Многие задаются вопросом как устроена сеть провайдера или как им самим строить сеть, в данной статье я покажу как спроектирована и работает сеть у меня, на логическом уровне. Хотя не считаю свою структуру за идеальную, можно было сделать и лучше, но это мое имхо:) ибо истина “спроси у 2-х провайдеров как строить сеть – получишь 3 разных варианта “

Теперь подробнее о том как это работает

Типичная сеть передачи данных состоит из 4-х уровней, многие говорят что 3 но на самом деле их 4

1 уровень – граница сеть, т.е стык с другими операторами, он же бордер
На этом уровне обычно ведется работа с магистральными операторами у кого берем Интернет и операторами клиентами – которым даем Интернет:) Взаимодействие в 90% случаях осуществляется с помощью протокола динамической маршрутизации BGP

2 уровень – это само ядро сети
В него входят биллинг, radius сервер, центральные коммутаторы куда все воткнуто, NAT и шейперы (которыми нарезаем полосу клиенту. Можно резать и на порту управляемого коммутатора – но в таком случае и локальные ресурсы будут на тарифной скорости, нам-же надо предоставить тарифную скорость в Интернет и до 100мбит внутри своей сети
Взаимодействие между оборудованием обычно тоже происходит с помощью протоколов динамической маршрутизации таких как BGP (В этом случае внутреннее BGP или OSPF), но есть и приверженцы статических маршрутов

3 уровень – это уровень распределения, агрегация
В этот уровень обычно обычно входят управляемые коммутаторы (2-го или 3-го уровня) квартала или района, в зависимости от внутреннего устройства сети. В моем случае ставятся коммутаторы 3-го уровня и иногда дополняются коммутатором 2-го уровня, т.к при схеме VLAN на дом – не стоит разгребать домовые вланы в ядре сети 

4 уровень – уровень доступа, акцесс, точка клиентского доступа
Это те самые домовые свитчи которые стоят в подвалах и на чердаках домов в ящике. К ним уже подключаются клиенты. В странах СНГ чаще всего используется D-Link DES-3526, D-Link 3026 и потихоньку начали ставить D-Link DES-3028, для юридических лиц обычно уже брезгуют длинками и ставят Cisco Catalyst 2950

Теперь о том как это работает у меня:

1) устройство 1-го уровня

В качестве пограничных маршрутизаторов используются 2 железки Juniper j4350 к каждой из которых подключен свой магистральный аплинк, взаимодействие с аплинками происходит с помощью BGP протокола (т.е отдаем аплинкам сети закрепленные за нашей AS (автономная система) и получаем от них полный список маршрутов в сети Интернет (full-view)

2) устройство 2-го уровня

На втором уровне происходит NAT-инг клиентов, шейпирование тарифных скоростей и маршрутизация (Интернет или пиринговые сети)

В качестве NAT-еров и шейперов используются две интелевских серверных платформы под управлением FreeBSD (на каждом из них производится и NAT и нарезка скоростей и каждый из них резервирует друг друга). Шейпинг осуществляется с помощью dummynet и таблиц (tablearg) а нат с помощью pf
Так-же между этими маршрутизаторами и пограничными маршрутизаторами (j4350) бегает внутреннее BGP для того чтобы в случае отказа одного из бордеров – быстро переключится на второй да и некая балансировка трафика тоже не будет лишней 
Между маршрутизаторами и коммутаторами 3-го уровня бегает протокол OSPF для обмена внутрисетевыми и пиринговыми маршрутами + мы аннонсим с маршрутизаторов на них дефаулт роут, т.е маршрут по умолчанию. Маршрутизатор 1 имеет метрику 100
Маршрутизатор 2 имеет метрику 200, т.е в случае отказа одного из маршрутизаторов – все пакеты пойдут через резервные (интервал переключения около 10 секунд)

3) устройство 3-го уровня

При моей схеме VLAN на дом на уровне распределения приходится держать коммутаторы 3-го уровня, которые занимаются маршрутизацией домовых сетей и вланов.
На коммутаторах работает IGMP snooping, обрезается весь ненужный мультикаст и режутся бродкасты и порты NetBIOS (tcp/udp 135-139, 445)

4) устройство 4-го уровня

На четвертом уровне стоят коммутаторы D-Link DES-3526, планируем ставить DES-3028, т.к 4-ре гигабитных порта очень часто нужны. Да и по слухам 3526 уже EOL
К коммутаторам напрямую подключаются клиенты, на абонентских порах включен loopback detect (для выключения портов с петлей), максимальное количество mac-адресов на порту равно 5, включен igmp snooping и фильтруется весь мультикаст кроме диапазонов 224.200.100.0-224.200.150.255 и 224.0.0.2, так-же зарезаются все бродкасты (кроме arp протокола) и весь NetBIOS

Программа для микроконтроллера пишется на любом удобном языке программирования, компилируется в бинарный файл (или файл формата intel HEX) и заливается в микроконтроллер посредством программатора.

