Соглашения о специальных адресах: broadcast, multicast, loopback

Адресация в Интернете: IP-адреса и доменные имена

Для правильной доставки данных с одного компьютера на другой необходимо знать адреса отправителя и получателя. Одной из главных и важнейших особенностей Интернет является общее адресное пространство, в котором каждый подключаемый компьютер имеет собственный уникальный адрес. Так как в компьютерах вся информация представляется в цифровом виде, то и адрес, который используют компьютеры, является цифровым.

IP-адрес – уникальный числовой адрес компьютера в сети, который имеет длину 32 бита и записывается в виде четырех частей по 8 бит каждая.

По формуле определения количества информации легко подсчитать, что общее количество различных IP-адресов составляет более 4 миллиардов: N=2³² =4 294 967 296.

Поскольку двоичное представление IP-адреса для человека крайне не удобно, то на практике используется так называемая десятичная форма записи IP-адреса. В данном представлении IP-адрес записывается в виде четырех десятичных чисел, называемых октетами, разделенных точками: W.X.Y.Z. Следовательно, каждая часть может быть числом от 0 до 255, а весь IP-адрес имеет вид 192.23.34.45 или 255.2.0.12.

Существует 5 классов IP – адресов – A, B, C, D,E. Принадлежность IP – адреса к тому или иному классу, определяется значением первого октета.

Три основных класса IP-адресов

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме, и разделенных точками, например:

128.10.2.30 - традиционная десятичная форма представления адреса,

10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

На рисунке показана структура IP-адреса.

Класс А

Класс В

Класс С

Класс D

Класс Е

Рис. 3.1. Структура IР-адреса

Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

В таблице приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.

Соглашения о специальных адресах: broadcast, multicast, loopback

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

· если IР-адрес состоит только из двоичных нулей,

то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;

· если в поле номера сети стоят 0,

то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;

· если все двоичные разряды IP-адреса равны 1,

то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast);

· если в поле адреса назначения стоят сплошные 1,

то пакет, имеющий такой адрес рассылается всем узлам сети с заданным номером. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast);

· адрес 127.0.0.1 зарезервирован для организации обратной связи при тестировании работы программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Этот адрес имеет название loopback.

Уже упоминавшаяся форма группового IP-адреса - multicast - означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указанным в поле адреса. Узлы сами идентифицируют себя, то есть определяют, к какой из групп они относятся. Один и тот же узел может входить в несколько групп. Такие сообщения в отличие от широковещательных называются мультивещательными. Групповой адрес не делится на поля номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом.

IP – адреса первых трех классов предназначены для адресации отдельных узлов и отдельных сетей. Такие адреса состоят из двух частей – номер сети и номер узла. Адреса разных классов отличаются разрядностью их номеров, что определяет возможный их диапазон значений. Адреса D используются для адресации групп компьютеров, а диапазон адресов E зарезервирован и в настоящее время не используется.

IP-адреса могут быть статическими и динамическими. Для сервера, на котором хранится информация, необходим постоянный IP-адрес, иначе данные не будут найдены. Для пользователя, входящего в Интернет на несколько часов, IP-адрес может быть выделен динамически из некоторого количества имеющихся у провайдера свободных номеров. По желанию пользователь может иметь и постоянный IP-адрес, работая в режиме сеансного подключения dial-up. Обычно это указывается в договоре с провайдером.

Числовые адреса - единственно возможный метод идентификации для компьютеров, но для пользователей Интернет они неудобны, поскольку не несут смысловой нагрузки, а значит, практически не запоминаются. Поэтому в Интернете предусмотрена возможность использования их аналогов в текстовом представлении. Это так называемые доменные адреса DNS (Domain Name System) - доменная система имен.

Доменная система имен ставит в соответствие числовому IP-адресу каждого компьютера уникальное доменное имя. Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня - домены третьего уровня и т.д. В отличие от IP-адресов, мало говорящих пользователю, кому принадлежит и где находится ресурс Интернет, доменные имена несут много полезной информации. Расшифровку доменного имени легко провести, читая его составляющие справа налево. В любом имени справа записывается домен первого уровня, состоящий из двух, трех или четырех букв. Он означает страну или принадлежность к определенной области деятельности. Количество имен первого уровня ограничено. Сначала InterNIC - организация, ответственная за систему имен – ввела в обращение семь доменных имен первого уровня. Так как система доменных имен впервые появилась в США, то эти семь доменов по умолчанию означают, что хост расположен на территории США. Слева от имени домена первого уровня записывается одно или несколько имен доменов второго, иногда третьего и более низких уровней. Имя домена второго уровня выбирается компанией и несет информацию о ее названии или услугах, имя домена третьего уровня может означать подразделение этой компании. И, наконец, слева в доменном имени стоит имя компьютера, на котором хранится информация. Например, www. microsoft.com означает, что компьютер (сервер) с именем www находится в домене microsoft, который входит в домен первого уровня. com.

Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране соответствует двухбуквенный код) и административные (трехбуквенные). России принадлежит географический домен ru. Давно существующие серверы могут относиться к домену su (СССР). Обозначение административного домена позволяет определить профиль организации, владельца домена. Например, некоторые имена доменов верхнего уровня

Распределением адресного пространства в пределах каждого домена, выделенного по географическому признаку, занимаются уполномоченные национальные агентства. В России эта функция возложена на Российский научно-исследовательский институт развития общественных сетей - РосНИИРОС (https://www.ripn.net/). Именно в нем производится регистрация всех доменных имен второго уровня, стоящих за.ru. Там же находится и база данных, позволяющая установить, кому принадлежит тот или иной домен в российском сегменте Сети. Для регистрации выбранного владельцем доменного имени второго уровня необходимо подать заявку, представить обоснование и заплатить определенную сумму. Важно, чтобы выбранное имя не совпало с уже имеющимися именами. Если вы желаете использовать доменное имя третьего уровня, то вам его может предоставить владелец домена второго уровня – провайдер либо компания, подразделением которой вы являетесь. Иногда используются и домены более низких уровней.

Компьютеры используют IP-адреса, для людей удобней и понятней доменные имена. Следовательно, должен существовать механизм преобразования вводимых пользователем доменных имен в IP-адреса. Этим занимается служба доменных имен Интернет – DNS (Domain Name Service).

Работа службы имен состоит в том чтобы, получив от пользователя доменное имя, отыскать соответствующую ему запись в таблицеDNS – распределенной базе данных, хранящейся на тысячах компьютеров в сети. Найденный IP-адрес возвращается на компьютер пользователя, пославший запрос. И только после этого по IP-адресу запрашивается информация из Интернета. Система серверов DNS представляет собой тысячи компьютеров с определенной иерархией.

Технология World Wide Web (WWW)

Бурное развитие сети Интернет, которое происходило на протяжении 90-х годов, во многом обуслов­лено появлением новой технологии WWW. Так обозначается английское словосочетание World Wide Web, вольный перевод которого на русский язык - всемирная паутина

В основу этой технологии положена технология гипертекста. Гипертекст — информационная структура, позволяющая устанавливать смысловые связи между элементами текста на экране компьютера таким образом, чтобы можно было легко осуществлять переходы от одного элемента к другому. На практике в гипертексте некоторые слова выделяют путем подчёркивания или окрашивания в другой цвет. Выделение слова говорит о наличии связи этого слова с некоторым документом, в котором тема, связанная с выделенным словом, рассматривается более подробно.

Технология WWW позволяет созда­вать ссылки (их иногда называют гиперссылки), которые реализуют переходы не только внутри исходного документа, но и на любой другой документ, находящийся на данном компьютере и, что самое главное, на любой документ любого компьютера, подключенного в данный момент к Интернату.

В качестве указателей ссылок, т.е. объектов, активизация которых вызывает переход на другой документ, могут использоваться не только фрагменты текста, но и графические изображения.

Серверы Интернета, реализующие WWW-технологию, называются Web-серверами, а документы, реализованные по технологии WWW, называются Web-страницами.

Web-страница может содержать информацию, представ­ленную в различных формах: текст, таблицы, графику, ани­мацию, а также звук и видео. Просмотр Web-страниц осуще­ствляется с помощью специальных программ просмотра - браузеров. В настоящее время наиболее распространенными браузерами являются Internet Explorer (его русскоязычная версия часто называется Обозреватель) и Netscape Communi­cator (Коммуникатор).

Если компьютер подключен к Интернету, то можно за­грузить один из браузеров и отправиться в виртуальное пу­тешествие по Всемирной паутине. Загрузив Web-страницу с одного из серверов Интернета, можно активизировать нахо­дящуюся на ней гиперссылку, в результате будет загружена Web-страница с другого сервера Интернета. Далее можно активизировать ссылку на второй Web-странице, загрузится следующая Web-страница и т.д. Существенным является то обстоятельство, что все эти серверы могут находиться в раз­личных частях света.

Система WWW построена на специальном протоколе передачи данных, который называется протоколом передачи гипертекста HTTP (читается "эйч-ти-ти-пи", HyperText Transfer Protocol).