III. Адресация в Интернете.

Каждый компьютер, подключенный к Интернет, получает уникальный (неповторяющийся) IP-адрес (то есть адрес, соответствующий протоколу IP). При постоянном подключении этот адрес закреплен за ним, при временном – выделяется временный (динамический) адрес на сеанс^*.

Действующая четвертая версия протокола поддерживает адреса, состоящие из 32 двоичных цифр (битов),

например: 11000000101010000000000100000011.

Такой метод позволяет присвоить уникальные адреса 2³²=4 294 967 296 устройствам. Но уже к 2005 году устройств, требующих уникального адреса, около 10 миллиардов, что вдвое превышает возможности существующей IP–адресации.

Проблема усугубляется еще и тем, что пространство IP–адресов поделено. Скажем, каждый провайдер имеет право распоряжаться своим набором (пулом) адресов, присваивая их каждому подключающемуся абоненту на время сеанса связи (динамические адреса) или на постоянной основе (выделенные адреса). При этом, по данным Европейской комиссии, 74% IP–адресов принадлежат североамериканским компаниям и организациям. Например, Массачусетский технологический институт и Стэнфордский университет владеют большим количеством адресов, чем все китайские учреждения и компании, вместе взятые.

Расширить адресное пространство призвана шестая версия протокола – IPv6 – в которой адреса уже 128-битные. Такая адресация позволит идентифицировать 3.4*10³⁸ устройств одновременно. Однако ввод в эксплуатацию новой версии протокола сопряжен с определенными трудностями, поэтому некоторое время нам придется довольствоваться возможностями 32–битной адресации. Рассмотрим подробнее принципы ее организации.

Очевидно, что оперировать 32–разрядными числами из нулей и единиц удобно лишь цифровым устройствам, но не человеку. Для удобства человека IP–адрес принято делить на четыре октета, по восемь разрядов (битов) в каждом, и отделять октеты друг от друга точками. При этом каждый октет удобно приводить к десятичному виду.

В этом случае приведенный выше в качестве примера адрес можно преобразовать следующим образом:

11000000101010000000000100000011  11000000.10101000.00000001.00000011  192.168.1.3

С таким адресом обращаться уже гораздо проще. Теперь давайте вспомним, что Интернет представляет собой совокупность множества сетей. Когда формируется запрос на передачу пакета информации, удобно сразу выяснить – будет ли этот пакет передан внутри какой-то сети, или он запрошен извне. Как это сделать? Можно часть IP–адреса использовать для идентификации сети, а оставшуюся часть – для идентификации входящего в нее отдельного компьютера (или другого устройства). Первую часть назовем номером сети, а вторую – номером узла или хоста. Но сети очень сильно различаются по количеству компьютеров, которые они объединяют. Значит, в разных случаях IP–адрес нужно по-разному делить на части. Так появилась еще одна классификация, теперь уже сетей.

Класс А

Первый октет (восемь бит) IP–адреса любого устройства, подключенного к такой сети, обозначает номер сети. Поэтому сетей класса А можно построить 2⁸ = 256. Первый, а точнее, нулевой бит двоичного IP–адреса в такой сети всегда равен 0.

Оставшиеся три октета (24 разряда) обозначают номер отдельного устройства. Таким образом, в такой сети можно объединить до 2²⁴ = 16 777 216 отдельных устройств.

Класс B

Под номер сети отводится два октета (16 бит) IP–адреса. Значит, таких сетей можно построить 65 536. Первые два бита IP–адреса любого устройства, подключенного к сети класса В – 10.

Еще два октета позволяют адресовать до 2¹⁶ отдельных устройств, то есть те же 65 536.

Класс С

24 разряда описывают номер сети. Всего таких сетей может быть 2²⁴ = 16 777 216. Первые три бита адреса – 110.

Лишь один октет остается для идентификации устройств, подключенных к такой сети. Их может быть не более 256.

Класс	Адрес компьютера в сети	Макс. число компьютеров в сети	Первое число IP-адреса
A	24 бита	224 – 2 = 16 777 214	0 – 126
B	16 бит	216 – 2 = 65 534	128 – 191
C	8 бит	28 – 1 = 254	192 – 223

Например, адрес 197.98.140.101 соответствует номеру узла 0.0.0.101 в сети 197.98.140.0 класса C.

