120. Опишите механизмы распределения и назначения ip-адресов.

Сетевые адреса (IP-адреса) представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов (см. подраздел 11.3). IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно либо назначен по рекомендации специального сетевого информационного центра Internet (Internet Network Information Center – InterNIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно поставщики услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений InterNIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Символьные имена в IP-сетях называются доменными и они строятся по иерархическому признаку. Составляющие части полного символьного имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: сначала простое имя конечного узла, затем имя группы узлов (например, имя организации), затем имя более крупной группы (поддомена) и так далее до имени домена самого высокого уровня (например, домена объединяющего организации по географическому принципу: RU – Россия, UK – Великобритания, US – США). Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети однозначно определялся как по доменному имени, так и по IP-адресу. В сетях TCP/IP используется специальная распределенная служба системы доменных имен DNS (Domain Name System), которая устанавливает это соответствие на основании создаваемых администраторами сети таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNS-именами.

Рассмотрение форм записи и классов IP-адресов, а также вопросов распределения и назначения IP-адресов выходит за рамки тематики данного учебного пособия.

120. Какие задачи в вычислительных сетях решают маршрутизаторы?

Маршрутизация является одной из наиболее важных и сложных операций, выполняемых стеком протоколов TCP/IP.

Маршрутизатор (router) – это устройство, подключенное к двум или нескольким сетям и пересылающее пакеты из одной сети в другую. Маршрутизаторы функционируют на сетевом уровне и поэтому способны соединять сети, работающие с различными протоколами канального уровня и на различных сетевых средах. В небольшой интерсети задача маршрутизатора довольно проста. Если с его помощью соединены, например, две ЛВС, ему достаточно получать пакеты от одной и при необходимости переправлять их во вторую. В крупных интерсетях к одному маршрутизатору подключается множество локальных сетей, а к одной сети может подключаться несколько маршрутизаторов. Поэтому к одной и той же цели пакеты могут добираться различными путями. Если один или несколько маршрутизаторов выходят из строя, пакеты все равно должны доходить до места назначения по обходным или резервным маршрутам.

В сложных интерсетях перед маршрутизатором стоит еще одна задача – выбор наиболее эффективного пути для доставки пакета. Обычно это маршрут, позволяющий пакету достичь целевой системы с минимальным количеством транзитов, то есть встретив на своем пути наименьшее число маршрутизаторов. Маршрутизаторы обмениваются между собой информацией о сетях, к которым они подключены. В результате строится составная картина интерсети. В сложной интерсети, например, в Интернете, ни один из маршрутизаторов не обладает полной картиной всей интерсети. Для передачи пакета маршрутизаторам приходится работать совместно.