip-адрес своего компьютера (на базе ос windows), наберите в терминале команду ipconfig

Как видите, ip-адрес моего компьютера в моей домашней локальной сети 192.168.88.251

Для выхода в глобальные сети, ваш локальный ip-адрес подменяется роутером на глобальный, который вам выдал провайдер. Глобальные ip-адреса не попадают под диапазоны из таблички выше.

Так вот локальные ip-адреса — это серые ip-адреса, а глобальные — это белые.

Для большего понимания рассмотрите схему ниже. На ней я подписал каждое устройство своим ip-адресом.

На схеме видно, что провайдер выпускает нас в глобальные сети (в интернет) с белого ip-адреса 91.132.25.108

Для нашего роутера провайдер выдал серый ip-адрес 172.17.135.11
И в нашей локальной сети все устройства соответственно тоже имеют серые ip-адреса 192.168.Х.Х

Узнать под каким ip-адресом вы выходите в глобальную сеть можно на сайте 2ip.ru

Но из всего этого стоит помнить один очень важный фактор!
В настоящее время обострилась проблема нехватки белых ip-адресов, так как число сетевых устройств давно превысило количество доступных ip. И по этой причине интернет провайдеры выдают пользователям серые ip-адреса (в рамках локальной сети провайдера, например в пределах нескольких многоквартирных домов) и выпускают в глобальную сеть под одним общим белым ip-адресом.

Чтобы узнать серый ip-адрес выдает вам провайдер или белый, можно зайти к себе на роутер и посмотреть там, какой ip-адрес получает ваш роутер от провайдера.

Например я на своем домашнем роутере вижу серый ip-адрес 172.17.132.2 (см. диапазаон локальных адресов). Для подключения белого ip-адреса провайдеры обычно предоставляют доп. услугу с абон. платой.

На самом деле, для домашнего интернета это совсем не критично. А вот для офисов компаний рекомендуется покупать у провайдера именно белый ip-адрес, так как использование серого ip-адреса влечет за собой проблемы с работой ip-телефонии, а также не будет возможности настроить удаленное подключение по VPN. То есть серый ip-адрес не позволит вам вывести в интернет ваш настроенный сервер и не позволит настроить удаленное подключение на сервер из другой сети.

3. NAT

В предыдущем разделе я отметил, что “в настоящее время обострилась проблема нехватки белых ip-адресов” и поэтому распространенная схема подключения у интернет провайдеров сейчас, это подключать множество клиентов серыми ip-адресами, а в глобальный интернет выпускать их под одним общим белым ip.

Но так было не всегда, изначально всем выдавались белые ip-адреса, и вскоре, чтобы избежать проблему дефицита белых ip-адресов, как раз и был придуман NAT (Network Address Translation) — механизм преобразования ip-адресов.

NAT работает на всех роутерах и позволяет нам из локальной сети выходить в глобальную.

Для лучшего понимания разберем два примера:

1. Первый случай: у вас куплен белый ip-адрес 91.105.8.10 и в локальной сети подключено несколько устройств.

Каждое локальное устройство имеет свой серый ip-адрес. Но выход в интернет возможен только с белого ip-адреса.

Следовательно когда, например, ПК1 с ip-адресом 192.168.1.3 решил зайти в поисковик Яндекса, то роутер, выпуская запрос ПК1 в глобальную сеть, подключает механизм NAT, который преобразует ip-адрес ПК1 в белый глобальный ip-адрес 91.105.8.10

Также и в обратную сторону, когда роутер получит от сервера Яндекса ответ, он с помощью механизма NAT направит этот ответ на ip-адрес 192.168.1.3, по которому подключен ПК1.

2. Второй случай: у вас также в локальной сети подключено несколько устройств, но вы не покупали белый ip-адрес у интернет провайдера.

В этом случае локальный адрес ПК1(192.168.1.3) сначала преобразуется NAT‘ом вашего роутера и превращается в серый ip-адрес 172.17.115.3, который вам выдал интернет-провайдер, а далее ваш серый ip-адрес преобразуется NAT’ом роутера провайдера в белый ip-адрес 91.105.108.10, и только после этого осуществляется выход в интернет (глобальную сеть).

