Основные термины
LAN (Local Area Network) — Локальная вычислительная сеть.
MAN (Metropolitan Area Network) — Городская вычислительная сеть.
WAN (Wide Area Network) — Глобальная вычислительная сеть.
Протокол — совокупность четко сформулированных правил, которые должны соблюдаться при организации взаимодействия и передачи данных.
Стек протоколов — иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Синонимом понятия «стек протоколов» является набор протоколов, хотя часто под стеком протоколов понимают реализацию набора протоколов.
Набор протоколов — совокупность взаимосвязанных протоколов, функциональность которых полностью или частично соответствует всем уровням используемой сетевой модели.
Хост (host, главный узел) — компьютер, через который пользователи могут связываться с другими компьютерами.
Сетевой порт — параметр протоколов TCP и UDP, определяющий назначение пакетов данных в формате IP, передаваемых на хост по сети.
Это условное число от 1 до 65535, позволяющие различным программам, выполняемым на одном хосте, получать данные независимо друг от друга (предоставляют так называемые сетевые сервисы). Каждая программа обрабатывает данные, поступающие на определённый порт (иногда говорят, что программа «слушает» этот номер порта).
Обычно за некоторыми распространёнными сетевыми протоколами закреплены стандартные номера портов, хотя в большинстве случаев программа может использовать любой порт.
Адресация в сетях TCP/IP (Интернет)
Компьютеры в сетях TCP/IP (Интернет) могут иметь адреса трех уровней:
Локальный (аппаратный) адрес узла. Для узлов, входящих в локальные сети — это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта — идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как Х.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.
IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 10.100.110.10. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet.
Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла — гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
Символьный (доменный) идентификатор-имя, например, SERV1.IBM.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS -именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.
Зона — логический узел в дереве имён.
Доме́н — название зоны в системе доменных имён (DNS) Интернета, выделенной какой-либо стране, организации или для иных целей. Структура доменного имени отражает порядок следования зон в иерархическом виде; доменное имя читается справа налево: сначала идут домены первого уровня (географические или тематические), затем — домены второго уровня, третьего и т.д. (например, для адреса weather.ngs.ru домен первого уровня — ru (Россия), второго ngs (Новосибирск), третьего weather (погода)).
Домены первого уровня (Top-Level Domain, TLD):
географические, домены государств, национальные (country-code, или ccTLD) двухбуквенные: de — Германия, fr — Франция, ru — Россия, se — Швеция, tm — Туркменистан, su — Советский Союз (несмотря на то, что такого государства давно уже нет, домен будет существовать до тех пор, пока будет существовать хотя бы один работающий сайт; появление и исчезновение доменов первого уровня — процесс очень длительный, см. раздел «Интернет»).
организационные, родовые, тематические, общего пользования (generic, или gTLD), имеющие различное количество символов, но всегда больше двух: com — коммерческие организации, edu — образовательные учреждения, gov — правительственные органы, int — международные организации, mil — военные организации, net — организации, предоставляющие сетевые услуги, org — некоммерческие организации.
Поддомен — имя подчинённой зоны. (например, ngs.ru — поддомен домена ru, а weather.ngs.ru — домена ngs.ru). Теоретически такое деление может достигать глубины 127 уровней, а каждая метка может содержать до 63 символов, пока общая длина вместе с точками не достигнет 254 символов. Но на практике регистраторы доменных имён используют более строгие ограничения.
DNS-сервер — специализированное ПО для обслуживания DNS. DNS-сервер может быть ответственным за некоторые зоны и/или может перенаправлять запросы вышестоящим серверам.
DNS-клиент — специализированная библиотека (или программа) для работы с DNS. В ряде случаев DNS-сервер выступает в роли DNS-клиента.
DNS-запрос англ. DNS query — запрос от клиента (или сервера) серверу. Запрос может быть рекурсивным или нерекурсивным. Нерекурсивный запрос либо возвращает данные о зоне, которая находится в зоне ответственности DNS-сервера (который получил запрос) или возвращает адреса корневых серверов (точнее, адрес любого сервера, который обладает большим объёмом информации о запрошенной зоне, чем отвечающий сервер). В случае рекурсивного запроса сервер опрашивает сервера (в порядке убывания уровня зон в имени), пока не найдёт ответ или не обнаружит, что домен не существует. На практике поиск начинается с наиболее близких к искомому DNS-серверов, если информация о них есть в кеше и не устарела, сервер может не запрашивать DNS-сервера). Рекурсивные запросы требуют больше ресурсов от сервера (и создают больше трафика), так что обычно принимаются от «известных» владельцу сервера узлов (например, провайдер предоставляет возможность делать рекурсивные запросы только своим клиентам, в корпоративной сети рекурсивные запросы принимаются только из локального сегмента). Нерекурсивные запросы обычно принимаются ото всех узлов сети (и осмысленный ответ даётся только на запросы о зоне, которая размещена на узле, на DNS-запрос о других зонах обычно возвращаются адреса корневых серверов).
