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

Что такое маска подсети

Маска подсети (network mask, subnet mask) — это битовая маска (bitmask), которая используется для определения к какой подсети принадлежит определенный ИП адрес. Она не отправляется в заголовках IP-пакетов, т.е. не является ее частью, поэтому по айпи узнать ее просто никак нельзя.

Как и IP-адрес в IPv4 имеет размер в 32-бита. В двоичном формате, ноли и единицы не должны в ней чередоваться, так вначале всегда идут единички, а уже потом ноли.

Может быть таким:       255.255.224.000 - 11111111.11111111.11100000.00000000
Но не может быть таким: 255.255.227.000 - 11111111.11111111.11100011.00000000

Чаще всего пишется префиксом, например, 192.168.11.4/19. Посчитать префикс довольно легко, например, у 255.255.224.000, префикс будет — 19. Посчитайте просто все первые единички в двоичном формате.

Также, можно посчитать и в обратную сторону. Напишите столько единичек и сколько нужно, например, 15, потом допишите 17 нолей, чтобы получилось 32 и переведите это в десятичный формат, получится: 255.254.000.000. Не забывайте, после каждой 8 цифры ставить точку.

Сам префикс означает вот что, например, возьмем префикс 20, это означает, что из 32 бит, 20 будут хранить информацию о самой сети, а 12 уже информацию о хосте. Посчитаем сколько это возможных IP адресов. 220 — 2 = 4 094. Убираем два адреса, т.к. они всегда зарезервированы под свои цели.

Для чего нужна маска сети

Она позволяет определить, кто находится с вами в одной (под)сети, а кто не в ней. Компьютеры, находящиеся внутри одной сети, обмениваются данными между собой напрямую, например, в локальной. Но если нужно выйти в глобальную паутину, то запрос идет уже через роутер — шлюз по умолчанию.

Она позволяет понять сеть нахождения IP-адреса, к примеру, адрес 193.150.14.87 и с маской 255.255.255.0 располагается в сети 193.150.14.0/24.

Рассчитывается это так: Используется функция поразрядной конъюнкции (побитовое И). Это просто, переводим все в бинарную/двоичную систему счисления. Ставим ИП-адрес и маску подсети друг над другом и считаем поочередно сверху и снизу. Если единички совпадают — то ставим 1, если есть хотя бы один ноль, то ставим 0. Потом переводим назад в десятичную и смотрим результат. Вот пример.

ИП-адрес:      11000001.10010110.00001110.01010111 (193.150.14.87)
Маска подсети: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)
Адрес сети:    11000001.10010110.00001110.00000000 (193.150.14.0)

193.150.14.0/24 предполагает 256 айпи и как мы помним 2 мы от них убираем, т.к. они зарезервированы, остается 254.

Важно! Главное не ошибиться в расчетах и вообще указать ее правильно, так, например, если вы укажите 0.0.0.0 — то компьютер будет считать абсолютно все адреса локальными и даже не будет пытаться соединится с внешним интернетом. Это же работает и в обратную сторону — укажите не правильный префикс, то компьютер будет считать другой хост, который по сути находится с ним же в связке — внешним, и будет пытаться подключиться к нему через сетевой шлюз

Как вычислить маску подсети для определенного количества ПК

При ее выборе, также стоит учитывать и класс сети, вот наглядная картинка с диапазонами IP-адресов:

Например, нам нужно выделить 30 IP-адресов для компьютеров в определенной фирме. Вычисляется все так: 28 — 30 — 2 = 256 — 30 — 2 = 224. Т.е. у нас получается: 255.255.255.224. Естественно для этих целей мы берем сеть класса C. Так, вы можете рассчитать ее для любого количества компьютеров.

Интересно! Также, с помощью нее можно разбивать большие сетки на несколько более маленьких. Это очень удобно, особенно в больших корпорациях.

В заключение

Надеюсь все объяснил, как можно в более понятном виде, чтобы вы точно усвоили материал. В дальнейших публикациях продолжим тему работы с глобальной паутиной, так что приходите еще.

Маршрутизатор — что это и для чего он нужен

Роутер — это устройство, которое позволяет организовать локальную сеть с возможностью выхода в интернет для других устройств, которые подключены к нему посредством кабеля или по вай фай. Распределяет трафик, получаемый от одной точки доступа — на всю подключаемую технику.

Представляет из себя коробку со слотами для подключения сетевых кабелей, на корпусе может быть установлена одна или несколько wi fi антенн. Обладает веб-интерфейсом для удобной настройки и управления.

