Текст книги "Введение в системное администрирование"

D:ЖЕЛЕЗО

Представьте, что мы начинающий администратор, которому посчастливилось попасть во вновь образованную компанию, которая начинает свой путь с нуля, имея в своих активах только пустое здание и бюджет на разворачивание инфраструктуры. Вам необходимо будет составить план закупки активов и развернуть их на новой площадке.

Любое разворачивание инфраструктуры начинается с планирования. Это самый важный этап. Именно здесь будут появляться все косяки, которые потом будут проявляться на этапе работы пользователей. Чем раньше вы их заметите, тем проще в дальнейшем будет убирать огрехи, которые в любом случае появятся.

До того момента, когда пользователь создаст свою первую таблицу в Excel, вам придется пройти множество этапов создания необходимой инфраструктуры. И первым шагом будет оборудование нового здания.

D:ЖЕЛЕЗОСКД_камеры_ключницы

В компаниях работают сотрудники, для работы сотрудникам нужны рабочие места, рабочие места находятся в кабинетах, а кабинеты в зданиях. В нашем примере будет использоваться свежепостроенное отдельно стоящее здание с 3 этажами кабинетов.

Вам выпала удача вдохнуть жизнь в эти серые стены и организовать ИТ-инфраструктуру с нуля, имея полную свободу действий. И начнем мы с безопасности. В современном неспокойном мире идея безопасного существования особо актуальна. Чтобы соответствовать современным нормам, требуется поддерживать ее на всех уровнях. К организации безопасности необходимо относиться со всей серьезностью. От этого могут зависеть благополучие вашей компании и даже жизни ваших сотрудников.

Есть много критериев и теорий безопасности, многие созданы на уровне государства, часть разработана на коммерческой основе для корпоративного сегмента. В самих организациях такие регламенты часто разрабатываются самостоятельно, исходя из требований руководства и специфики работы конкретной компании. Регламенты содержат основные требования к безопасности и контролю доступа.

Ваше здание должно быть защищено от внешнего проникновения. Для этого необходимо оборудовать пост охраны с турникетом и электронные замки на всех дверях, проход через которые осуществляется с помощью электронных пропусков. Все эти точки должны быть соединены с главным сервером безопасности, с которого можно будет осуществлять контроль пропускного режима и гибко настраивать уровни доступа для разных зон или кабинетов, требующих повышенных мер безопасности. Кроме основной своей задачи, такая система поможет вам контролировать время работы ваших сотрудников и формировать различные отчеты для отдела кадров.

Для визуального контроля необходимо оборудовать ваши помещения камерами видеонаблюдения. Они должны быть расположены как по периметру здания, так и во внутренних коридорах и кабинетах. Контроль камер можно будет осуществлять с видеосервера. Видеосервер должен иметь функцию видеоархива глубиной минимум в несколько недель, чтобы в случае ЧП или спорной ситуации можно было найти необходимый видеофрагмент. Долгое время основным видом камер были аналоговые видеокамеры, но из-за своих недостатков и ограничений они уступили место IP-камерам, которые превосходят аналоговые камеры в качестве съемки, безопасности потока и удобстве использования. Одним из главных плюсов IP-камер является возможность подключать их в уже существующую сетевую инфраструктуру, что является серьезным ограничением для аналоговых камер.

Для дополнительного контроля помещений компании используют обычные дверные замки, но используя при этом комплексы электронных ключниц, где каждый ключ висит на электронном брелоке и доступ к нему можно получить только по электронному пропуску. Это средство можно использовать, если вы не хотите тратиться на оборудование каждого кабинета электронным замком.

D:ЖЕЛЕЗОСерверная

Теперь, когда безопасность вашего здания организована, перейдем к святая святых любой ИТ-инфраструктуры – серверному помещению. Конечно, сейчас большей популярностью обладают дата-центры и облачные сервисы, но при всех своих плюсах они имеют определенные ограничения и недостатки, которые для некоторых компаний являются существенными. Поэтому мы рассмотрим классический вариант хранения серверов на территории своей компании.