субдомен — дополнительное доменное имя 3-го уровня в основном домене. Может указывать как на документы корневого каталога, так и на любой подкаталог основного сервера. Например, если у вас есть домен вида mydomain.ru, вы можете создать для него различные поддомены вида mysite1.mydomain.ru, mysite2.mydomain.ru и т.д.
Стек протоколов TCP/IP
Само название набора протоколов TCP/IP состоит из названий двух основных протоколов стека — TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей) и IP (Internet Protocol, межсетевой протокол, или протокол Интернет). Этот набор включает ряд протоколов, который обеспечивает различные услуги и возможности, необходимые для взаимодействия разнородных компьютеров и сетей и управления ими.
Набор протоколов TCP/IP представляет пользователям две основные службы, которые используют прикладные программы: дейтаграммное средство доставки пакетов и надежное потоковое транспортное средство.
Использование дейтаграммного средства доставки пакетов означает, что протоколы TCP/IP определяют маршрут передачи небольшого сообщения, основываясь только на адресной информации, находящейся в этом сообщении. Доставка осуществляется без установки логического соединения. Это делает протоколы TCP/IP адаптируемыми к широкому диапазону сетевого оборудования.
Надежное потоковое транспортное средство. Большинство приложений требует от коммуникационного программного обеспечения автоматического восстановления при ошибках передачи, потере пакетов или сбоях в промежуточных маршрутизаторах. Надежное транспортное средство позволяет устанавливать логическое соединение между приложениями, а затем посылать большие объемы данных по этому соединению.
Структура TCP/IP
Структура набора протоколов TCP/IP имеет четыре уровня:
нижний — уровень сетевого интерфейса (уровень доступа к сети, канальный уровень, хост-сетевой) охватывает 2 нижних уровня модели OSI — канальный и физический (и частично сетевой), иногда физический уровень выделяют в отдельный уровень или вообще исключают из стека TCP/IP, связано это с тем, что физический уровень не имеет протоколов в наборе TCP/IP (как, впрочем, и в других наборах, поскольку характеризует физическую среду передачи данных: кабели, разъемы и т.д. Уровень доступа к сети управляет обменом данных внутри хостов и между хостами в пределах одной сети. Передающий хост снабжает сеть сетевым адресом принимающего хоста, чтобы гарантировать правильность передачи данных. Для передачи данных стека TCP/IP в физическую среду используется специальный протокол, называемый также протоколом доступа к среде, который не зависит от трех верхних уровней этого стека. Это означает, что TCP/IP может использовать фактически любой протокол доступа к среде. Изоляция функций физического уровня от более высоких уровней означает также, что на функции сетевого, транспортного и прикладного уровней не оказывают влияния особенности используемого протокола более низкого уровня. Программное обеспечение, функционирующее на более высоком уровне, будет работать так же, независимо от типа сети, с которой связан хост.
уровень межсетевого взаимодействия, сетевой уровень (межсетевой уровень) совпадает с третьим уровнем OSI. Обеспечивает передачу данных между хостами различных сетей. Сетевой протокол, осуществляющий маршрутизацию, выполняется не только на «локальных» хостах, но также и на шлюзах, которые соединяют две сети. Сетевой уровень принимает запрос на посылку пакета от транспортного уровня вместе с указанием адреса получателя. Уровень инкапсулирует пакет в дейтаграмму, заполняет ее заголовок и при необходимости использует алгоритм маршрутизации. На стороне получателя на сетевом уровне удаляется заголовок дейтаграммы и определяется, какой из транспортных протоколов будет обрабатывать пакет. Под дейтаграммой принято понимать пакет данных, адреса отправителя и получателя которых устанавливаются не сетью, а конечным пользователем. Дейтаграмма состоит из адресного поля (полей) и поля данных.
транспортный уровень (уровень взаимодействия хостов), основной уровень — охватывает транспортный и сеансовый уровни, гарантирует надежность передачи данных между двумя TCP/IP-хостами. Основной его задачей является обеспечение взаимодействия между прикладными программами. Транспортный уровень управляет потоком информации и обеспечивает высокую надежность передачи. Он принимает данные от нескольких прикладных программ и посылает их более низкому уровню. При этом транспортный уровень добавляет каждому пакету дополнительную информацию, в том числе контрольную сумму.
прикладной уровень (уровень обработки, уровень приложений) охватывает два верхних уровня OSI и частично сеансовый уровень, обеспечивает протоколы всем необходимым для поддержания различных прикладных программ конечного пользователя, таких, как пересылка файла или электронная почта. Каждая прикладная программа выбирает тип транспортировки либо последовательность отдельных сообщений, либо их непрерывный поток.