2. Адресация компьютеров в сети Интернет

Каждая сеть, входящая в состав Интернета, состоит из множества постоянно подключенных компьютеров (серверов или хостов), каждый из которых снабжен собственным цифровым адресом. Сервером называется не только компьютер, но и специализированная программа, которая позволяет компьютеру работать в качестве одной из служб Интернета.

Каждый компьютер сети имеет уникальное сетевое имя, позволяющее однозначно его идентифицировать. Для каждого пользователя серверной сети необходимо иметь свое сетевое имя и сетевой пароль. Имена компьютеров, сетевые имена и пароли пользователей прописываются на сервере.

Для удобства управления локальной компьютерной сетью, несколько компьютеров, имеющих равные права доступа, объединяют в рабочие группы.

Совокупность приемов разделения и ограничения прав доступа участников компьютерной сети к ресурсам называется политикой сети.

В Интернете есть специальная организация, занимающаяся проверкой и выдачей адресов.

При пересылке информации протоколами TCP/IP используется цифровой (IP - адрес) компьютера, представляющий собой четыре десятичных числа, разделенных точкой, например, 192.168.1.1. Такая адресация относиться к версии протокола IPv4. С её помощью можно получить приблизительно 4,3 млрд. уникальных адресов. Размер адреса составляет 4 байта (32 бита), то есть каждая из частей может принимать значение от 0 до 255. Общего количества адресов при таком протоколе недостаточно в современных условиях развития Интернета и сетевых технологий.

Ученые давно задумались над возможным усовершенствованием IPv4. В конце 70х для передачи голосовых и видеоданных был разработан экспериментальный протокол ST, который затем был модернизирован в ST2. Он представлял собой надстройку к уже существовавшему IPv4 и использовался в ряде коммерческих проектов, однако широкого распространения так и не получил. Неофициально ST2 называли протоколом IPv5.

В 1992 году появилась новая технология, которая получила название IPv6 или Internet Protocol version 6. В IPv6 длина IP -адреса расширена до 128 бит, поэтому число доступных идентификаторов увеличивается практически до бесконечности.

Таким образом, применение этой технологии позволяет снабдить каждое устройство, имеющее доступ в Интернет, уникальным IP-адресом. А это обеспечивает непосредственное взаимодействие всех устройств, подключенных к Сети. Такое взаимодействие даст возможность, например, управлять кондиционером, находящимся у вас дома, прямо из офиса. Помимо увеличения адресного пространства протокол обладает и другими преимуществами. Например, в IPv6 существует отдельный тип адресов "anycast address", который позволяет устройству (в терминологии адресации оно называется узлом), подключенному к Интернету, отправлять запрос любой группе серверов. Это дает возможность узлу определить сервер, находящийся к нему ближе других и далее взаимодействовать только с ним.

Кроме того, в новом протоколе был улучшен формат заголовка пакета данных. Ряд его полей, которые существовали в IPv4, не вошли в IPv6, часть из них стала необязательной, а некоторые были усовершенствованы. При этом в заголовке IPv6 появилось несколько новых полей. С их помощью можно задать хосту-отправителю приоритет для своих пакетов, а также обеспечить потоковую обработку, что значительно ускоряет маршрутизацию. В результате оптимизации заголовка число полей сократилось с 14 до 8, что позволяет существенно увеличить скорость обмена данными между устройствами. Стоит отметить, что протокол позволяет при необходимости добавлять в IP-заголовки новые поля.

Еще одна важная особенность IPv6 заключается в том, что в нем реализована возможность шифрования данных и поддерживается сервис качества обслуживания, особенно необходимый для мультимедийных трансляций.

Однако мгновенного и повсеместного распространения новый протокол не получил, так это накладывало новые требования к пропускной способности сетей и техническим характеристиках аппаратного оборудования, а также необходимости переработки программного обеспечения для соотвествия новому протоколу. В настоящее время большинство сетевых программ и операционные системы поддерживают как IPv4 так и IPv6.

Статическая IP-адресация. В этом случае для каждого компьютера сети следует вручную ввести IP-адрес, маску подсети и другие параметры протокола TCP/IP.

• Динамическая IP-адресация. При подключении к сети компьютер получает параметры

TCP/IP автоматически. Для этого один из компьютеров сети должен выполнять функцию DHCP-сервера, то есть «раздавать» IP-адреса всем вновь подключившимся компьютерам. В Windows 7 по умолчанию используется динамическая IP -адресация, что позволяет подключаться к сетям с DHCP-сервером без каких-либо дополнительных настроек. В качестве DHCP-сервера может выступать компьютер, на котором настроены общее подключение к Интернету, аппаратный маршрутизатор или выделенный сервер. Если же DHCP-сервер в сети будет отсутствовать, система автоматически присвоит случайный IP- адрес из диапазона 169.254.0.0-169.254.255.255.

DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации узла) — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к так называемому серверу DHCP, и получает от него нужные параметры. Сетевой администратор может задать диапазон адресов, распределяемых сервером среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол DHCP используется в большинстве крупных (и не очень) сетей TCP/IP.

Для удобства цифровой адрес можно представить в виде цепочки символов. Это означает, что у компьютера есть имя или доменный адрес. Каждая часть доменного имени называется доменом. Количество доменов может быть разным, но чаще всего их от трех до пяти. Читается доменное имя справа налево и расшифровывается как последовательное уточнение адреса подобно почтовой системе адресов. Домен верхнего уровня располагается в адресе правее (в конце) .

Доменный адрес - представление адреса компьютера в Интернете в виде нескольких цепочек символов (доменов), разделенных между собой точкой.

Конечно, пользователю Интернета гораздо удобнее использовать доменные адреса, однако компьютерам все равно нужен цифровой формат. Поэтому в Интернете существует база данных DNS, хранящая информацию о соответствии доменных и цифровых адресов, а также программа DNS -сервер, осуществляющая автоматическое преобразование адресов.

Сервер DNS - программа, осуществляющая преобразование доменного адреса в цифровой (IP-адрес).

Доменный адрес компьютера - это уникальное имя, как правило, несущее смысловую нагрузку и гораздо легче запоминаемое, чем цифровой IP-адрес.

Доменный адрес хоста состоит из нескольких доменов разного уровня, причем домен верхнего уровня находится в адресе справа, а домен нижнего уровня - слева.

Домены верхнего уровня можно условно разделить на две категории: стандартные домены и домены организованные по региональному признаку.

В стандартных доменах их имена устанавливаются специальной организацией, контролирующей подключение к INTERNET, организацией NIC (NETWORK INFORMATION CENTER - всемирный сетевой центр).

Таких доменов шесть:

com - коммерческие компании

edu - образовательные учреждения

gov - правительственные учреждения

mil - военные учреждения

net - сетевые организации

org - другие организации.

Эти домены, в основном, используются в Америке.

В доменах, организованных по региональному признаку имена состоят из двух

букв:

ru - Россия, uk - Великобритания, dk - Дания, de - Германия fr - Франция, ua - Украина.

Имена доменов второго уровня, как правило, совпадают с названием фирмы или организации.

Имена доменов третьего уровня - это названия отдельных подразделений внутри

фирмы или организации.

Рассмотрим конкретный пример.

1		2		3
home.		microsoft.		com

В этом имени представлены домены трех уровней:

сот - домен верхнего уровня, указывающую на коммерческую компанию; microsoft - домен второго уровня, указывающий на название компании (MICROSOFT - американская компания, специализирующаяся на разработке программных продуктов)

home - домен нижнего уровня, указывающий, что это название собственного подразделения компании MICROSOFT (home- собственный).

В операционной системе Windows есть возможность организовать подобие очень быстрого DNS-сервера. Для этого в директории C:\WINDOWS необходимо разместить текстовый файл с именем hosts (без расширения), который состоит из двух столбцов: первый содержит доменные имена, а второй - соответствующие им IP-адреса. При работе в Интернете ваш браузер будет сначала обращаться к этому файлу, и лишь потом, если он не найдет там требуемый IP-адрес, он обратится к настоящему DNS-серверу. В файл hosts рекомендуется вписывать адреса часто посещаемых вами сайтов. Через некоторое время вы увидите, что скорость ваших блужданий по Интернету заметно возросла (из-за резкого уменьшения количества обращений к DNS-серверу).

Единый указатель ресурсов (англ. URL — Uniform Resource Locator) — единообразный локатор (определитель местонахождения) ресурса. Ранее назывался Universal Resource Locator — универсальный локатор ресурса. URL — это стандартизированный способ записи адреса ресурса в сети Интернет.

URL был изобретён Тимом Бернерсом-Ли в 1990 году в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям (фр. Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire, CERN) в Женеве, Швейцария. URL стал фундаментальной инновацией в Интернете. Изначально URL предназначался для обозначения мест расположения ресурсов (чаще всего файлов) во Всемирной паутине.

Сейчас URL позиционируется как часть более общей системы идентификации ресурсов URI, сам термин URL постепенно уступает место более широкому термину URI. ^андарт URL регулируется организацией IETF и её подразделениями.