Естественно, что ваша серверная должна соответствовать всем требованиям, которые предъявляются к любому помещению такого типа. Это должно быть помещение без окон. Необходима качественная система вентиляции и охлаждения. Температура воздуха должна быть примерно 18 градусов, влажность должна быть не выше 25—30%. Если вы строите здание с нуля, недопустимо размещать серверную рядом с котельными и системами водоснабжения. В противном случае, вы в какой-то момент можете зайти в серверную и обнаружить там водопад, ниспадающий на ваши включенные сервера, и такие случаи не редки.

Вашему оборудованию требуется постоянная энергия, поэтому необходимо заранее продумать основную и резервную систему энергоснабжения. Установить необходимое количество источников бесперебойного питания и запитать на них все ваше оборудование. Емкость ИБП надо подбирать с таким расчетом, чтобы они могли выдерживать нагрузку в течение 15—20 минут. Увеличивать емкость нет большого смысла, потому что, если электропитание не смогли восстановить в течение часа, скорее всего, его не восстановят и через два часа, а за 20 минут вы можете спокойно выключить все оборудование, если не будете уверены, что проблема устранима.

Стойки в серверной должны быть расставлены равномерно, с возможностью доступа к ним спереди и сзади. Сервера должны быть расположены на расстоянии минимум одного юнита между собой. Все провода и кабели должны быть уложены максимально аккуратно и компактно и, что более важно, должны быть промаркированными. Каждый кабель должен иметь этикетку с информацией о тех точках, которые он соединяет. Эти рекомендации в будущем не раз помогут вам в решении задач и намного ускорят время их выполнения.

Вопрос выбора серверного железа всегда вызывал много дискуссий и споров, но в целом компания использует то железо, которое лучше всего подходит под ее задачи и бюджет. Мы рассмотрим этот вопрос в общих чертах и заострим свое внимание только на самых важных моментах, которые подойдут для любой конфигурации ваших серверов.

При выборе сервера необходимо руководствоваться не именем бренда или суперхарактеристиками, а правильным балансом между требованиями и производительностью. Нет смысла покупать мощный сервер, чтобы он простаивал, и, в тоже время, еле работающий сервер – тоже плохая идея. Правильный анализ и планирование будущей информационной системы – ключ к правильному выбору оборудования. Для расчета производительности используйте официальные калькуляторы и мануалы, они помогут вам лучше разобраться в требованиях вашей системы.

В итоге выбранный сервер должен отвечать заданным требованиям и иметь запас мощности для будущего увеличения нагрузок. Это очень важный момент, которым часто пренебрегают, считая первоначальную нагрузку неизменной. Но через какое-то время, когда штат компании вырастет на пару десятков человек, или базы 1С вдруг неожиданно раздуются в несколько раз, вы упрётесь в предел возможностей вашего сервера и срочно будете сооружать какие-то временные костыли. В это время ваш начальник будет объяснять руководству, зачем вам покупать еще один сервер, если только недавно вы его уже покупали.

Если сервер выбран и установлен, остается обеспечить отказоустойчивость. Сервер должен иметь два блока питания, подключённых к разным ИБП. Для сетевых карт необходимо использовать объединение (teaming), дисковая система должна быть развернута с использованием RAID-массивов.

Итак, мы выбрали сервера, установили их в серверной, обеспечили резервное питание и навели красоту в сетевых патч-кордах. Теперь нашему серверному сокровищу необходимо организовать защиту. Доступ в серверную должен быть только по магнитным пропускам или считывателям отпечатков пальцев. Дверь в серверную должна быть всегда закрыта. Избегайте наличия офисных сотрудников рядом с серверной, если такая возможность есть. Установите комплексную систему мониторинга серверной. Она может включать в себя видеокамеру, датчики движения, температуры, влажности, открытия дверей, дыма, протечки, отсутствия электричества и другие устройства. Данные со всех точек будут поступать на сервер мониторинга, с которого вы сможете наблюдать за всеми параметрами вашей серверной. Инструмент оповещения по почте или SMS поможет вам всегда быть в курсе всего, что происходит в серверной. В случае электроаварии или отказа систем кондиционирования вы будете проинформированы, где бы вы ни находились.