То есть, в этом случае получается, что ваши устройства находятся за двойным NAT’ом.

Такая схема имеет более высокую степень безопасности ваших устройств, но также и имеет ряд больших минусов. Например, нестабильная sip-регистрация VoIP оборудования или односторонняя слышимость при звонках по ip-телефонии.

Более подробно о работе механизма NAT, о его плюсах и минусах, о выделении портов, о сокетах и о видах NAT я напишу отдельную статью.

4. DHCP — сервер и подсети

Чтобы подключить устройство, например, компьютер к интернету вы обычно просто подключаете провод (витую пару) в компьютер и далее в свободный порт на роутере, после чего компьютер автоматически получает ip-адрес и появляется выход в интернет.

Также и с Wi-Fi, например со смартфона или ноутбука, вы подключаетесь к нужной вам сети, вводите пароль, устройство получает ip-адрес и у вас появляется интернет.

А что позволяет устройству получить локальный ip-адрес автоматически?
Эту функцию выполняет DHCP-сервер.

Каждый роутер оснащен DHCP-сервером. IP-адреса, полученные автоматически являются динамическими ip-адресами.

Потому что, при каждом новом подключении или перезагрузки роутера, DHCP-сервер тоже перезагружается и может выдать устройствам разные ip-адреса.

То есть, например, сейчас у вашего компьютера ip-адрес 192.168.1.10, после перезагрузки роутера ip-адрес компьютера может стать 192.168.1.35

Чтобы ip-адрес не менялся, его можно задать статически. Это можно сделать, как на компьютере в настройках сети, так и на самом роутере.

А также, DHCP-сервер на роутере вообще можно отключить и задавать ip-адреса вручную.

Можно настроить несколько DHCP-серверов на одном роутере. Тогда локальная сеть разделится на подсети.

Например, компьютеры подключим к нулевой подсети в диапазон 192.168.0.2-192.168.0.255, принтеры к первой подсети в диапазон 192.168.1.2-192.168.1.255, а Wi-Fi будем раздавать на пятую подсеть с диапазоном 192.168.5.2-192.168.5.255 (см. схему ниже)

Обычно, разграничение по подсетям производить нет необходимости. Это делают, когда в компании большое количество устройств, подключаемых к сети и при настройке сетевой безопасности.

Но такая схема в компаниях встречается довольно часто.
Поэтому обязательно нужно знать очень важный момент.

Внимание!
Если вам необходимо с ПК зайти на web-интерфейс, например, принтера или ip-телефона и при этом ваш ПК находится в другой подсети, то подключиться не получится.

Для понимания разберем пример:

Допустим вы работаете за ПК1 с локальным ip-адресом 10.10.5.2 и хотите зайти на web-интерфейс ip-телефона с локальным ip-адресом 192.168.1.3, то подключиться не получится. Так как устройства находятся в разных подсетях. К ip-телефона, находящиеся в подсети 192.168.1.X, можно подключиться только с ПК3 (192.168.1.5).

Также и к МФУ (172.17.17.10) вы сможете подключиться только с ПК4 (172.17.17.12).

Поэтому, когда подключаетесь удаленно к пользователю на ПК, чтобы зайти на web-интерфейс ip-телефона, то обязательно сначала сверяйте их локальные ip-адреса, чтобы убедиться, что оба устройства подключены к одной подсети.

5. Устройства маршрутизации сети (маршрутизатор, коммутатор, свитч, хаб)

Как ни странно, но есть такой факт, что новички в IT (иногда и уже действующие сис.админы) не знают или путают такие понятия как маршрутизатор, коммутатор, свитч, сетевой шлюз и хаб.

Я думаю, причина такой путаницы возникла из-за того, что наплодили синонимов и жаргонизмов в названиях сетевого оборудования и это теперь вводит в заблуждение многих начинающих инженеров.

а) Роутер, маршрутизатор и сетевой шлюз

Все знают что такое роутер. Что это именно то устройство, которое раздает в помещении интернет, подключенный от интернет провайдера.

