Компьютерные сети для начинающих: IP-адрес, маска, шлюз, DHCP, DNS и порты

Локальная сеть

Локальная сеть соединяет устройства в офисе или дома: компьютеры, принтеры, серверы, телефоны.

Коммутатор (свитч) соединяет устройства внутри одной сети кабелями.
Точка доступа Wi-Fi подключает устройства без проводов.
Маршрутизатор (роутер) соединяет локальную сеть с другими сетями и интернетом.

Домашний роутер обычно совмещает всё сразу: маршрутизатор, коммутатор на несколько портов и Wi-Fi.

IP-адреса

У каждого устройства в сети есть IP-адрес — например, 192.168.1.25. По нему устройства находят друг друга.

Частные адреса — 192.168.x.x, 10.x.x.x, 172.16.x.x–172.31.x.x — используют внутри локальных сетей. Из интернета они не видны, и в разных офисах могут повторяться.
Публичный адрес — один на роутер, через него вся локальная сеть выходит в интернет.
Маска сети показывает, какие адреса находятся в той же сети. Маска 255.255.255.0 означает: все адреса 192.168.1.x — соседи.
Шлюз — адрес роутера, через который устройство отправляет всё, что не в своей сети.

DHCP и DNS

DHCP раздаёт адреса автоматически. Новый ноутбук подключился к Wi-Fi и получил от роутера адрес, маску, шлюз и адреса DNS-серверов. Без DHCP всё это пришлось бы вводить вручную на каждом устройстве.

Если компьютер получил адрес вида 169.254.x.x, значит, DHCP не ответил, и система назначила себе адрес сама. Интернета не будет — проверяют кабель, Wi-Fi и роутер.

DNS превращает имена в адреса. Человеку удобно писать имя сайта, а компьютеру нужен IP-адрес. DNS-сервер отвечает: «у этого имени такой адрес». Сломался DNS — сайты по имени не открываются, хотя интернет есть.

Порты

На одном сервере работает много сервисов: сайт, почта, удалённый доступ. Порт — номер, по которому понятно, к какому сервису обращаются:

Порт	Сервис
22	SSH — удалённое управление
53	DNS
80	HTTP — сайты без шифрования
443	HTTPS — сайты с шифрованием
3389	удалённый рабочий стол Windows

Что происходит, когда вы открываете сайт

DNSимя → IP-адрес
Шлюззапрос уходит из сети
Интернетмаршрутизаторы провайдеров
Серверпорт 443, ответ

Компьютер узнаёт у DNS адрес сайта, отправляет запрос через шлюз, запрос проходит через сети провайдеров до сервера, веб-сервер на порту 443 отвечает страницей. Если сайт не открывается, сисадмин проверяет этот путь по шагам.

Команды для проверки сети

Терминал

ipconfig /all              # Windows: адрес, маска, шлюз, DNS
ip a                       # Linux: адреса устройства
ping 192.168.1.1           # отвечает ли шлюз
tracert ya.ru              # Windows: путь до сайта по шагам
traceroute ya.ru           # Linux и macOS
nslookup ya.ru             # какой IP-адрес у имени по мнению DNS

Попробуйте сами. Узнайте IP-адрес своего компьютера, шлюз и DNS-серверы. Проверьте командой ping, отвечает ли шлюз и известный сайт, и узнайте IP-адрес сайта через nslookup.

Решение и как читать результат

В Windows:

Терминал

ipconfig /all
ping 192.168.1.1
ping ya.ru
nslookup ya.ru

Вместо 192.168.1.1 подставьте адрес шлюза из ipconfig: строка «Основной шлюз». В Linux и macOS адрес смотрят командой ip a или в настройках сети, а ping останавливают Ctrl + C.

Как читать:

адрес вида 192.168.x.x — частный, вы в локальной сети за роутером;
шлюз отвечает на ping — связь с роутером есть;
сайт отвечает — есть интернет и работает DNS;
nslookup показывает IP-адрес имени и какой DNS-сервер ответил.

Некоторые серверы не отвечают на ping специально, из соображений безопасности. Поэтому отсутствие ответа ещё не значит, что сервер выключен.

Сети и интернет: IP-адреса, DNS и порты