Несколько IP-адресов зарезервировано для специальных целей, например, ад­рес 127.0.0.0–127.0.0.255 обеспечивает обращение пользователя к себе самому (используется для тестирования программ). Номер сети с номером компьютера, равным 0, обозначает всю эту сеть, а с максимально возможным номером (255 для сети C) – используется для широковещательного сообщения, отправляемого всем компьютерам сети.

Пользователям удобнее работать не с физическими адресами, а с доменными именами сетей и компьютеров в Интернет. Такое имя состоит из разделенных точками символьных обозначений доменов^** – фрагментов сети. Справа налево ука­зываются самый обширный, старший домен (первый или верхний уровень), затем более младшие, вложенные один в другой домены, и так далее до самого левого домена, соответствующего конечному узлу сети. В начале доменного имени перед именем компьютера может указываться служба Интернета, в ко­то­рой работает данный узел сети (например, www. – «всемирная паутина» или ftp. – служба пересылки файлов).

Домены верхнего уровня обозначают чаще всего двумя (страна) или тремя (тип организации) буквами.

Домен верхнего уровня	Страна	Домен верхнего уровня	Тип организации
ca	Канада	com	Коммерческая
de	Германия	edu	Образовательная
jp	Япония	gov	Правительственная (США)
ru	Россия	int	Международная
uk	Велико­бри­та­ния	net	Компьютерная сеть
us	США	org	Некоммерческая

Например, microsoft.com – доменный адрес компании Microsoft в домене коммерческих серверов, а init.susu.ac.ru – адрес домена локальной сети кафедры ИнИТ (init), являющейся поддоменом сети университета ЮУрГУ (susu) в академическом домене (ac) русских серверов (ru).

Однозначное соответствие между физическими и доменными именами обеспечивается специальной службой (системой) доменных имен Интернета – DNS (Domain Name Syervice (System)), состоящей из компьютеров, которые называют DNS-серверами (у каждого домена есть обслуживающий его DNS-сервер). Пользователь имеет дело с доменными именами, а передача данных между компьютерами осуществляется по физическим адресам, автоматически определяемым путем обращения к соответствующим DNS-серверам.

Доменные имена и физические IP-адреса распределяются международным координационным центром доменных имен и IP-адресов (ICANN), в который входят по 5 представителей от каждого континента (адрес в Интернет www.icann.org).

Для доступа к файлу (программе, документу) в Интернете нужно указать URL-адрес (Uniform^* Resource Locator – унифицированный указатель ресурсов), состоящий из:

1. названия протокола, используемого для доступа к файлу и отделенного от по­следующей части двоеточием и двумя косыми чертами;

2. доменного имени компьютера, отделяемого от последующего косой чер­той;

3. полного имени файла на компьютере (без указания логического диска), включающего, как известно, путь доступа (перечень вложенных каталогов), собственно имя и расширение файла.

В URL-адресе могут использоваться только латинские буквы (строчные и про­писные буквы считаются различными) без пробелов. Путь и имя файла мо­гут от­сутствовать, что соответствует обращению к самому компьютеру (сер­ве­ру).

Например, http://www.students.informatika.ru/library/txt/klassika.htm сответствует файлу klassika с расширением htm, расположенному в подкаталоге txt, каталога library на сервере students поддомена informatika русского домена Интернета. Этот сервер относится к службе www («всемирной паутине»), а для доступа к файлу используется протокол http.

Адрес ftp://ftp.netscape.com/books/history.doc используется при получении файла history.doc, расположенного на сервере netscape коммерческого домена Интернета с использованием протокола передачи файлов ftp (службы ftp).

Для работы с электронной почтой необходимо зарегистрировать на одном из серверов Интернета свой почтовый ящик, которому присваивается адрес электронной почты. Такой адрес состоит из доменного имени сервера и за­пи­санного перед ним имени почтового ящика (его выбирает пользователь при ре­гистрации). Две эти части адреса разделяются символом @ (читается «эт», часто используют жаргонные выражения «собака» или «ухо»).

Например, director@vt.miee.ru – почтовый ящик абонента, выбравшего имя director на сервере vt.miee.ru заменить на наш.