Так вот маршрутизатор и сетевой шлюз это и есть роутер.

Данное оборудование является основным устройством в организации сети. В инженерной среде наиболее используемое название это “маршрутизатор”.

Кстати маршрутизатором может быть не только приставка, но и системный блок компьютера, если установить туда еще одну сетевую карту и накатить, например, RouterOS Mikrotik. Далее разрулить сеть на множество устройств с помощью свитча.

б) Что такое Свитч и чем он отличается от Коммутатора и Хаба

Свитч и Коммутатор это тоже синонимы. А вот хаб немного другое устройство. О нем в следующем пункте (в).

Коммутатор (свитч) служит для разветвления локальной сети. Как тройник или сетевой фильтр, куда мы подключаем свои устройства, чтобы запитать их электричеством от одной розетки.

Коммутатор не умеет маршрутизировать сеть как роутер. Он не выдаст вашему устройству ip-адрес и без помощи роутера не сможет выпустить вас в интернет.

У стандартного маршрутизатора обычно 4-5 портов для подключения устройств. Соответственно, если ваши устройства подключаются проводами и их больше чем портов на роутере, то вам необходим свитч. Можно к одному порту роутера подключить свитч на 24 порта и спокойно организовать локальную сеть на 24 устройства.

А если у вас завалялся еще один роутер, то можно в его web-интерфейсе включить режим коммутатора и тоже использовать как свитч.

в) Хаб

Хаб выполняет те же функции, что и коммутатор. Но его технология распределения сильно деревянная и уже устарела.

Хаб раздает приходящие от роутера пакеты всем подключенным устройствам без разбора, а устройства уже сами должны разбираться их это пакет или нет.

А коммутатор имеет MAC таблицу и поэтому распределяет приходящие пакеты на одно конкретное устройство, которое и запрашивало этот пакет. Следовательно передача данных коммутатором быстрее и эффективнее.

В настоящее время уже редко где встретишь использование хаба, но всё таки они попадаются, нужно быть к этому готовым и обязательно рекомендовать пользователю замену хаба на свитч.

6. Основные команды для анализа сети

а) Команда Ping

Чтобы понять активен ли ip-адрес или само устройство, можно его “пропинговать”.
Для этого в командной строке пишем команду ping “ip-адрес”.

Здесь мы “пинганули” dns сервер google и, как видим, сервер активен (отклик на пинги есть и равен 83 мс).

Если адресат недоступен или данный ip-адрес не существует, то мы увидим такую картину:

То есть ответа на пинги не получаем.

Но Ping намного полезней использовать с ключами:
-t -”пинговать” непрерывно (для остановки нажимаем комбинацию Ctrl+С)
-а -отображать имя “пингуемого” узла (сайта/устройства/сервера)

Соответственно ключ “-а” нам показал, что имя пингуемого узла “dns.google”.
А благодаря ключу “-t” ping шел без остановки, я остановил его, нажав Ctrl+C.

При непрерывном пинге можно увидеть адекватно ли ведет себя пингуемый узел и примерное качество работы интернет канала.

Как видим из скриншота, периодически возникают задержки приема пакета аж до 418 мс, это довольно критичное значение, так как скачок с 83 мс до 418 мс отразился бы на видеосвязи торможением/зависанием изображения или в ip-телефонии деградацией качества голоса.

В моем случае, скорей всего штормит мой домашний Интернет.
Но чтобы более детально установить причину, это нужно запускать dump. А это тема для целой статьи.

Внимание! Иногда на роутерах отключена отправка ICMP пакетов (кто-то отключает специально, а где-то не включена по умолчанию), в таком случае на «пинги» такой узел отвечать не будет, хотя сам будет активен и нормально функционировать в сети.

Еще одна возможность “пинга” это узнать какой ip-адрес скрывается за доменом сайта. А именно, на каком сервере установлен хост сайта.

