7.9.2. Адресация в Интернет

Каждому компьютеру, подключенному к Интернету, присваива­ется, идентификационный номер, который называется IP-адресом.

При сеансовом подключении к Интернету IP-адрес выделяется компьютеру только на время этого сеанса. Присвоение адреса ком­пьютеру на время сеанса связи называется динамическим распределе­нием IP-адресов. Оно удобно для провайдера, поскольку один и тот же IP-адрес в разные периоды времени может быть выделен разным пользователям. Таким образом, Интернет-провайдер должен иметь по одному IP-адресу на каждый обслуживаемый им модем, а не на каж­дого клиента.

IP-адрес имеет формат ххх.ххх.ххх.ххх, где ххх — числа от 0 до 255. Рассмотрим типичный IP-адрес: 193.27.61.137. Для облегчения запоминания IP-адрес обычно выражают рядом чисел в десятичной системе счисления, разделенных точками. Но компьютеры хранят его в бинарной форме. Например, тот же IP-адрес в двоичном коде бу­дет выглядеть так:

11000001. 00011011. 00111101. 10001001.

Четыре числа в IP-адресе называются октетами, поскольку в каждом из них при двоичном представлении имеется восемь разря­дов: 4 * 8=32. Так как каждая из восьми позиций может иметь два различных состояния: 1 или 0, общий объем возможных комбина­ций составляет 2⁸ или 256, т.е. каждый октет может принимать зна­чения от 0 до 255. Комбинация четырех октетов дает 2³² значений, т.е. примерно 4,3 млрд комбинаций, за исключением некоторых за­резервированных адресов.

Октеты делят на две секции: Net и Host. Net-секция используется для того, чтобы определить сеть, к которой принадлежит компьютер. Host, который называют узлом, определяет конкретный компьютер в сети.

Подобная система используется и в обычной почте.

На ранней стадии своего развития Интернет состоял из неболь­шого количества компьютеров, объединенных модемами и телефон­ными линиями. Тогда пользователи могли установить соединение с компьютером, набрав цифровой адрес, например 163. 25. 51. 132. Это было удобно, пока компьютеров было мало. По мере увеличения их количества цифровые имена стали заменять текстовыми, потому что текстовое имя проще запомнить, чем цифровое. Возникла проблема автоматизации этого процесса, и в 1983 г. в Висконсинском универ­ситете США была создана так называемая DNS-система (Domain Name System), которая автоматически устанавливала соответствие между текстовыми именами и IP-адресами. Вместо чисел была пред­ложена ставшая сегодня для нас привычной запись типа www. myname. gorod. ru.

Подобным же образом осуществляется сортировка обычной по­чты. Люди привыкли ориентироваться по географическим адресам, в то время как автомат на почте быстро сортирует почту по индексу.

Таким образом, при пересылке информации компьютеры ис­пользуют цифровые адреса, люди — буквенные, а DNS-сервер слу­жит своеобразным переводчиком.

7.9.3. Доменные имена

Когда происходит обращение на Web или посылается e-mail, то используется доменное имя. Например, адрес http://www.microsoft.com содержит доменное имя microsoft.com. Аналогично e-mail-адрес algol@rambler.ru содержит доменное имя rambler.ru.

В доменной системе имен реализуется принцип назначения имен с определением ответственности за их подмножество соответствую­щих сетевых групп.

Каждая группа придерживается этого простого правила. Имена, которые она присваивает, единственны среди множества ее непос­редственных подчиненных, поэтому никакие две системы, где бы они ни находились в Интернете, не смогут получить одинаковые имена. Так же уникальны адреса, указываемые на конвертах при доставке писем обычной почтой. Таким образом, адрес на основе географи­ческих и административных названий однозначно определяет точку назначения.

Домены имеют подобную иерархию. В именах домены отделя­ются друг от друга точками: addressx.msk.ru, addressy.spb.ru. В имени может быть различное количество доменов, но обычно их не боль­ше пяти. По мере движения по доменам в имени слева направо, ко­личество имен, входящих в соответствующую группу, возрастает.