Позволяет создать, как просто локальную сеть без какого-либо доступа к глобальной паутине, так и с выходом, для этого понадобится точка доступа — кабель от провайдера.

На нижней части корпуса располагается информация с адресом для доступа к админ-панели и логин с паролем.

Для чего нужен роутер

Используют роутер для организации доступа в интернет устройствам, которые к нему подключены посредством кабеля или по Wi-Fi. Это незаменимая вещь, если у вас в квартире есть техника, поддерживающая выход в интернет, например, ПК, телевизор, смартфон. Часто используется в кафе, ресторанах и других заведениях.

Это действительно очень полезный и эффективный аппарат, ведь он позволяет раздавать сетевой-трафик всего из одной точки доступа к интернету (от одного кабеля провайдера) всем приборам, которые будут к нему подключены. Так, например, его можно поставить в одной комнате, а пользоваться раздаваемым трафиком, например, с телевизора через вай фай из другой.

Как работает роутер

Роутер объединяет устройства, подключенные к нему по кабелю или по wifi в локальную сеть, она может быть, как с доступом к интернету, так и без. Это дает множество возможностей по совместному управлению ими самими, их файлами/папками и функциями. Например, пользоваться одним принтером, подключенным к сети сразу с нескольких ПК.

Чтобы у устройств, подключенных к такой сети был выход в глобальную паутину — к маршрутизатору подключается кабель с выходом в интернет. Трафик распределяется равномерно между всеми устройствами по таблице маршрутизации, которая хранится в его памяти.

Простыми словами — принцип работы:

1. К роутеру подключается кабель провайдера с доступом к всемирной паутине
2. К нему подключаются необходимые устройства, это можно сделать по кабелю или по wi-fi
3. Производятся необходимые настройки — по инструкции от провайдера, настраивается вай фай
4. Наслаждаетесь серфингом в сети

Кроме этого, маршрутизаторы поддерживают обработку IP-TV телевидения, так, подключив к нему по кабелю телевизор, вы сможете смотреть программы в цифровом качестве, если конечно у вас подключен соответствующий тариф от провайдера.

Типы

Шлюзы могут принимать различные формы и выполнять несколько задач, например, следующие:

Облачный шлюз хранения данных

Данное сетевое устройство имеет форму программного или аппаратного обеспечения, обеспечивающего связь и трансляцию протоколов между провайдером услуг облачного хранения данных и локальным клиентским приложением. Этот шлюз также известен как контроллер облачного хранения данных или облачное устройство хранения данных.

Шлюз безопасности электронной почты

Этот шлюз помогает защитить и предотвратить передачу сообщений электронной почты, которые нарушают политику компании, рассылают вредоносное ПО и передают данные с намерениями злоумышленников. Это предотвращает потерю данных, выполняет шифрование электронной почты и защищает устройство от известных и неизвестных вредоносных программ.

Медиа-шлюз

Это переводческое устройство, которое используется для преобразования различных типов цифровых медиапротоколов с целью обеспечения эффективной мультимедийной связи. Его основная функция заключается в преобразовании нескольких методов кодирования и передачи, которые позволят осуществлять связь между сетями.

Брандмауэр веб-приложений

Этот шлюз помогает защитить все веб-приложения посредством фильтрации и мониторинга HTTP-трафика между веб-приложением и Интернетом. Обычно это защищает веб-приложения от различных атак. Фильтрует и проверяет входящий трафик, который будет рассматриваться как потенциальная угроза и содержит вредоносные действия.

Amazon API шлюз

Этот вид шлюза публикует, создает, контролирует, защищает и обслуживает REST и API веб-сокетов в любом масштабе. Он выполняет все задачи, связанные с приемом и обработкой сотен тысяч одновременных вызовов API, управлением трафиком, авторизацией и контролем доступа.

API, SOA или XML шлюз

Он управляет потоком трафика, поступающего и уходящего из сервиса, микро-услугами ориентированной архитектуры или веб-службой на базе XML.

Шлюз Интернета вещей

IoT, или также известный как Интернет вещей, является шлюзом, который служит в качестве точки соединения между облаком и контроллерами, датчиками и интеллектуальными устройствами.

Магистральный шлюз VoIP

Это интерфейс, который облегчает использование старой телефонной связи. Этот шлюз соединяет абонентов с сетью VoIP без участия операторов и без взимания платы с телефонной компании.

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.