Для этого просто вместо ip-адреса пишем сайт:

Как видите, у хабра ip-адрес 178.248.237.68

б) Трассировка

Иногда очень важно увидеть каким путем идет пакет до определенного устройства.
Возможно где-то есть пробоина и пакет не доходит до адресата. Так вот утилита трассировки помогает определить на каком этапе этот пакет застревает.

На ОС Windows эта утилита вызывается командой “tracert” ip-адрес или домен:

Здесь мы увидели через какие узлы проходит наш запрос, прежде чем дойдет до сервера ya.ru

На ОС Linux эта утилита вызывается командой traceroute.

Утилитой трассировки также и обладают некоторые устройства, маршрутизаторы или голосовые VoIP шлюзы.

в) Утилита whois

Данная утилита позволяет узнать всю информацию об ip-адресе или о регистраторе домена.

Например, проверим ip-адрес 145.255.1.71. Для этого ввожу в терминале команду whois 145.255.1.71

Получили информацию о провайдере ip-адреса, страну, город, адрес, диапазон и т.д.

Я пользуюсь ей только на Linux. Утилита качается и устанавливается легко из стандартного репозитория операционной системы.

Но также читал, что и на Windows есть подобное решение.

7. Транспортные протоколы TCP и UDP

Все передачи запросов и прием ответов между устройствами в сети осуществляются с помощью транспортных протоколов TCP и UDP.

TCP протокол гарантированно осуществляет доставку запроса и целостность его передачи. Он заранее проверяет доступность узла перед отправкой пакета. А если по пути целостность пакета будет нарушена, то TCP дополнит недостающие составляющие.

В общем, это протокол, который сделает все, чтобы ваш запрос корректно дошел до адресата.

Поэтому TCP самый распространенный транспортный протокол. Он используется когда пользователь серфит интернет, лазает по сайтам, сервисам, соц. сетям и т.д.

UDP протокол не имеет такой гарантированной передачи данных, как TCP. Он не проверяет доступность конечного узла перед отправкой и не восполняет пакет в случае его деградации. Если какой-то пакет или несколько пакетов по пути утеряны, то сообщение дойдет до адресата в таком неполном виде.

Зачем тогда нужен UDP?

Дело в том, что данный транспортный протокол имеет огромное преимущество перед TCP в скорости передачи данных. Поэтому UDP широко используется для пересылки голосовых и видео пакетов в реальном времени. А именно, в ip-телефонии и видео звонках.
К примеру, любой звонок через WhatsApp или Viber использует транспортный протокол UDP. Также и при видео звонках, например, через Skype или те же мессенджеры WhatsApp и Viber.

Именно потому что UDP не гарантирует абсолютную передачу данных и целостность передаваемого пакета, зачастую возникают проблемы при звонках через интернет.
Это прерывание голоса, запаздывание, эхо или робоголос.

Данная проблема возникает из-за нагруженного интернет канала, двойного NATа или радиоканала.

Хорошо бы конечно в таких случаях использовать TCP, но увы, для передачи голоса необходима мгновенная передача целостных пакетов, а для этой задачи идеально подходит UDP.

Чтобы не возникало проблем с использованием UDP протокола, нужно просто организовать качественный интернет канал. А также настроить на роутере выделенную полосу для UDP, чтобы нагрузка с других устройств, которые используют TCP не мешала работе транспортного протокола UDP.

На этом всё.

Я не стал нагромождать статью и копипастить сюда научные определения всех используемых терминов, кому это необходимо, просто загуглите.

Я постарался собрать воедино 7 самых важных, на мой взгляд, моментов, знание которых, помогут юному “айтишнику” пройти первые этапы собеседования на “айтишные” должности или хотя бы просто дать понять работодателю, что вы явно знаете больше, чем рядовой юзер.

Шлюз – что это такое в компьютерной сети

Такое название имеет аппаратный маршрутизатор, а также программное обеспечение, что используется, чтобы соединять компьютерные сети. Обязательным условием является возможность использования протоколов разного типа (например, локального или глобального). Для распознавания используется маска шлюза. Это своеобразный идентификатор в мировой сети. Считается, что шлюз установленный, если происходит передача полезных с точки зрения пользователя данных.