Организация серверной – это дорогой и трудоемкий процесс. Начиная подобный проект, вы должны четко осознавать всю необходимость подобного мероприятия, иметь на руках все цифры и ТЗ. Цена ошибки в данном случае может быть слишком высока. Поэтому в современных реалиях все больше компаний передают эту задачу сторонним компаниям, используя ресурсы дата-центров и облачных офисов. Возможно, для вас это окажется идеальным решением. Главное – подходить к делу с умом и четко знать, что выбранный путь лучше всего подойдет вашей компании.

D:ЖЕЛЕЗОСеть

Если представить вашу инфраструктуру как живой организм, то каналы связи – это ваша кровеносная система, которая каждую секунду разносит информацию во все уголки вашей сети. Если в каких-то местах сосуды будут плохо пропускать сигнал, определенные части вашего оборудования будут испытывать «проблемы со здоровьем». А если какой-то жизненно важный элемент сети выйдет из строя, то это вызовет мгновенный отказ всей инфраструктуры.

Поэтому планирование структуры сети является первостепенным для любых ИТ-систем.

Сети можно проектировать проще и сложнее, безопаснее и рискованнее, но в каждом случае необходимо проводить полный анализ вводных данных и специальных требований для конкретной сети.

Для физического соединения узлов используют три вида сетей. Каждая из них имеет свои особенности и лучше всего подходит для определенных ситуаций.

Оптоволоконные сети. Волоконная оптика уже много лет считается главной технологией для серьезных задач коммутации. Оптика имеет ряд преимуществ над остальными видами сетей. Главным является очень высокая скорость передачи данных на очень большие расстояния. Наряду с высокой скоростью оптика долговечна, защищена от помех и перехватов данных. При всех преимуществах этой технологии, у нее есть ряд недостатков, которые не позволяют ей стать доминирующей среди конкурентов. Это высокая цена материалов и монтажа, хрупкость при эксплуатации и ограничения изгибания кабеля при прокладке.

Данный вид сетей, как правило, используется при постройке внешних магистралей, объединяющих разрозненные сооружения или корпуса, а также многоэтажные здания. Она может использоваться и в качестве полноценной внутренней структуры кабельной сети, но из-за высокой стоимости используется только в отдельных ситуациях или дорогостоящих проектах.

Внутри помещений оптика используется в качестве соединительных кабелей горизонтальной разводки – для объединения серверных и коммутационных шкафов, а иногда и отдельных рабочих станций. Монтаж оптики осуществляется с помощью специальных инструментов и приборов. Оптическое оборудование довольно дорогое и требует специальной квалификации, поэтому, в большинстве случаев, прокладкой и монтажом оптоволоконных сетей занимаются специализированные компании, имеющие все необходимые инструменты и опыт. В то же время эксплуатация уже готовых оптических портов и кабелей не вызовет больших затруднений у обычного сетевого инженера.

Оптические волокна и кабели, используемые для построения сетей, отличаются по своей структуре и технологии использования. По типу путей и структуре различают одно– и многомодовые волокна.

Одномодовые волокна (SM) отличаются малым диаметром сердцевины, по которой может пройти только один пучок света.

Многомодовые волокна (MM) отличаются большим диаметром сердцевины и могут быть со ступенчатым или градиентным профилем. Через такие волокна могут пройти несколько пучков света, что в некоторых случаях очень удобно.

Схемы коммутации тоже могут быть различными. Можно использовать различные комбинации и количество оптоволоконных кабелей в зависимости от целей и бюджета.

Модули SFP, которые используются для коммутации с конечным устройством, также могут быть различными в зависимости от вашей схемы сети.

Оптика – это технология, которая при определённом бюджете и квалификации админа может решить большинство задач в построении сетевой инфраструктуры.