Итак, первым шагом в освоении микроконтроллера обычно становится программатор. Ведь без программатора невозможно загнать программу в микроконтроллер и он так и останется безжизненным куском кремния.

Что же представляет из себя это устройство?
В простейшем случае программатор это девайс который связывает микроконтроллер и компьютер, позволяя с компа залить файл прошивки в память контроллера. Также нужна прошивающая программа, которая по специальному протоколу загонит данные в микроконтроллер.

Программаторы бывают разные под разные семейства контроллеров существуют свои программаторы. Впрочем, бывают и универсальные. Более того, даже ту же простейшую AVR’ку можно прошить несколькими способами:

Внутрисхемное программирование (ISP)
Самый популярный способ прошивать современные контроллеры. Внутрисхемным данный метод называется потому, что микроконтроллер в этот момент находится в схеме целевого устройства — он может быть даже наглухо туда впаян. Для нужд программатора в этом случае выделяется несколько выводов контроллера (обычно 3..5 в зависимости от контроллера).

К этим выводам подключается прошивающий шнур программатора и происходит заливка прошивки. После чего шнур отключается и контроллер начинает работу.
У AVR прошивка заливается по интерфейсу SPI и для работы программатора нужно четыре линии и питание (достаточно только земли, чтобы уравнять потенциалы земель программатора и устройства):

• MISO — данные идущие от контроллера (Master-Input/Slave-Output)
• MOSI — данные идущие в контроллер (Master-Output/Slave-Input)
• SCK — тактовые импульсы интерфейса SPI
• RESET — сигналом на RESET программатор вводит контроллер в режим программирования
• GND — земля

Сам же разъем внутрисхемного программирования представляет собой всего лишь несколько штырьков. Лишь бы на него было удобно надеть разъем. Конфигурация его может быть любой, как тебе удобней.
Однако все же есть один популярный стандарт:

Для внутрисхемной прошивки контроллеров AVR существует не один десяток разнообразных программаторов. Отличаются они в первую очередь по скорости работы и типу подключения к компьютеру (COM/LPT/USB). А также бывают безмозглыми или со своим управляющим контроллером.

Безмозглые программаторы, как правило, дешевые, очень простые в изготовлении и наладке. Но при этом обычно работают исключительно через архаичные COM или LPT порты. Которые найти в современном компьютере целая проблема. А еще требуют прямого доступа к портам, что уже в Windows XP может быть проблемой. Плюс бывает зависимость от тактовой частоты процессора компьютера.

Так что твой 3ГГЦ-овый десятиядерный монстр может пролететь, как фанера над Парижем.

Идеальный компьютер для работы с такими программаторами это какой-нибудь PIII-800Mhz с Windows98…XP.
Вот очень краткая подборка проверенных лично безмозглых программаторов:

Программаторы с управляющим контроллером лишены многих проблем безмозглых. Они без особых проблем работают через USB. А если собраны на COM порт, то без извращенских методик работы с данными — как честный COM порт. Так что адаптеры COM-USB работают на ура. И детали подобрать можно покрупней, чтобы легче было паять. Но у этих программаторов есть другая проблема — для того чтобы сделать такой программатор нужен другой программатор, чтобы прошить ему управляющий контроллер. Проблема курицы и яйца. Широко получили распространение такие программаторы как:

• AVRDOPER
• AVR910 Protoss

Внутрисхемное программирование, несмотря на все его удобства, имеет ряд ограничений.
Микроконтроллер должен быть запущен, иначе он не сможет ответить на сигнал программатора. Поэтому если неправильно выставить биты конфигурации (FUSE), например, переключить на внешний кварцевый резонатор, а сам кварц не поставить. То контроллер не сможет запуститься и прошить его внутрисхемно будет уже нельзя. По крайней мере до тех пор пока МК не будет запущен.
Также в битах конфигурации можно отключить режим внутрисхемной прошивки или преваратить вывод RESET в обычный порт ввода-вывода (это справедливо для малых МК, у которых RESET совмещен с портом). Такое действо тоже обрубает программирование по ISP.

Параллельное высоковольтное программирование
Обычно применяется на поточном производстве при массовой (сотни штук) прошивке чипов в программаторе перед запайкой их в устройство.