Принцип работы

Разберем механизм работы шлюза (гейтвей) на примере. Есть две фирмы с набором рабочих компьютеров. В каждой компании ПК объединены в свою локальную сеть (ЛВС). Обозначим их LAN1 и LAN2.

В пределах ЛВС, например, LAN1, компьютеры связываются между собой без помощи дополнительных устройств сетевого уровня, все адреса известны, информация передается напрямую.

Адреса компьютеров (ПК) в LAN2 неизвестны. Передача пакета данных из LAN1 в LAN2 осуществляется при помощи роутера A, в данном случае выполняющего роль сетевого шлюза к внешней сети LAN2. Шлюзу A известен только адрес роутера В, который является шлюзом по умолчанию, на него и буду отправлены данные. Дальше маршрутизатор B пустит информацию в нужном направлении в пределах своей сети. Из этого примера должно быть понятно насколько важно корректно настроить основной шлюз.

Почему у него такое название

Как так вышло? Следует заметить, что применение разнится в зависимости от сферы, хотя разницы в функционале никакой нет. Термин «шлюз за умолчанием» применяют на рабочих станциях. Его использование в данных случаях является штатным режимом работы данной единицы техники. Термин «шлюз последней надежды» применяют относительно маршрутизаторов, где возникновение такой ситуации считается не нормальным, поскольку это устройство всегда должно знать, куда необходимо доставить пакеты информации.

Что он собой представляет

Шлюз проводит конвертацию протоколов одного типа в другой. Хорошим примером является случай, когда соединяется локальный компьютер и мировая сеть. Тогда используется сетевой шлюз. Чтобы представить аппаратный пример, предлагаю поглядеть на кое-что другое. Роутер (маршрутизатор), весьма популярное и используемое устройство – это тот же аппаратный сетевой шлюз. Они могут работать со всеми популярными операционными системами. Основное, выполняемое сетевым шлюзом задание – конвертирование протоколов между разными сетями. Он может принимать, обрабатывать и отправлять пакеты. Причем передача данных может совершаться как на одном протоколе, так и на нескольких.

Шлюзы – это такие субъекты технических систем, что могут быть реализованы в виде аппаратного или программного решения, или соединены вместе (что встречается чаще всего). Но обычно под ними подразумевают приложения, установленные на роутер и/или компьютер. Шлюзы – это устройства, которые должны понимать все протоколы с передаваемыми данными. Они должны уметь шифровать и декодировать всю получаемую и отправляемую информацию. Говоря про недостатки шлюзов, следует отметить, что обычно они работают значительно медленней, чем обычные роутеры, коммутаторы и сетевые мосты. Они могут выступать узлом или конечной точкой интернета. Говоря про последние, необходимо различать хосты и шлюзы. Это очень важно. Так, первые предоставляют пользователям компьютеров веб-страницы, а вторые – соединяют разные сети. К последним относится сервер, что контролирует трафик при обмене данными между компьютерами компании и интернетом. При больших объемах шлюз обычно интегрирован с межсетевым экраном и точкой прокси. Для управления распределением и конвертацией пакетов он и объединяется с роутером. Если говорить о программном обеспечении, то оно может быть установлено как на сервер, так и на компьютер.

Подсказка на роутере

При использовании маршрутизатора основной шлюз домашней сети можно узнать прямо на устройстве. На задней или нижней поверхности, а также внутри инструкции указывается IP-адрес для настроек. Как мы уже упоминали, IP-адрес совпадает со шлюзом. Чаще всего, это 192.168.1.1 или 192.168.0.1.

Но этот способ не поможет, если наклейка отсутствует, инструкция потерялась или вам требуется определить сервер провайдера. В таком случае воспользуемся другими вариантами.

Центр управления сетями

• В системном трее необходимо кликнуть правой кнопкой мыши на иконке интернета, выбрать «Центр управления сетями».
• Найдите окошко «Подключения». В нём отображается ваше активное соединение. Кликните по нему.
• В открывшемся окошке нажмите «Сведения». «Шлюз по умолчанию IPv4» — и есть ваш сервер. Заметьте, что при соединении через роутер отобразится именно его идентификатор.

