Kolejnym modułem w ramach ścieżki sieciowej na platformie TryHackMe jest wprowadzenie do sieci lokalnych (LAN – Local Area Network). Pozwala on zrozumieć, jak urządzenia są ze sobą połączone oraz jak przebiega komunikacja wewnątrz sieci lokalnej.

Topologie LAN

Topologia sieci określa fizyczny lub logiczny układ połączeń między urządzeniami. Wyróżniamy trzy klasyczne topologie:

  • Topologia gwiazdy (Star) – najpopularniejsza we współczesnych sieciach. Urządzenia są indywidualnie podłączone do centralnego punktu (przełącznika/switcha lub huba). Charakteryzuje się wysoką skalowalnością i niezawodnością (awaria kabla do jednego urządzenia nie wpływa na pozostałe), jednak awaria urządzenia centralnego unieruchamia całą sieć.
  • Topologia magistrali (Bus) – wszystkie urządzenia współdzielą jeden główny kabel magistrali. Jest tania i prosta w budowie, ale podatna na spadki wydajności i zatory przy dużym ruchu, a uszkodzenie głównego kabla powoduje paraliż całej sieci.
  • Topologia pierścienia (Ring) – urządzenia są połączone ze sobą bezpośrednio w zamkniętą pętlę. Dane przesyłane są w jednym kierunku z jednego urządzenia do kolejnego. Uszkodzenie pojedynczego połączenia lub urządzenia przerywa działanie całego pierścienia.

Switch vs Router

W sieciach komputerowych kluczową rolę odgrywają dwa podstawowe urządzenia:

  • Switch (przełącznik) – urządzenie warstwy 2 (łącza danych), które łączy wiele urządzeń w ramach jednej sieci lokalnej. Zamiast rozsyłać pakiety na wszystkie porty (jak hub), switch pamięta adresy MAC podłączonych urządzeń i przekazuje ruch wyłącznie do portu docelowego.
  • Router – urządzenie warstwy 3 (sieciowej), którego zadaniem jest łączenie różnych sieci i przesyłanie pakietów między nimi w procesie routingu (trasowania).

Łączenie wielu switchy i routerów pozwala budować nadmiarowe ścieżki (redundancję), dzięki czemu awaria jednego połączenia nie powoduje przestoju w działaniu sieci.

Podsieci

Podział na podsieci (subnetting) to technika dzielenia większej sieci na mniejsze, logicznie odseparowane segmenty. Ułatwia to zarządzanie ruchem i zwiększa bezpieczeństwo (np. wydzielenie osobnych podsieci dla księgowości, finansów czy kadr).

Maska podsieci (złożona z 4 oktetów / 32 bitów) określa część sieciową oraz część hosta w adresie IP. W ramach podsieci adresacja definiuje:

  • Adres sieci – identyfikujący całą podsieć,
  • Adres hosta – identyfikujący konkretne urządzenie,
  • Bramę domyślną (Default Gateway) – adres routera pośredniczącego w komunikacji poza lokalną podsieć.

ARP

Protokół ARP (Address Resolution Protocol) umożliwia powiązanie logicznego adresu IP z fizycznym adresem MAC urządzenia w sieci lokalnej.

Gdy urządzenie chce nawiązać komunikację z innym hostem w tej samej sieci:

  1. Wysyła zapytanie rozgłoszeniowe ARP Request (“Do kogo należy ten adres IP? Podaj swój adres MAC”).
  2. Właściciel adresu IP odpowiada komunikatem ARP Reply, przesyłając swój adres MAC.
  3. Uzyskane powiązanie trafia do pamięci podręcznej (ARP cache), dzięki czemu kolejne pakiety nie wymagają ponownego odpytywania sieci.

DHCP

Protokół DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) służy do automatycznego przydzielania konfiguracji sieciowej (w tym adresu IP, maski, bramy domyślnej i serwerów DNS) urządzeniom dołączającym do sieci.

Proces uzyskiwania adresu IP przebiega w czterech etapach (DORA):

  1. DHCP Discover – urządzenie rozsyła zapytanie w poszukiwaniu dostępnego serwera DHCP.
  2. DHCP Offer – serwer odpowiada ofertą dostępnego adresu IP i parametrów sieciowych.
  3. DHCP Request – urządzenie potwierdza chęć skorzystania z zaproponowanego adresu IP.
  4. DHCP ACK – serwer zatwierdza przydzielenie adresu i urządzenie może rozpocząć korzystanie z sieci.