Витая пара. Рабочая лошадка во многих случаях построения сетевой инфраструктуры, начиная с обычной квартиры и заканчивая большими предприятиями. За счет своей дешевизны и легкости монтажа этот тип кабеля используется повсеместно. В зависимости от конструкции и категории кабеля, по витой паре можно передавать трафик со скоростями в диапазоне от 1 до 40000 Мбит/с. Для защиты от помех также предусмотрены различные уровни защиты с использованием разного количества слоев защиты. В крупных зданиях витая пара чаще всего используется для организации локальной сети на этажах до конечных устройств. При прокладке кабеля необходимо заранее заложить запас по пропускной способности. Зачастую компании, пытаясь сэкономить, используют витую пару с невысокой скоростью передачи данных, и когда через 5—10 лет требования рабочих станций начинают упираться в ограничение по скорости, компании приходится менять кабель во всем здании. А в обустроенном офисе этот процесс затруднителен, а в некоторых случаях и невозможен без демонтажа части перекрытий или стен. Поэтому на данный момент минимальной рекомендуемой категорией витой пары является Cat 5e со скоростью передачи данных в 1000 Мбитс.

Данный тип кабеля мог бы использоваться повсеместно, если бы не его главный недостаток – ограничение длины кабеля в 100 метров. Это ограничение сильно сужает диапазон возможностей использования данного кабеля в сетевой инфраструктуре, отдавая пальму первенства на дальних дистанциях оптоволоконному кабелю. Но в локальных сетях витая пара по-прежнему остается незаменимым средством коммутации.

Wi-Fi. Эта технология использует радиоканалы для передачи данных. Информация до конечного пользователя передается через точки доступа, которые могут передавать сигнал в зоне покрытия радиусом до 45 метров в помещении и до 90 метров на открытом пространстве (данные цифры могут меняться в зависимости от условий и версии Wi-Fi). С увеличением скорости интернета и количества мобильных устройств роль Wi-Fi в организации внутренних сетей возрастает. Зачастую в небольших компаниях можно встретить полностью беспроводной офис, в котором сотрудник жестко не привязан к своему рабочему столу и может организовать свое рабочее место, как ему удобно. Также использовать беспроводную сеть удобно в местах, где прокладка кабеля невозможна или будет мешать работе персонала.

Кроме мобильности и отсутствия проводов, Wi-Fi также прост для подключения и работает с большим количеством различных устройств. Беспроводные интерфейсы есть сейчас везде, от принтеров до станков. Возможно, Wi-Fi мог бы стать идеальным средством связи в корпоративной сети, если бы не несколько недостатков. Беспроводные сети очень чувствительны к помехам, и этот фактор сильно влияет на скорость в сети. Скорость проводной сети пока выше скорости Wi-Fi-соединения. Наложение сигналов, работающих на соседних или на одном каналах, может мешать доступу к точке доступа. Такая проблема может возникнуть при большом количестве пользователей.

В связи с этим Wi-Fi пока остается удобным помощником для обычных кабельных сетей. С каждым годом качество и скорость беспроводных сетей улучшается, и, возможно, в будущем они смогут потягаться с другими видами сетей за роль в сетевой инфраструктуре.

В большинстве случаев администратор приходит на работу в компанию, где сетевая инфраструктура уже была организована до него, и разобраться в хитросплетениях и тем более изменить что-то в сети бывает достаточно проблематично. Но в этой книге при описании фундаментальных свойств ИТ-систем мы стараемся описывать эти системы в общем виде, чтобы они были применимы к большинству ситуаций, с которыми сталкивается админ. И, говоря о топологии сети, мы будем рассматривать ситуацию, когда в вашем распоряжении находится пустое здание, в котором вы можете с нуля спроектировать сеть, не сковывая себя существующими инфраструктурными ограничениями.

Как и в любом технически сложном проекте необходимо иметь проектную документацию, в которой будут расписаны все требования и этапы предстоящих работ. В проекте должна быть отражена информация, охватывающая всю сетевую инфраструктуру – от данных Интернет-провайдера до расшивки конкретной розетки на этаже. Это позволит вам иметь полный контроль над вашей сетью и возможность в будущем быстро находить узлы, в которых произошли сбои. Часто бывают ситуации, когда фактические условия работы требуют изменений в документации, и, если эти изменения не вносятся своевременно, в дальнейшем разобраться в ситуации становится проблематично. Что уж говорить про работы, которые проводятся без какой-либо документации и максимум записываются на листике А4. В такой инфраструктуре любой сбой затягивается на многие часы поисков информации и требует много усилий, чтобы распутать клубок сетевых загадок.