Командная строка

Узнать IP адрес шлюза через командную строку можно посредством нескольких системных приложений, работающих в текстовом режиме (не имеющих графического оформления).

1. Запустите командную строку с привилегиями администратора – выполните команду «cmd» через поисковую строку. В «десятке» нажмите на «Пуск» левой клавишей мыши и выберите пункт «Windows PowerShell (администратор).

1. Выполните «tracert ya.ru», где адрес сайта может быть и иным, в данном случае ping и скорость загрузки ресурса не важны.

Вторая утилита, которая поможет решить проблему, это ipconfig. В командной строке выполните «ipconfig /all». В строке «Основной шлюз» указаны нужные цифры.

Проблема решается многими путями всего за одну минуту максимум. Все способы простые и понятные любому пользователю.

Функции шлюза

Он устанавливает маршруты передачи пакетов данных по различным неоднородным сетевым интерфейсам. Также он может проводить локализацию всего обрабатываемого трафика. Может быть шлюз подсети, или канала передачи данных. Также есть ещё специфическая функция, которая пока не получила широкого распространения. Сейчас разговор про голосовой шлюз. Он необходим, чтобы передавать звуковой трафик. Голосовой шлюз используется в телефонах.

Для чего нужен основной шлюз в локальной сети?

Основной шлюз в локальной сети может представлять собой либо отдельное устройство — маршрутизатор, либо программное обеспечение, которое синхронизирует работу всех сетевых компьютеров.

Стоит отметить, что компьютеры при этом могут использовать разные протоколы связи (например, локальные и глобальные), которые предоставляют доступ к локальной или глобальной сети, соответственно.

Основное назначение шлюза в сети заключается в конвертации данных. Кроме того, основной шлюз в сети это своеобразный указатель, необходимый для обмена информацией между компьютерами из разных сегментов сети.

При этом формирование IP адреса роутера (или выполняющего его роль ПО) напрямую зависит от адреса сетевого шлюза.

Таким образом, адрес основного шлюза фактически представляет собой IP адрес интерфейса устройства, с помощью которого осуществляется подключение компьютера к локальной сети

Рассмотрим предназначение сетевого шлюза на конкретном примере. Допустим, в одной локальной сети (Сеть 1) имеются два компьютера.

Для того чтобы связаться с определенным узлом данной сети, компьютер из другой сети (Сеть 2) ищет путь к нему в своей таблице маршрутизации. Если нужная информация там отсутствует, то узел направляет весь трафик через основной шлюз (роутер1) первой сети, который и настраивает соединение с нужным компьютером своего участка сети.

Принцип работы

Разберем механизм работы шлюза (гейтвей) на примере. Есть две фирмы с набором рабочих компьютеров. В каждой компании ПК объединены в свою локальную сеть (ЛВС). Обозначим их LAN1 и LAN2.

В пределах ЛВС, например, LAN1, компьютеры связываются между собой без помощи дополнительных устройств сетевого уровня, все адреса известны, информация передается напрямую.

Адреса компьютеров (ПК) в LAN2 неизвестны. Передача пакета данных из LAN1 в LAN2 осуществляется при помощи роутера A, в данном случае выполняющего роль сетевого шлюза к внешней сети LAN2. Шлюзу A известен только адрес роутера В, который является шлюзом по умолчанию, на него и буду отправлены данные. Дальше маршрутизатор B пустит информацию в нужном направлении в пределах своей сети. Из этого примера должно быть понятно насколько важно корректно настроить основной шлюз.

Существующие разновидности

Шлюз может быть:

• программным — операционная система, установленная на компьютере;
• физическим – конкретное устройство (модемы, роутеры, маршрутизаторы).

Существует еще программно-аппаратный вид, встречающийся чаще всего. Каждое оборудование имеет собственное программное обеспечение. Сигналы, проходящие через шлюз, могут несколько раз конвертироваться в разные типы. К конечному пользователю материал попадает в нужном виде. Этот процесс контролируется совместно и программным обеспечением, и маршрутизатором.