Иными словами, если при подключении к любому устройству в сети указать его IP адрес вручную, то трафик пойдет напрямую, без участия шлюза. В остальных случаях пакеты данных сперва попадают в «сортировочный центр» сети — основной шлюз, откуда потом благополучно рассылаются конечным устройствам.

Преимущества использования основного шлюза:

— Значительное улучшение эффективности IP-маршрутизации. При этом для соединения с функциональными узлами других сегментов сети все узлы TCP/IP опираются на хранящуюся в основных шлюзах информацию. Соответственно, отдельные шлюзы в большой локальной сети не загружаются лишними данными, что существенно улучшает скорость обмена информацией между компьютерами.

— При наличии в сети нескольких интерфейсов (в частном случае — подключение на компьютере нескольких сетевых карт) для каждого из них может настраиваться свой шлюз «по умолчанию». При этом параметры соединения рассчитываются автоматически, и приоритет отправки трафика на свой основной шлюз получает наиболее быстрый сетевой интерфейс.

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.

Маршруты по умолчанию

Немного отвлечёмся от темы для понимания работы шлюза. Внимания заслуживает каждый адрес. Но это отдельная тема, поэтому рассмотрим только базис. Когда локальная система испытывает необходимость в установлении соединения с удалённым хостом, происходит обращение к таблице маршрутов для определения, существует ли он. Если цель находится в какой-то подсети, может создаваться подключение к ней, чтобы обеспечить передачу данных. Если ни один из известных маршрутов не может подойти, используется установленный по умолчанию. Это специально предусмотренная возможность, в которой используется особый тип сетевого шлюза (единственный присутствующий в системе), который помечен флагом С. Указывается машина, имеющая прямое подключения к общемировому сети (в роли таких объектов могут выступать провайдеры), с надеждой, что конечного получателя всё же получится найти

Это принцип передачи данных, который позволяет понять, что такое шлюз в сети, и какое важное значение он имеет для обмена информацией

MKШ1 BLE Gateway

Это предложение от МОКО Смарт. Вы можете развернуть MKGW1 BLE Gateway для различных приложений из-за его универсальности.

Преимущества MKGW1 Bluetooth Gateway

• Очень эффективно обнаруживает сигналы от устройств Bluetooth.

• Установлен светодиод, который будет отображать состояние и рабочие состояния шлюза..

• способен сканировать 300 Bluetooth устройств в секунду.

• Этот шлюз поддерживает HTTP / HTTPS и MQTT (TCP / SSL)

• Предлагает протокол интернет-передачи.

• Этот шлюз позволяет обновить прошивку через USB или OTA.

• Пользователям проще получать соответствующие данные от iBeacons..

• Этот шлюз поддерживает датчики BLE, такие как акселерометр и температура & датчики влажности. Он также поддерживает связь с другими устройствами Bluetooth. Дополнительно, он очень эффективен для получения данных от этих датчиков и устройств и загрузки их на облачный сервер IoT.

Особенности MKGW1 Bluetooth Gateway

Вот некоторые из важных особенностей

Работа MKGW1 Bluetooth Gateway

Вот как работает этот шлюз

1. Сначала необходимо развернуть устройства iBeacons и Bluetooth в целевой области..

2. Затем вы должны разместить MKGW1 BLE Gateway в оптимальном месте..

3. Шлюз будет сканировать устройства iBeacons и Bluetooth.

4. Затем он будет получать нужные данные.

5. Как только он получает данные, он будет использовать Ethernet или Wi-Fi для отправки.

6. Эти данные затем поступят на облачный сервер через HTTP / HTTPS и MQTT.(TCP / SSL) протоколы.

7. Затем вы можете получить доступ к этим данным через облачную платформу и использовать их в соответствии с вашими потребностями после анализа.

На следующем рисунке показана работа шлюза MKGW1 BLE.

Панель пользователя

MKGW1 BLE Gateway поставляется с выделенной панелью пользователя. Вы можете использовать эту панель управления для управления различными функциями шлюза и его взаимодействия с датчиками и устройствами Bluetooth.. Эта панель также позволит вам контролировать входящие и исходящие данные. Дополнительно, Вы также можете установить соответствующие фильтры данных. Вы также можете использовать эту панель для настройки протоколов и механизмов ответа.

Применение шлюза MKGW1 BLE

В этой секции, мы рассмотрим некоторые из возможных применений шлюза MKGW1 BLE

1. Мониторинг окружающей среды

Мы можем использовать этот шлюз для мониторинга параметров окружающей среды, таких как влажность, температура, и т.д. Датчики отправят эти данные на шлюз, и вы можете получить к ним доступ через облако.