Изначально локатор URL был разработан как система для максимально естественного указания на местонахождения ресурсов в сети. Локатор должен был быть легко расширяемым и использовать лишь ограниченный набор ASCII- символов (к примеру, пробел никогда не применяется в URL). В связи с этим, возникла следующая традиционная форма записи URL:

<схема>://<логин> :<пароль>@<хост> :<порт>/<Ц^ путь>

В этой записи: схема

схема обращения к ресурсу, в большинстве случаев имеется в виду сетевой протокол логин

имя пользователя, используемое для доступа к ресурсу

пароль

пароль, ассоциированный с указанным именем пользователя

хост

полностью прописанное доменное имя хоста в системе DNS или IP-адрес хоста в форме четырёх десятичных чисел, разделённых точками. Числа находятся в интервале от 0 до 255.

порт

порт хоста для подключения

URL путь

уточняющая информация о месте нахождения ресурса (зависит от протокола) Кодирование URL

Появление адресов URL стало существенным нововведением в Интернете. Однако, с момента его изобретения и по сей день, стандарт URL обладает серьёзным недостатком — в нём можно использовать только ограниченный набор символов, даже меньший, нежели в ASCII: латинские буквы, цифры и лишь некоторые знаки препинания. Если мы захотим использовать в URL символы кириллицы, или иероглифы, или, скажем, специфические символы французжого языка, то нужные нам символы должны быть перекодированы особым образом.

В русскоязычной Википедии ежедневно приходится видеть пример кодирования URL, поскольку русский язык использует символы кириллицы. Например, строка вида: http://ru.wikipedia.org/wiki/Микрокредит кодируется в URL как:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%BA

%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%82

Такое преобразование происходит в два этапа: сначала каждый символ кириллицы кодируется в Юникоде (UTF-8) в последовательность из двух байтов, а затем каждый байт этой последовательности записывается в шестнадцатеричном представлении:

М ^ D0 и 9C ^ %D0%9C и ^ D0 и B8 ^ %D0%B8 к ^ D0 и BA ^ %D0%BA р ^ D0 и 80 ^ %D0%80, и т. д.

Перед каждым таким шестнадцатеричным кодом байта, согласно спецификации URL[1], ставится знак процента (%) — отсюда даже возник английский термин «percent- encoding», обозначающий способ кодирования символов в URL и URI.

Примеры URL

http ://ru. wikip edia. org/wiki/URL

http://en.wikipedia.org:80/wiki/Special:Search?search=tram&go=Go ftp://myname: mypass@myho st.com:21/ etc/motd pro spero ://myho st.dom//pros/somename file://vms.myhost.edu/disk$user/my/notes/note123.txt

В World Wide Web для задания местоположения файлов на других серверах сети Internet используется URL - Uniform Resource Locator.

URL включает в себя :

1. метод доступа к ресурсу, т.е. протокол доступа (http, gopher, WAIS, ftp, file, telnet и др.)

2. сетевой адрес ресурса (имя хост-машины и домена)

3. полный путь к файлу на сервере

В общем виде формат URL выглядит так: method://host.domain[: port]/path/filename где method имеет одно из значений, перечисленных ниже

ф

file

айл на вашей локальной системе, или файл на anonymous FTP сервере

http

gopher

WAIS

news

telnet

файл на World Wide Web сервере файл на Gopher сервере

файл на WAIS (Wide Area Information Server) сервере группа новостей телеконференции Usenet выход на ресурсы сети Telnet

Общепринятые схемы (протоколы) URL включают:

1. ftp — Протокол передачи файлов FTP

2. http — Протокол передачи гипертекста HTTP

3. https — Специальная реализация протокола HTTP, использующая шифрование (как правило, SSL или TLS)

4. gopher — Протокол Gopher

5. mailto — Адрес электронной почты

6. news — Новости Usenet

7. nntp — Новости Usenet через протокол NNTP

8. irc — Протокол IRC

9. prospero — Служба каталогов Prospero Directory Service

10. telnet — Ссылка на интерактивную сессию Telnet

11. wais — База данных системы WAIS

12. xmpp — Протокол XMPP (часть Jabber)

13. file — Имя локального файла

14. data — Непосредственные данные (Data: URL)

Параметр port - число, которое необходимо указывать, если метод требует номер порта (отдельные сервера могут иметь свой отличительный номер порта).

Стандартными портами являются :

21 - FTP 23 - Telnet 25- email 70 - Gopher 80 - HTTP