В настройках соединения большую роль играет IP – уникальный сетевой адрес с протоколом TCP/IP. Его формирование напрямую зависит от шлюза. А если в роли шлюза выступает физическая аппаратура, например, модем или маршрутизатор, IP-адрес оборудования и адрес шлюза будут совпадать.

В Windows встроен мастер по настройке, поэтому вручную прописывать значения не обязательно, подключение произойдет автоматически. При сбое соединения или при добавлении нового компьютера к ЛВС может потребоваться введение необходимых параметров.

Шлюз по умолчанию

В протоколах так называется адрес, куда отправляется весь трафик, для которого невозможно проложить маршрут. За это свойство его также называют шлюзом последней надежды. Чтобы определить, куда необходимо передавать данные, используется специальная таблица маршрутизации. Если определить конечную цель не предоставляется возможным, то они передаются именно на него. Применение шлюзов последней надежды нашел в сетях, где хорошо выражены центральные маршрутизаторы, в их клиентских сегментах, а также просто небольших по размеру. В таблице он задан такой записью: «сеть 0.0.0.0 с маской 0.0.0.0». Настройка шлюза этого – дело не сложное (обычно он конфигурируется при установке драйверов).

Шлюз вызова

Забегая наперёд, сообщу, что он не используется в IDT. Характерной особенностью данного шлюза является то, что у него есть поле WC. Поэтому является возможной передача сразу 2 5 =32 слов процедуре, что вызывается через стек.

Шлюз задачи

Важным его преимуществом является универсальность – он может работать во всех трёх дескрипторных таблицах. Но здесь не используются поля смещения, поэтому они могут принимать любое значение. Также в качестве сегмента здесь нашел применение TSS. Настройка шлюза, несмотря на его универсальность, — не самое легкое дело.

Шлюз прерывания

Применяется исключительно в IDT. Он может сбрасывать флаг прерывания IF при вхождении в процедуру обработки. Поскольку предыдущее значение регистра всегда сохраняется в стеке, то когда происходит выход из выполняемой задачи, он принимает исходное положение. Важным преимуществом является то, что данный шлюз может обрабатывать часть прерываний, которые происходят в режиме CLI.

Шлюз ловушки

Как узнать основной шлюз для локальной сети?

Узнать основной шлюз для локальной сети можно с помощью командной строки на подключенном к сети компьютере или непосредственно в настройках используемого в качестве шлюза сетевого оборудования.

1. Посмотреть основной шлюз можно с помощью специальной команды ipconfig /all (о которой мы также рассказывали в статье как узнатьipадрес компьютера ).

Для этого зайдите запустите окно командной строки (на на windows 7 «Пуск -> Все программы -> Стандартные -> Командная строка), введите ipconfig /all и нажмите клавишу Enter.

Нужный параметр здесь указан в строке «Основной шлюз».

2. Чтобы найти маску подсети и основной шлюз непосредственно в настройках маршрутизатора на любом подключенном к сети компьютере:

• — откройте интернет-браузер;
• — в адресной строке введите 192.168.1.1 (статический IP адрес маршрутизатора, проверить который можно на сервисной этикетке устройства, — в большинстве случаев это и есть искомый основной шлюз локальной сети) и нажмите клавишу Enter;
• — введите аутентификационные данные (при заводских настройках в большинстве случаев — admin/admin);
• — на странице основной информации об устройстве проверьте данные об установленном сетевом шлюзе.

3. Кроме того, узнать основной шлюз роутера можно в настройках активного сетевого соединения на компьютере. Для этого:

— в трее кликните правой кнопкой мыши по значку «подключение по сети»;

— перейдите в раздел контекстного меню «Состояние»

— в открывшемся окне зайдите во вкладку «Поддержка» и посмотрите строку «Основной шлюз».

Как узнать основной шлюз провайдера?

Основной шлюз для подключения к интернету можно также узнать из настроек маршрутизатора. Для этого зайдите в веб-интерфейс устройства (аналогично второму пункту данной инструкции) и на главной странице посмотрите нужную информацию.