2. Актив & кадровый менеджмент

Большие склады и магазины часто борются с персоналом и управлением активами. Этот шлюз является эффективным решением для этого. Вы можете разместить на товарах крошечные iBeacons в виде наклеек, а сотрудникам — в виде пропусков.. IBeacons будет постоянно передавать свое местоположение на шлюз. Вы можете использовать эту информацию для эффективного мониторинга и управления вашим персоналом и активами.

3. Близость по маркетингу

Покупательский опыт очень важен для клиентов, и если вы хотите, чтобы ваш бизнес показал успех, вы должны стремиться к маркетингу на расстоянии.. Вы можете развернуть iBeacons по всему вашему магазину. Всякий раз, когда клиент находится в пределах диапазона iBeacon, iBeacon оповестит шлюз и затем отправит выделенное уведомление на интеллектуальное устройство потребителя. Таким образом, вы можете обеспечить премиум и уникальный опыт покупок.

Основные сведения

Перевод судов между двумя отрезками водного пути с различным уровнем воды в них осуществляется с помощью шлюзов. Каждый шлюз имеет три основных элемента:

• Герметичная камера, соединяющая верхнюю и нижнюю головные части канала и имеющая габариты, достаточные для размещения в ней одного или нескольких судов. Положение и габариты камеры фиксированные, однако уровень воды в ней может изменяться.
• Ворота — металлические щиты, расположенные на обоих концах камеры и служащие для впускания и выпускания судна и герметизирующие камеру во время шлюзования.
• Водопроводное устройство — устройство, предназначенное для наполнения, либо опустошения камеры. Как правило, в качестве такого устройства используется плоский щитовой затвор. В крупных шлюзах могут использоваться перекачные насосы.

Разница высот уровней обоих бьефов называется «напором шлюза»

Принцип работы шлюза следующий:

• Входные ворота открываются и судно заходит внутрь камеры.
• Входные ворота закрываются.
• Открывается перепускной клапан, вызывая падение или подъём уровня воды в камере с находящимся в ней судном.
• Выходные ворота открываются, судно выходит из камеры.

Процесс пропускания судна через шлюз называется шлюзованием. Шлюзование длится, как правило, от 10 до 20 минут в зависимости от размера камеры и перепада уровня воды.

Анимация, показывающая принцип действия шлюза

Принцип работы шлюза

Для подъёма судна:		Для спуска судна:
1-2.	Судно входит в шлюзовую камеру.	8-9.	Судно входит в шлюзовую камеру.
3.	Нижние ворота закрываются.	10.	Верхние ворота закрываются.
4-5.	Камера наполняется водой до верхнего уровня.	11-12.	Из камеры выливают воду до нижнего уровня.
6.	Верхние ворота открываются.	13.	Нижние ворота открываются.
7.	Судно выходит из шлюзовой камеры.	14.	Судно выходит из шлюзовой камеры.

При шлюзовании, как правило, стараются чередовать направление пропускания судов: после того, как судно, идущее, к примеру, вниз по течению, завершило шлюзование, в камеру с уже пониженным уровнем воды может сразу же зайти судно, движущееся в обратном направлении. Таким образом не требуется выполнять лишнее заполнение либо слив воды из камеры.

Что такое маршрутизация

Маршрутизация (Routing) — это процесс по определению/вычислению лучшего маршрута движения для данных в сетях связи. Есть еще второе определение — это передача пакетов данных от отправителя к получателю.

Сами маршруты могут быть статическими — задаются административно, или динамическими, т.е. рассчитываться по специальным алгоритмам-протоколам, которые базируются на данных о топологии и состоянии сети.

Функцию роутинга могут выполнять:

• Аппаратные средства — маршрутизаторы. Самый оптимальный вариант, позволяющий обрабатывать большие потоки данных и работает он быстрее.
• Настроенные компьютеры с несколькими сетевыми интерфейсами и установленным на них специализированным и настроенным ПО. Обычно используется если конфигурация будет не слишком сложная.

Таблица маршрутизации

Таблица маршрутизации — это файл-электронная таблица или база данных, которая располагается на маршрутизаторе или специально настроенном компьютере. В ней описывается соответствие адресов назначения с интерфейсами, через которые необходимо производить отправку данных до следующего маршрутизатора.

Таблица содержит:

• Адрес сети или узла
• Маску подсети назначения
• Сетевой шлюз или по-другому, адрес маршрутизатора на который будут направлены данные
• Интерфейс, с которого можно достучаться до шлюза
• Метрика (не всегда), т.е. показатель, который задает предпочтительность пути.