При построении сети внутри необходимо рассматривать здание как иерархию связей, где корнем является главная коммутационная серверная, а крайними узлами – отдельные розетки в кабинетах. Помня об ограничениях длины кабеля от одного активного сетевого устройства до другого в 100 м, обычно сеть в здании сегментируют на уровне этажа. На этажах устанавливают коммутаторы уровня доступа, к которым подключают розетки в кабинетах. После чего эти коммутаторы соединяют каналами связи с коммутатором в главной серверной, который играет в этом случае роль ядра сети. Коммутаторы на разных этажах желательно соединять оптоволокном, хотя для малых расстояний использование витой пары тоже возможно, при этом желательно использовать категорию не ниже шестой. При проектировании сетей не стоит забывать о том, что для каждого рабочего места, кроме информационной розетки, требуется минимум одна розетка силовая. Расстояние между силовой и информационной розетками одного рабочего места по стандарту не должно превышать 1 м. Минимальное расстояние между силовым и информационным кабелями зависит от потребляемой мощности, но на практике обычно используется значение 15—20 см. Если такие расстояния выдержать невозможно, нужно использовать кабели с экранированием.

В составе корпоративной сети также существует оборудование, которое может получать питание по технологии питания оборудования по кабелю Ethernet (Power over Ethernet, PoE). Как правило, питаются по PoE точки беспроводного доступа, камеры видеонаблюдения, IP-телефоны. Обычно для работы этой технологии устанавливаются специальные PoE-коммутаторы. В соответствии со стандартом 802.3af максимальная мощность, которая может быть получена устройством с PoE-порта, составляет 12,95 Вт.

При превышении допустимого значения потребляемой мощности коммутатор начинает отключать питание отдельных портов. При этом учитываются приоритеты портов для PoE, назначенные вручную администратором. Необходимо заранее рассчитывать суммарную мощность PoE-оборудования, чтобы запланировать необходимое количество коммутаторов.

На всех уровнях проектирования сети надо помнить о пожарной безопасности при прокладке кабелей в офисе. Кабели, каналы, розетки и т. п. должны соответствовать определенной категории пожароустойчивости.

Зная все преимущества и недостатки различных видов сетей, можно приступать к разработке логической топологии и структуры сети. Топология сетей очень похожа на теорию графов. В ней так же есть узлы и дуги, и так же важен поиск кратчайшего пути. Соответственно, к вопросу проектирования топологии необходимо подходить со всей серьезностью, как к решению математической задачи.

Проанализировав особенности вашего здания, необходимо составить такую топологию сети, которая максимально подходит под ваши требования и не является слишком избыточной и сложной. Для начала необходимо определиться с размещением основных узлов сети.

Уровень ядра. Этот уровень должен максимально быстро передать трафик между оборудованием уровня распределения.

Уровень распределения. На этом уровне происходит маршрутизация пакетов и их фильтрация на основе правил.

Уровень доступа. Здесь происходит подключение к сети конечных рабочих станций.

На каждом из этих уровней есть технологии, которые помогут вам создать оптимальную для ваших условий структуру сети.

Мы не будем перечислять все функциональные возможности современных коммутаторов, потому что выбор функционала зависит от конкретной задачи и структуры вашего здания. Главное, что нужно помнить – чтобы сеть не была перегружена и имела минимально возможное количество сегментов между двумя точками сети. Естественно, при этом необходимо просчитать достаточный уровень отказоустойчивости, чтобы отказ одного узла не привел к обрушению всей сети.

Далее мы рассмотрим несколько технологий, которые, в большинстве случаев, являются обязательными при построении локальной сети независимо от масштабов и конфигурации. При подключении конечных устройств вам необходимо будет озадачиться вопросом распространения в вашей сети IP-адресов, а также настроенных параметров маски, шлюза и DNS-сервера. Без них ваши устройства не смогут подключиться к вашей сети и общаться с другими узлами.