Тема 2. Общие принципы построения компьютерных сетей

5

2.4. Адресация узлов в TCP/IP-сетях

2.4.1. Стек протоколов и адресное пространство

Обмен информацией предполагает наличие у взаимодействующих объектов уникальных сетевых адресов. TCP/IP использует следующие их типы:

•числовой физический адрес узла локальной сети;

•числовой логический IP-адрес хоста;

•символьное доменное имя хоста (DNS-имя).

2.4.2. Физические MAC-адреса

В технологии локальных сетей в качестве физического адреса используется так называемый МАС-адрес сетевой карты компьютера или

порта маршрутизатора, через который локальная сеть может взаимодействовать с другими сетями.

МАС-адрес	- уникальный код из разделенных дефисами шести символов,
(Media Access	каждый из которых может быть представлен двумя цифрами
Control)	шестнадцатеричной системы счисления.
	Например, 10-А1-17-3D-BC-01.
	Уникальность этих кодов обеспечивают
	производители оборудования.

2.4.3. Логические IP-адреса

МАС-адреса используются для обмена информацией только в пределах одной локальной сети. Для межсетевой передачи данных в TCP/IP используются

логические IP-адреса.

Эти числовые адреса, не зависят от физических MAC-адресов.

Они уникальны в пределах всех объединенных локальных IP сетей.

Обычно IP-адреса назначается администратором сети при конфигурировании ее компьютеров и маршрутизаторов.

Отметим, что если один узел одновременно входит в несколько локальных сетей, то он должен иметь несколько IP-адресов (по числу межсетевых связей). Таким образом,

IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно межсетевое соединение.

Независимость логических и физических адресов предоставляет значительные удобства для управления и администрирования сетей. Иначе, например, замену сетевой карты на одном из компьютеров пришлось бы учитывать всем остальным узлам сети.

2011. Кафедра Компьютерных Технологий ГУУ. Курс "Интернет Технологии". Лекция 2

Тема 2. Общие принципы построения компьютерных сетей

6

2.4.4. Трансляция физических и логических адресов в TCP/IP

Так как для обмена данными в пределах одной локальной сети используются физические адреса, соединяющий две локальные сети маршрутизатор при

передаче пакета в одну из них должен указать МАС-адрес получателя. Однако в IP-пакете, пришедшем в маршрутизатор, этого адреса нет.

Для определения MAC-адреса по IP-адресу в TCP/IP используется протокол

ARP (Address Resolution Protocol), а для решения обратной задачи - определения IP-адреса по известному физическому адресу –

протокол RARP (Reverse Address Resolution Protocol).

RARP в частности используется при старте тонких сетевых клиентов (бездисковых станций), которые при включении знают физический адрес своей сетевой карты, но не знают своего сетевого IP-адреса.

2.4.5. Статические и динамические IP-адреса

В Интернет всем учебным заведениям, коммерческим структурам, научным и другим организациям по их официальным запросам централизовано выделяется номер их логической IP-сети. Отметим, что выделение номера логической IP-сети означает выделение целого набора (пула) IP-адресов для многих хостов.

IP-адреса централизовано выделенного пула, являются постоянными, или как чаще говорят статическими.

Закрепление же этих адресов за конкретными компьютерами пользователей должна осуществлять сама получившая адреса организация.

Такое закрепление может носить

•постоянный или временный характер и

•осуществляться автоматически или вручную.

Например, Интернет-провайдер (организация, предоставляющая услуги доступа к Интернету) может выделить коллективному клиенту часть имеющегося в ее распоряжении пула IP-адресов на постоянной основе, в то время как индивидуальным клиентам конкретный адрес пула будет выделяться лишь временно при каждом их подключении.

В последнем случае, выделяемый клиенту IP-адрес обычно называют

динамическим.