Параллельное программирование во много раз быстрей последовательного (ISP), но требует подачи на RESET напряжения в 12 вольт. А также для параллельной зашивки требуется уже не 3 линии данных, а восемь + линии управления. Для программирования в этом режиме микроконтроллер вставляется в панельку программатора, а после прошивки переставляется в целевое устройство.

Для радиолюбительской практики он особо не нужен, т.к. ISP программатор решает 99% насущных задач, но тем не менее параллельный программатор может пригодиться. Например, если в результате ошибочных действий были неправильно выставлены FUSE биты и был отрублен режим ISP. Параллельному программатору на настройку FUSE плевать с высокой колокольни. Плюс некоторые старые модели микроконтроллеров могут прошиваться только высоковольтным программатором.
Из параллельных программаторов для AVR на ум приходит только:

• HVProg от ElmChan
• Paraprog
• DerHammer

А также есть универсальные вроде TurboProg 6, BeeProg, ChipProg++, Fiton которые могут прошивать огромное количество разных микроконтроллеров, но и стоят неслабо. Тысяч по 10-15. Нужны в основном только ремонтникам, т.к. когда не знаешь что тебе завтра притащат на ремонт надо быть готовым ко всему.

Прошивка через JTAG
Вообще JTAG это . Он позволяет пошагово выполнять твою программу прям в кристалле. Но с его помощью можно и программу прошить, или FUSE биты вставить. К сожалению JTAG доступен далеко не во всех микроконтроллерах, только в старших моделях в 40ногих микроконтроллерах. Начиная с Atmega16.

Компания AVR продает фирменный комплект JTAG ICEII для работы с микроконтроллерами по JTAG, но стоит он (как и любой профессиональный инструмент) недешево. Около 10-15тыр. Также есть первая модель JTAG ICE. Ее можно легко изготовить самому, а еще она встроена в мою демоплату .

Прошивка через Bootloader
Многие микроконтроллеры AVR имеют режим самопрошивки. Т.е. в микроконтроллер изначально, любым указанным выше способом, зашивается спец программка — bootloader. Дальше для перешивки программатор не нужен. Достаточно выполнить сброс микроконтроллера и подать ему специальный сигнал. После чего он входит в режим программирования и через обычный последовательный интерфейс в него заливается прошивка. Подробней описано в .
Достоинство этого метода еще и в том, что работая через бутлоадер очень сложно закосячить микроконтроллер настолько, что он не будет отвечать вообще. Т.к. настройки FUSE для бутлоадера недоступны.

Бутлоадер также прошит по умолчанию в главный контроллер демоплаты чтобы облегчить и обезопасить первые шаги на пути освоения микроконтроллеров.

Pinboard II
Прошивка AVR с помощью демоплаты Pinboard II (для Pinboard 1.1 все похоже)

Микроконтроллер относится к программируемому типу микросхем, на основе которого можно собрать схему какого либо автоматического устройства. Такое устройство может представлять собой простейшую схему с мигающим светодиодом, или автомат, выполняющий сложные вычисления и управляющий другими устройствами. Основной элемент в обоих случаях может быть одним и тем же микроконтроллером, разница будет состоять лишь в записанной в него программе.
Доступность микроконтроллеров и простота составления своих собственных программ для них, делает микроконтроллеры очень заманчивым для сборки разнообразнейших схем. Раньше, для изменения функций устройства, построенного на обычных логических микросхемах, требовалось изменять саму схему, выпаивать и впаивать детали, а теперь конструкцию на микроконтроллере обычно достаточно лишь перепрограммировать. Отчасти как раз из-за этой простоты изменения функций, микроконтроллеры быстро вытеснили устройства, построенных на множестве логических элементах.
Программы для микроконтроллеров могут быть написанны на различных языках программирования с использованием специальных компьютерных программ. Написанная и преобразованная (откомпилированная) программа переносится в микроконтроллер с помощью программатора.
Программатором называют электронное устройство, к которому подключается микроконтроллер, а так же программатор - это компьютерная программа, управляющая процессом переноса подготовленной программы из компьютера в микроконтроллер.
Конструкцию с микроконтроллером, в который прошивается прошивка, называют целевой конструкцией или целевой схемой.

Определить, какое именно значение слов "программатор" или "прошивка" употребляется, можно обычно из контекста. Далее мы убедимся, что это не так сложно.

