4.1.4. Система адресов Internet

Сеть сетей – Internet – базируется на принципах пакетной коммутации и реализует многоуровневую совокупность протоколов, подобную рассмотренной выше модели OSI. Прежде чем перейти к описанию данных протоколов, отметим, что на каждом из уровней используются определенные системы адресации, позволяющие осуществлять передачу сообщений и адресацию информационных ресурсов. Основными типами адресов являются следующие:

• адрес Ethernet;

• IP-адрес (основной адрес в Internet);

• доменные адреса;

• почтовые адреса;

• номера портов;

• универсальный локатор (идентификатор) сетевого ресурса (URL/URI).

Адрес Ethernet. Internet поддерживает разные физические среды, из которых наиболее распространенным аппаратурным средством реализации локальных сетей (нижний уровень многоуровневых сетей) является технология Ethernet.

В локальной сети обмен осуществляется кадрами Ethernet, каждый из которых содержит адрес назначения, адрес источника, поле типа и данные. Каждый сетевой адаптер (интерфейс, карта Ethernet – физическое устройство, подключающее компьютер к сети) имеет свой сетевой адрес, размер которого составляет 6 байт.

Существенно то, что такой адрес является глобально уникальным – фирмам-производителям выделены списки адресов, в рамках которых они обязаны выпускать карты. Адрес записывается в виде шести групп шестнадцатеричных цифр по две в каждой (шестнадцатеричная запись байта). Первые три байта называются префиксом (что определяет 2²⁴ различных комбинаций или почти 17 млн адресов) и именно они закреплены за производителем.

Адаптер «слушает» сеть, принимает адресованные ему кадры и широковещательные кадры с адресом FF:FF:FF:FF:FF:FF и отправляет кадры в сеть, причем в каждый момент времени в сегменте узла сети находится только один кадр.

Собственно Ethernet-адрес соответствует не компьютеру, а его сетевому интерфейсу. Таким образом, если компьютер име­ет несколько интерфейсов, то это означает, что каждому интер­фейсу будет назначен свой Ethernet-адрес. Каждой карте Ethernet соответствуют Ethernet-адрес и IP-адрес, которые уникальны в рамках Internet.

IP-адрес представляет собой 4-байтовую последовательность, причем каждый байт этой последовательности записывается в

виде десятичного числа. Адрес состоит из двух частей: адреса сети и номера хоста. Обычно под хостом понимают компьютер, подключенный к Internet, однако это может быть и принтер с сетевой картой, и терминал или вообще любое устройство, которое имеет свой сетевой интерфейс.

Для установления соответствия между IP-адресом и адресом Ethernet в локальных сетях используется протокол отображения адресов – Adress resolution Protocol (ARP). Отображение адресов осуществляется в ARP-таблице (табл. 4.3), которая необходима, так как адреса выбираются произвольно и нет какого-либо алгоритма для их вычисления.

Таблица 4.3.

Пример соответствия IP- и Ethernet-адресов

IP-адрес	Ethernet-адрес
223.1.2.1	08:00:39:00:2F:C3
223.1.2.3	08:00:5А:21:А7:22
223.1.2.4	08:00:10:99:АС:54

ARP-таблица заполняется автоматически; если нужного адреса в таблице нет, то в сеть посылается широковещательный запрос «чей это IP-адрес?», который получают все сетевые интер­фейсы, но отвечает только владелец адреса.

Система доменных имен. Хотя числовая адресация удобна для машинной обработки таблиц маршрутов, она очевидно неприемлема для использования человеком. Для облегчения взаимодействия вначале применялись таблицы соответствия числовых адресов именам машин. Эти таблицы сохранились и используются многими прикладными программами (табл. 4.4).

Таблица 4.4.

Пример таблицы соответствия имен и адреса сетевой машины

IP-адрес	Имя машины
127.0.0.1	localhost
144.206.160.32	Polyn
144.206.160.40	Apollo

Пользователь для обращения к машине может использовать как IP-адрес, так и имя.

По мере роста сети была разработана система доменных имен – DNS (Domain Name System), которая строится по иерар­хическому принципу, однако эта иерархия не является строгой. Фактически нет единого корня всех доменов Internet. В 80-х гг. были определены первые домены (национальные, США) верхнего уровня: gov, mil, edu, com, net. Позднее появились нацио­нальные домены других стран: uk, jp, au, ch и т. п. Для СССР был выделен домен su, однако после приобретения республиками союза суверенитета многие из них получили свои собственные домены: ua, ru, la, li и т. п. Однако домен su был сохра­нен, и таким образом, например, в Москве существуют органи­зации с доменными именами kiae. su и msk.ru.

Вслед за доменами верхнего уровня следуют домены, определяющие либо регионы (msk), либо организации (kiae); следующие уровни иерархии могут быть закреплены за небольшими организациями либо за подразделениями больших организаций (рис. 4.3).

Наиболее популярной программой поддержки DNS является BIND, или Berkeley Internet Name Domain, – сервер доменных имен, реализованный в университете Беркли, который широко применяется в Internet.