Для автоматического закрепления IP-адресов за конкретными компьютерами сети используется протокол

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

2011. Кафедра Компьютерных Технологий ГУУ. Курс "Интернет Технологии". Лекция 2

Тема 2. Общие принципы построения компьютерных сетей

7

2.4.6. Символьные доменные имена хостов (DNS-имена)

Для записи IP-адресов используются числа. Однако человеку гораздо легче запоминать не числа, а слова. Поэтому в качестве адресов компьютеров в TCP/IP сетях используются не только числовые, но и символьные адреса.

В основе записи символьных адресов лежит иерархическая, древовидная структура - доменная система имен DNS (Domain Name System).

Отметим, что иерархия DNS

не отражает иерархию физического подключения компьютеров в сеть,

а также то, что

автоматическое преобразование символьных имен компьютеров в их числовые IP-адреса и наоборот осуществляет служба DNS.

Пространство логических имен DNS представляет собой аналог корневой системы дерева. Эта иерархическая структура начинается с корневого домена, который обозначается точкой “.”. Под корнем располагаются домены верхнего уровня, ниже - второго и так далее.

Каждый домен имеет уникальное имя, а каждый из поддоменов - уникальное имя внутри своего домена.

Составные части доменного имени отделяются друг от друга точками, а самая младшая часть имени соответствует конечному узлу (хосту) сети. Запись полного доменного имени начинается с его младшей части и заканчивается старшей частью. Так в доменном имени www.yandex.ru.

ru является именем домена верхнего уровня, yandex - именем домена второго уровня,

а www - именем хоста

(именем домена третьего, самого нижнего, уровня).

ВDNS используются следующие термины:

∙полное доменное имя,

которое включает в себя имена всех уровней иерархии, в том числе и имя корневого домена, т.е. символ “.”

(например, www.mail.yandex.ru.);

∙краткое доменное имя -

имя конечного узла (сетевого компьютера), которым для рассматриваемого примера является имя www;

∙доменная зона -

совокупность доменных имен, входящих в конкретный домен (например, зона yandex.ru. включает все доменные имена третьего уровня в домене второго уровня yandex).

Глубина иерархии DNS теоретически может достигать 127 уровней. Длина полного доменного имени ограничена 255 символами, а любая его составная часть может содержать до 63 символов.

В записи доменных имен регистр не учитывается.

2011. Кафедра Компьютерных Технологий ГУУ. Курс "Интернет Технологии". Лекция 2

Тема 2. Общие принципы построения компьютерных сетей

8

Особо подчеркнем, что различия между символьными именами хостов и их числовыми IP-адресами не ограничивается лишь формой их записи. Между этими адресами нет взаимно-однозначного соответствия.

Например, хост, имеющий единственный IP-адрес, при размещении на нем нескольких веб-сайтов может иметь несколько символьных имен.

В тоже время в целях устранения возможной перегрузки отдельных узлов одно символьное имя может соответствовать нескольким хостам сети.

Кроме того, в сети могут существовать узлы с IP-адресами,

не имеющие символьных имен.

2.4.7. Администрирование доменных имен сети Интернет

В Интернет каждый домен DNS управляется отдельной организацией, которая разбивает свой домен на поддомены, которые она передает другим организациям. Чтобы получить (за небольшую ежегодную плату) доменное имя в Интернет – нужно

зарегистрироваться в соответствующей организации.

При выделении поддомена дается гарантия, что его имя уникально в пределах содержащего его домена. Полученный домен компания или организация вправе самостоятельно делить на поддомены.

Имена доменов верхнего уровня контролирует международная некоммерческая организация ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Первоначально их длина составляла три или два символа. Домены с трехсимвольными именами предназначались для организаций, расположенных на территории США.

Например,

GOV - правительственные учреждения; COM - коммерческие организации; ORG - некоммерческие организации;

NET - организации, поддерживающие сеть или предоставляющие сетевые услуги;

EDU - учебные заведения.

Двухсимвольные доменные имена верхнего уровня предназначались для других стран.

Например,

DE – Германия;

FI – Финляндия;

FR – Франция;

UA - Украина; RU и РФ - Россия.

2011. Кафедра Компьютерных Технологий ГУУ. Курс "Интернет Технологии". Лекция 2