Большинство программ-программаторов могут быть настроены для работы с разными схемами программаторов-адаптеров. Программатор-адаптер подключается к компьютеру через какой либо порт ввода-вывода. В настоящее время существуют три наиболее распространённых возможности подключения программатора к компьютеру по какому либо порту:

В течении последних лет параллельный порт принтера LPT и последовательный COM-порт были вытеснены USB-портом. Тем не менее всё ещё имеются в продаже отдельные платы расширения для LPT- и/или COM-порта. Такие карты ("мультипортовки") можно дополнительно установить в уже имеюшийся компьютер, но дополнить ноутбук COM- или LPT-портом нельзя или крайне сложно.

Рис. 1. USB-COM адаптер.

Вместе с тем практически на всех современных компьютерах и ноутбуках имеется хотя бы один USB-порт, а так же распространены недорогие адаптеры USB-COM, которые позволяют создавать на компьютере с USB-портом недостающий COM-порт.

Часто схемы программаторов для USB-порта достаточно сложны для повторения начинающими электронщиками, и нередко содержат микроконтроллер, который тоже необходимо сначала каким то образом прошить, можно посоветовать несложную схему программатора, подключаемого к компьютеру на COM-порт или на USB через адаптер USB-COM. Через существующие адаптеры USB-LPT прошить микроконтроллер не удасться, так как эти адаптеры "эмулируют" не LPT порт, а лишь управляют работой с принтером.
Нужно предупредить, что программа в микроконтроллер через USB-COM-адаптер загружается в десятки раз до льше, чем через "нормальный" COM-порт и с этим придётся мириться.

Пожалуй, большинство начинающих выбирает восьмибитные AVR-микроконтроллеры RISC архитектуры фирмы ATMEL из-за их гибкости, хорошо описанных примеров применения и невысокой цены. Эти микроконтроллеры, как и множество других, могут быть запрограммированны через ISP-интерфейс.

ISP-интерфейс состоит из пяти проводников: MOSI, MISO, SCK, RESET и GND. Подключение ISP-программатора позволяет программировать микроконтроллеры, (в большинстве случаев) не извлекая сам микроконтроллер из схемы.

Среди радиолюбителей распространнено много схем-программаторов для последовательного COM-порта. Многие из них собраны на нескольких транзисторах и стабилитронах , и даже на нескольких резисторах . Достоинством таких схем является их простота, но они имеют и важный недостаток. Дело в том, что стандат RS-232 допускает отклонения уровней напряжения на выводах COM-порта, причём эти отклонения у разных производителей компьютеров могут сильно меняться, всё же оставаясь при этом в разрешённых пределах. Поэтому такая простая схема, работающая на одном компьютере, может работать с перебоями на другом или не работать совсем. Очень неудобно и то, что программатор, собранный по простейшей схеме, необходимо каждый раз подключать и отключать от целевой конструкции на время сеанса прошивки.

Вышеперечисленных недостатков лишина схема на Рис. 2. Это программатор для последовательного COM-порта всего на двух распространённых микросхемах: микросхемы RS232 -драйвера MAX232 (или аналога) и логической микросхемы 74LS240 (отечественный аналог К555АП3).
Микросхема MAX232 представляет собой широкораспространённый четырёхканальный драйвер (преобразователь уровня) интерфейса RS-232 (примерно от минус 12 до плюс 12 вольт) к уровням CMOS/TTL (уровень 5-вольтовой логики). Микросхема 74LS240 является сдвоенным инвертирующим буфером четырёх линий с разрешением выхода.

Рис. 2. Схема myPROGGER.

Программатор, собранный по этой схеме обладает следующими достоинствами.

На самом деле, вы уже знакомы с этим понятием. ISP, сокращённо с английского «internet service provider», означает «поставщик интернет-услуг» или по-другому называется «интернет-провайдер» (можно просто провайдер). Он же, в свою очередь, является организацией, занимающейся предоставлением такого товара, как выход в глобальную сеть . Это могут быть подключения через домашний телефон или по оптоволоконному кабелю, беспроводные сети, аренда оборудования и многие другие вещи, связанные со Всемирной паутиной. Как вы могли заметить, понятие это вам уже давно знакомо. Просто у него появилось более-менее «научное» название.

Каждый из пользователей интернета хоть раз в жизни сталкивался с интернет-провайдерами

Как можно провести интернет?