Может заполняться как вручную, так и автоматически.

Протокол маршрутизации

Протокол маршрутизации используется маршрутизаторами для определения возможных и оптимальных маршрутов движения пакетов данных по сети. Текущий протокол позволяет обеспечивать маршрут на автоматическом уровне избегая ручного ввода.

Это в свою очередь снижает возможное количество ошибок, делает взаимодействие всех роутеров в сети согласованным и, конечно же, облегчает работу самому администратору.

Маршрутизация в IP сетях

По итогу, все это нужно для отправки и приема пакетов данных от одного устройства по сетке к другому и это может происходить через разные сети. Сами маршрутизаторы/роутеры отправляют данные практически во все сети, из локальной в глобальную паутину, используют NAT и т.д.

Информация на роутер поступает от других таких-же роутеров или от администратора. Составляется таблица — вручную или динамически. И, соответственно, пакеты данных отправляются.

Пример монтажа:[править | править код]

1) Построить герметичную комнату небольшого размера (желательно не больше 3-4 тайлов).

2) Поставить 2 двери (лучше всего подойдет Airlock Door соответственно). Одна будет вести в космос, другая — на станцию.

3) Поставить 3 консоли (в принципе можно поставить и 1 и 100 консолей, но я буду описывать наиболее распространенную реализацию). Одну в космосе, одну в сам шлюз и одну на станции, рядом с дверью ведущей в шлюз.

4) Установить в каждую консоль микросхему управления шлюзом (Circuitboard Airlock Control) и закрыть листом стекла (Glass Sheet).

5) Установить коннектор баллона (Tank Connector). Обычно коннектор стоит устанавливать не в самом шлюзе, а на станции для экономии места в шлюзе.

6) Установить активные вентилляции (Active Vents). Можно установить любое число вентилляций, но рекомендуется ставить по 1 вентилляции на тайл для оптимизации скорости герметизации/разгерметизации.

7) Соединить трубами (Pipe) все вентилляции (Active Vent) и коннектор (Tank Connector).

8) Установить газовый сенсор (Gas Sensor). Устанавливать его лучше на максимальном отдалении от ваших вентилляций. По желанию можно установить несколько газовых сенсоров, но это реально может понадобится, только если ваш шлюз имеет уж совсем нестандартную форму.

9) Соединить проводами (Cable Coil) все консоли, двери, вентилляции и газовые сенсоры и подключить их к питанию.

10) Поставить большой баллон с воздухом (Dynamic Canister Air) на коннектор и прикрутить его гаечным ключом (Wrench).

11) Дальше надо настроить консоли. Надо чтобы 1 консоль была мастер-консолью, а другие были подчинены ей (Slave). Для этого надо выбрать 1 любую консоль, вставить в нее диск данных (Data Disk), и включить консоль, если она еще не включена (соответственно питание на нее уже должно подаваться). Дальше на экране найти и выбрать на экране все ваши вентилляции, газовый сенсор и оставшиеся консоли, они должны стать зелеными в меню консоли. С дверьми нужно быть чуть аккуратнее, т.к. первая дверь, которую вы выберете, консоль будет считать внешней дверью (EXTERNAL), а вторую — внутренней (INTERNAL).
Для удобства рекомендуется чтобы все приборы шлюза входили в отдельную подсеть, так же рекомендуется пометить ваши приборы (особенно двери) при помощи маркировщика (Labeller), чтобы их было проще искать в меню консоли.

12) Вытаскивайте диск и проверяйте как все работает.

Шлюз для космических тел с атмосферой (Марса и Европы).править | править код

На Марсе и особенно на Европе при использовании обычного шлюза происходит попадание внешней атмосферы на базу, что не очень хорошо. К счастью, с некоторых пор в стартовый комплект входит Плата Расширенное управление шлюзом. Используется она вместо обычной платы, только к ней подключается не одна, а две активные вентилляции. Вторая вентиляция подключается к пассивной вентиляции снаружи базы

При настройке важно не перепутать внешнюю (external) и внутреннюю (internal) вентиляции. Так же вверху консоли необходимо задать примерное давление на базе (internal pressure) и примерное давление снаружи (external pressure)

Шлюз будет работать в следующей последовательности. При входе нажимаем зелёную кнопку на консоли или на любой двери шлюза. Дверь закрывается, воздух из шлюза выкачивается наружу до вакуума. Затем шлюз заполняется внутренним воздухом базы до установленного давления, дверь открывается. При выходе всё то же, только в обратном порядке.