Рис. 4.3. Структура домена polyn.kiae.su

Почтовые адреса. В Internet принята система адресов, которая базируется на доменном адресе машины, подключенной к сети. Почтовый адрес состоит из двух частей: идентификатора пользователя, который записывается перед знаком «коммерче­ского AT - @», и доменного адреса машины, который записывается после знака «@».

Различают следующие типы адресов:

• местный – распознается как адрес на машине, с кото­рой осуществляется отправка почты;

• адреса UUCP – могут иметь вид:

• hostluser;

• host!host!user;

• user@host.uucp;

• адреса SMTP – стандартные для Internet:

• usr@host;

• usr@host.domain;

• user@[remote.host’s.internet.address].

Если машина, с которой отправляется почта, имеет прямую линию связи по протоколу UUCP со следующей машиной (в адресе), то почта передается на эту машину; если такого соединения нет, то почта не рассылается и выдается сообщение об ошибке/

TCP/UDP-nopm – условный номер соединения с хост-машиной по определенному протоколу прикладного уровня (точнее, информационный сервис, WKS - Well Known Services, или прикладная программа, которая осуществляет обслуживание по определенном порту TCP или UDP). К сервисам относятся: доступ в режиме удаленного терминала, доступ к файловым архивам FTP, доступ к серверам World Wide Web и т. п.

Система универсальных идентификаторов ресурсов (URI/URL) разработана для использования в системах WWW.

Формат URL включает:

• схему адреса (тип протокола доступа – http, gopher, wais, telnet, ftp и др.);

• IP- или доменный адрес машины;

• номер ТСР-порта;

• адрес ресурса на сервере (каталог или путь);

• имя HTML-файла и метку;

• критерий поиска данных.

Для каждого вида протокола приложений выбирается свое подмножество полей из представленного выше списка.

Схема НТТР – основная для WWW; содержит идентификатор, адрес машины, TCP-порт, путь в директории сервера, по­исковый критерий и метку. Приведем несколько примеров URJ для схемы HTTP:

http://polyn.net.kiae.su/polyn/manifest.html.

Это наиболее распространенный вид URI, применяемый в документах WWW. Вслед за именем схемы (http) следует путь, состоящий из доменного адреса машины и полного адреса HTML-документа в дереве сервера HTTP.

В качестве адреса машины допустимо использование и IP-адреса:

http://144.20 6.160.4 0/risk/risk.html.

При указании адреса ресурса возможна ссылка на точку внутри файла HTML. Для этого вслед за именем документа может быть указана метка внутри HTML-документа:

http://polyn.net.kiae.su/altai/volume4.html#first.

Символ «#» отделяет имя документа от имени метки. Другая возможность схемы HTTP – передача параметров.

Схема FTP позволяет адресовать файловые архивы FTP из программ-клиентов World Wide Web. При этом возможно указание не только имени схемы, адреса FTP-архива, но и идентификатора пользователя и даже его пароля. Наиболее часто дан­ная схема используется для доступа к публичным архивам FTP:

ftp://polyn.net.kiae.su/pub/index.txt.

В данном случае записана ссылка на архив polyn.net. kiae.su с идентификатором anonymous или ftp (анонимный доступ). Если есть необходимость указать идентификатор пользователя и его пароль, то можно это сделать перед адресом машины:

ftp://nobody:password@polyn.net.kiae.su/users/local/pub.

В данном случае эти параметры отделены от адреса машины символом @, а друг от друга – двоеточием. В некоторых системах можно указать и тип передаваемой информации, но данная возможность не стандартизована.

Схема Gopher используется для ссылки на ресурсы распределенной информационной системы Gopher; состоит из идентификатора и пути, в котором указывается адрес Gopher-сервера, тип ресурса и команда Gopher:

gopher://gopher.kiae.su:70:/7/software.

В данном примере осуществляется доступ к Gopher-серверу gopher.kiae.su через порт 70 для поиска (тип 7) слова software. Следует заметить, что тип ресурса, в данном случае 7, передается не перед командой, а вслед за ней.

Схема NEWS – просмотр сообщений системы Usenet. При этом используется следующая нотация:

news:comp.infosystems.gopher.

В данном примере пользователь получит идентификаторы статей из группы соmр. infosystems. gopher в режиме уведомления. Можно получить и текст статьи, но тогда необходим ее идентификатор(86-я статья из группы):

news:086@comp.infosystems.gopher

Схема NNTP – еще одна схема получения доступа к ресурсам Usenet, в которой, например, обращение к группе сотр. infosystems. gopher для получения статьи 86 будет выглядеть так:

nntp:comp.infosystems.gopher/08 6.

Следует обратить внимание на то, что адрес сервера Usenet не указан. Программа-клиент должна быть предварительно сконфигурирована на работу с одним из серверов Usenet. Сама служба Usenet является распределенным информационным ресурсом, и группа comp. infosystems . gopher на сервере в домене kiae . su или где-либо еще в мире содержит одни и те же сообщения.

Схема TELNЕТ осуществляет доступ к ресурсу в режиме удаленного терминала. Обычно клиент вызывает дополнительную программу для работы по протоколу telnet. При использовании этой схемы необходимо указывать идентификатор пользователя, допускается использование пароля:

telnet://guest:password@apollo.polyn.kiae.su.