Региональные

Организация
Интернет
Сети и системы
телекоммуникаций
Созыкин А.В.
План
Структура Интернет
 Виртуальные частные сети (VPN)
 Трансляция сетевых адресов (NAT)

ИМКН УрФУ
2
Интернет
Интернет – самая большая глобальная
сеть, охватывает весь мир
 Интернет – объединение сетей разных
организаций и операторов связи
 В Интернете нет единого центра
 Управление Интернетом ведется
неправительственными организациями

ИМКН УрФУ
3
Структура Интернет
Магистральный оператор
Магистральный оператор
Магистральный оператор
Сеть
предприятия
Региональный
оператор
Локальный
оператор
Региональный
оператор
Локальный
оператор
Региональный
оператор
Локальный
оператор
Сеть
предприятия
Сеть
предприятия
Индивидуальные клиенты
ИМКН УрФУ
4
Структура Интернет
Магистральные операторы имеют
магистральные каналы связи на
крупной территории (страна, континент)
 Региональные операторы
предоставляют услуги в одном региона
(область, край, штат)
 Локальные операторы предоставляют
услуги в пределах города

ИМКН УрФУ
5
Услуги в Интернет

Доступ в Интернет – подключение к сети Интернет предприятий
или домашних пользователей:







Выделение IP-адреса
Обеспечение маршрутизации в Интернет
DNS-серверы, электронная почта и т.п.
IP-телефония
Цифровое телевидение
Хостинг – предоставление (виртуальных) серверов для
размещения данных в Инернет
Облачные вычисления:
Программное обеспечение как сервис (SaaS)
Платформа как сервис (PaaS)
 Инфраструктура как сервис (IaaS)


ИМКН УрФУ
6
Виртуальные частные сети

Частная сеть
 Принадлежит одному предприятию
 Изолирована от других сетей

Общедоступная сеть
 Могут пользоваться разные
 Совместное использование

клиенты
Виртуальная частная сеть (Virtual Private
Network, VPN)
 Изолированная
сети
сеть на каналах общедоступной
ИМКН УрФУ
7
Частная сеть
Площадка
предприятия 1
Площадка
предприятия 2
Выделенные каналы
связи
Площадка
предприятия 3
Площадка
предприятия 4
ИМКН УрФУ
8
Частные сети

Преимущество:
 Безопасность
(за счет изолированности)
 Свобода выбора сетевых технологий
 Независимая система адресации
 Предсказуемая производительность

Недостатки:
 Высокая
стоимость
 Сложность в обслуживании
ИМКН УрФУ
9
Виртуальная частная сеть
Площадка
предприятия 1
Площадка
предприятия 3
Виртуальные
выделенные
каналы
Оператор связи
ИМКН УрФУ
Площадка
предприятия 2
Площадка
предприятия 4
10
Виртуальная частная сеть



Компромисс между стоимостью решения и
качеством услуг
Сеть строится на основе разделяемых
каналов связи, предоставляемых оператором
Создание «виртуальных выделенных
каналов»:
 Технологии
разграничения трафика (ATM VPN,
MPLS VPN, Carrier Ethernet VPN)
 Технологии шифрования (IPSec, SSL)
ИМКН УрФУ
11
Трансляция сетевых адресов
Трансляция сетевых адресов (Network
address translation, NAT) – изменение IPадреса отправителя в пакете
 Причины использования:

 Нехватка
сетевых адресов IPv4
 Желание скрыть структуру сети –
увеличение безопасности
ИМКН УрФУ
12
Пример использования NAT
192.168.1.2
Шлюз
в
Интернет
192.168.1.3
…
Интернет
1 реальный
IP-адрес
…
192.168.1.100
ИМКН УрФУ
13
Схема работы NAT

Преобразованием адресов занимается устройство
NAT




Имеет 2 интерфейса и 2 IP-адреса
Один адрес из внутренней сети из диапазона приватных
адресов
Второй адрес из сети Интернет, реальный адрес
При поступлении пакета устройство NAT:



Меняет IP-адрес отправителя из внутренней сети на
внешний IP-адрес
Меняет Порт отправителя на некоторый уникальный номер
порта
Запоминает соответствие Исходные IPадрес и порт – новый
порт в таблице NAT
ИМКН УрФУ
14
Схема работы NAT

При получении ответа на пакет из Интернет
устройство NAT:
 Ищет
номер порта получателя в таблице NAT
 Извлекает из таблицы внутренний IP-адрес и порт
получателя
 Заменяет IP-адрес получателя на внутренний IPадрес
 Заменяет порт получателя на реальный номер
порта
 Отправляет пакет по указанному адресу
ИМКН УрФУ
15
Схема работы NAT
93.88.190.5
195.19.132.143
192.168.1.2
50558
49203
93.88.190.5
80
192.168.1.2
Устройство
NAT
Интернет
195.19.132.143
192.168.1.3
…
…
Исходный IP Исходный порт
192.168.1.2
50558
Порт
49203
192.168.1.100
ИМКН УрФУ
16
Схема работы NAT
93.88.190.5
195.19.132.143
192.168.1.100 49204
50558
93.88.190.5
80
192.168.1.2
Устройство
NAT
Интернет
195.19.132.143
192.168.1.3
…
…
Исходный IP Исходный порт
Порт
192.168.1.2
50558
49203
192.168.1.100
50558
49204
192.168.1.100
ИМКН УрФУ
17
Схема работы NAT
93.88.190.5
93.88.190.5
80
195.19.132.143
192.168.1.100 49204
50558
192.168.1.2
Устройство
NAT
Интернет
195.19.132.143
192.168.1.3
…
…
Исходный IP Исходный порт
Порт
192.168.1.2
50558
49203
192.168.1.100
50558
49204
192.168.1.100
ИМКН УрФУ
18
Преимущества и недостатки NAT

Преимущество:
 Независимость
адресов
 Безопасность

от количества внешних IP-
Недостатки:
 Нет
возможности установить соединение с
компьютерами во внутренней сети из
внешнего мира
ИМКН УрФУ
19
Статическое отображение


Статическое отображение – трансляция по
фиксированным правилам
Отображать некоторые внутренние IP-адреса на
фиксированные внешние IP-адреса


Требуется несколько IP-адресов
Отображать хорошо известные порты одного
внешнего IP-адреса на фиксированные внутренние
IP-адреса и порты



Порт 80  Внутренний адрес Web-сервера и порт 80
Порт 25  Внутренний адрес почтового сервера и порт 25
Порт 21  Внутренний адрес FTP сервера и порт 21
ИМКН УрФУ
20
VPN-туннель
93.88.190.5
192.168.1.101
192.168.1.2
Устройство
NAT
VPN-туннель
Интернет
195.19.132.143
192.168.1.3
…
…
192.168.1.100
ИМКН УрФУ
21
Итоги
Структура Интернет
 Виртуальные частные сети (VPN)
 Трансляция сетевых адресов (NAT)

ИМКН УрФУ
22
Вопросы?
ИМКН УрФУ
23