Практически в любом малом и большом городе имеются интернет-провайдеры. Тот же Ростелеком, например, является поставщиком интернет-услуг. Получается, чтобы вам в дом или квартиру провели сеть, достаточно просто написать заявление в одной из точек продаж. Если вы не знаете адрес, то вам на помощь придут следующие источники информирования:

• Они сами вас найдут. Как бы смешно не звучало, но пословица «Если гора не идёт к Магомеду, то Магомед идёт к горе» очень хорошо описывает эту ситуацию. Сейчас практически нет жилого помещения без выхода в глобальную сеть. У провайдеров большая конкуренция, поэтому они сами стараются найти новых пользователей. Так что, чаще всего, команда той или иной фирмы сама наведается к вам домой, представляя услуги своей компании. В крайнем случае они везде развешивают рекламные флайеры, баннеры, всевозможные плакаты, посему вы никак не упустите их из виду.
• Телевидение. По телевизору часто крутят рекламу, где вы можете увидеть адрес нахождения или телефон справочной службы необходимого провайдера .
• Интернет. Небольшой парадокс, однако во Всемирной паутине можно найти практически любую информацию. Возьмите смартфон или попросите друга, и он обязательно найдёт вам необходимые адреса и номера телефонов.

Ну что ж, теперь вы знаете, как найти провайдера (если по каким-то непонятным причинам он сам до сих пор не нашёл вас). Ещё необходимо ознакомиться с некоторыми подсказками, которые помогут вам сделать всё правильно. Важно подобрать оптимальный тарифный план. Чаще всего, работники организации сами сделают это за вас, подсказывая цены и предоставляемую скорость. Если ваше подключение будет через ADSL, важно знать, какую скорость сможет «потянуть» проведённый кабель. То есть, если вы подключите скорость 70 МБит/с, а кабель поддерживает лишь 20 Мбит/с, то вам нет смысла переплачивать.

Также стоит отметить использование роутеров. Чаще всего, провайдеры предлагают свои модемы (с поддержкой Wi-Fi). Но вы можете отказаться и приобрести в магазине совершенно другой (подходит для более опытных пользователей). В домашних условиях такого роутера хватит с головой, поэтому не стоит заморачиваться по этому поводу.

Подключение и настройка ISP

Обычно, установка ISP осуществляется сотрудниками организации, которая в дальнейшем будет предоставлять вам интернет-услуги. Поэтому настройка и подключение не должны ложиться на ваши хрупкие плечи. Однако бывают случаи, когда компания предлагает такую «помощь» за отдельную плату (может даже большую). Поэтому, на всякий случай, ознакомьтесь с небольшой инструкцией, которая поможет узнать, как осуществляется установка ISP-подключения.

1. Стоит отметить, что кабель в дом проведёт сам провайдер. То есть, вам не нужно заниматься этим вопросом. Если это оптоволокно, то вам нужно будет включить шнур в роутер или модем, или же напрямую к сетевому адаптеру компьютеру (если нужно подключить только одно устройство).

1. В частных домах чаще всего используется ADSL-кабель . В этом случае нужно будет провести шнур от домашнего телефона к роутеру, после чего переходить к настройкам.

1. Все современные провайдеры поставляют в комплекте не только модем, но и установочный диск, который поможет вам сделать подключение.

1. Вам нужно будет вставить его в дисковод компьютера и просто следовать инструкции на экране, которая поможет вам всё сделать правильно и чётко.
2. После этого, вы сможете выходить в интернет и пользоваться всеми его услугами. Настройка на этом этапе завершена.

Заключение

Сегодня вы узнали о том, что такое ISP-подключение и как его настроить. Как видите, это оказалось простым интернет-соединением , которое предоставляет вам интернет-провайдер. Приятного использования, друзья! Делимся в комментариях с другими пользователями информацией о том, услугами какого провайдера пользуетесь вы.

Узлы могут подключаться к ISP (поставщику услуг Интернета) и Интернету несколькими способами.

Получение публичного или частного адреса зависит от метода подключения узла.

Прямое подключение

У некоторых клиентов есть только один компьютер с непосредственным подключением к поставщику услуг Интернета через модем. В данном случае публичный адрес с сервера DHCP поставщика услуг Интернета присваивается только одному узлу.

Подключение через интегрированный маршрутизатор

Если к Интернету нужно подключить несколько узлов, модем поставщика услуг Интернета можно соединить не с одним компьютером, а непосредственно с интегрированным маршрутизатором. Таким образом создается домашняя сеть или сеть малого предприятия. Интегрированный маршрутизатор получает от поставщика услуг Интернета публичные адреса. Внутренние узлы получают от маршрутизатора частные адреса.

Подключение через шлюз

Шлюзы объединяют в себе интегрированный маршрутизатор и модем и подключаются непосредственно к поставщику услуг Интернета. Как и в случае с интегрированными маршрутизаторами, шлюз получает от поставщика услуг Интернета публичный адрес, а ПК во внутренней сети получают от шлюза частные адреса.