Для перевода буквенного доменного имени в IP-адрес цифрового формата служат DNS-серверы.

В качестве примера рассмотрим адрес group, facult. univers. rst. ru.

Первым в имени стоит название рабочей машины — реального компьютера с IP-адресом. Это имя создано и поддерживается груп­пой facult. Группа входит в более крупное подразделение univers, да­лее следует домен rst - он определяет имена ростовской части сети, а ru — российской.

Каждая страна имеет свой домен: au — Австралия, be — Бельгия и т.д. Это географические домены верхнего уровня.

Помимо географического признака используется организационный признак, в соответствии с которым существуют следующие домен­ные имена первого уровня:

• com — коммерческие предприятия,

• edu — образовательные учреждения,

• gov — государственные учреждения,

• mil — военные организации,

• net — сетевые образования,

• org — учреждения других организаций и сетевых ресурсов. Внутри каждого доменного имени первого уровня находится це­лый ряд доменных имен второго уровня. Домен верхнего уровня рас­полагается в имени правее, а домен нижнего уровня — левее.

Так, в адресе www. continent, rst. ru домен верхнего уровня ru указывает на то, что адрес принадлежит российской части Интернет, rst - определяет город, следующий уровень - домен конкретного предприятия.

Лавинообразное подключение в сети Интернет обнажило про­блему недостатка адресного пространства. В 1995 г. организация IETF (Internet Engineering Task Force - инженерные силы Интернет) опуб­ликовала рекомендации по протоколу IP следующего поколения — IP v. 6 (сейчас IP v. 4), которые предполагают постепенный переход с существующей 32-разрядной системы присвоения IP-адресов на 128-разрядную систему. Такая мера сулит увеличение адресного про­странства в 296 раз, что позволит каждому жителю планеты иметь несколько адресов. Переход уже начался. Вместе с использованием новых оптоволоконных каналов для увеличения скорости в сотни и тысячи раз расширение адресного пространства даст возможность осуществить проект Интернет 2. Эта сеть в настоящее время развер­тывается в США для ряда университетов, школ, федеральных агентств и крупных компьютерных компаний.

Во время приема запроса на перевод доменного имени в IP-ад­рес DNS-сервер выполняет одно из следующих действий:

• отвечает на запрос, выдав IP-адрес, если знает IP-адрес запра­шиваемого домена;

• взаимодействует с другим DNS-сервером для того, чтобы найти IP-адрес запрошенного имени, если он его не знает (такой зап­рос может проходить по цепочке DNS-серверов несколько раз);

• выдает сообщение: «Я не знаю IP-address домена, запрашивае­мого вами, но вот IP-address DNS-сервера, который знает боль­ше меня»;

• сообщает, что такой домен не существует.

Предположим, вы набрали адрес group, facult. univers. rst. com, который имеет адрес в домене верхнего уровня СОМ. В простейшем варианте браузер контактирует с DNS-сервером для того, чтобы по­лучить IP-адрес искомого компьютера, и DNS-сервер возвращает этот искомый IP-адрес.

Одна из причин надежной работы этой системы — ее избыточ­ность. Существует множество DNS-серверов на каждом уровне, и поэтому если один из них не может дать ответ, то точно существует другой, на котором есть необходимая информация.

Система кэширования делает поиск более быстрым. DNS-сервер, однажды сделав запрос на корневой DNS и получив адрес нужного DNS-сервера, кэширует полученный IP-адрес. В следующий раз он уже не будет повторно обращаться с подобным запросом. Подобное кэширование происходит с каждым запросом, что постепенно опти­мизирует скорость работы системы. Пользователям работа DNS-сер­вера не видна, однако эти серверы каждый день выполняют милли­арды запросов, обеспечивая работу миллионов пользователей.