Система адресов Internet

Сеть сетей – Internet — базируется на принципах пакетной коммутации и реализует многоуровневую совокупность протоколов, подобную рассмотренной выше модели OSI. Прежде чем перейти 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.

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: адре^са 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.

Существует несколько классов адресов, различающихся количеством битов, отведенных на адрес сети и адрес хоста в сет В табл. 6.3 приведены характеристики основных классов сетей-

Назначение классов IP-адресов:

А – использование в больших сетях общего доступа;

В — всетях среднего размера (большие компании, науч­но-исследовательские институты, университеты);

С— в сетях с небольшим числом компьютеров (небольшие компании и фирмы).

Среди IP-адресов несколько зарезервировано под специаль­ные случаи (табл. 6.4).

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. 6.5), которая необходима, так как адреса выбираются произвольно и нет какого-либо алго­ритма для их вычисления.

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 не приемлема для использования человеком. Для облегчения взаи­модействия вначале применялись таблицы соответствия число­вых адресов именам машин. Эти таблицы сохранились и исполь­зуются многими прикладными программами (табл. 6.6).

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-е гг. были определены первые домены (национальные, США) верхне­го уровня: gov, mil, edu, com, net. Позднее появились нацио­нальные домены других стран: uk, jp, аи, ch и т. п. Для СССР был выделен домен su, однако после приобретения республика­ми союза суверенитета, многие из них получили свои собствен­ные домены: uа, rи, 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 организации (рис. 6.5).

Наиболее популярной программой поддержки DNS являете BIND, или Berkeley Internet Name Domain, — сервер доменных имен, реализованный в университете Беркли, который широк применяется в Internet. Он обеспечивает поиск доменных имен и IP-адресов для любого узла сети. BIND обеспечивает также рассылку сообщений электронной почты через узлы Internet.

Вообще говоря, сервер имен может быть установлен на лю­бой компьютер локальной сети. При выборе машины для уста­новки сервера имен следует принимать в расчет то обстоятельст­во, что многие реализации серверов держат базы данных имен в оперативной памяти.

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 адрес — распознается как адрес на машине, ско­торой осуществляется отправка почты;

• адреса UUCP — могут имеют вид:

• адреса SMTP — стандартные для Internet:

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. (Программа рассылки почты sendmail сама преобразует адреса формата SMTP в адреса UUCP, если доставка сообщения осуществляется по этому протоколу).

При рассылке может использоваться и смешанная адресация:

• user%hostA@hostB — почта отправляется с машины hostB на машину hostA;

• user! hostA@hostB — почта отправляется с машины hostR на машину hostA;

• hostA! user%hostB — почта отправляется с hostA на hostB

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, и в ее основу заложены следующие принципы.

Расширяемость — новые адресные схемы должны были легко вписываться в существующий синтаксис URI; была дос­тигнута за счет выбора определенного порядка интерпретации адресов, который базируется на понятии «адресная схема». Идентификатор схемы стоит перед остатком адреса, отделен от него двоеточием и определяет порядок интерпретации остатка.

Полнота — по возможности любая из существовавших схем должна была описываться посредством URI.

Читаемость — адрес должен легко пониматься челове­ком, что вообще характерно для технологии WWW — документы вместе с ссылками могут разрабатываться в обычном текстовом редакторе.

Формат URL включает:

• схему адреса (тип протокола доступа — http, gopher, wais, telnet, ftp и т. п.);

• 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 с подмножество полей из представленного выше списка. Прежде чем рассмотреть различные схемы представления адресов, при­едем пример простого адреса URI:

В данном случае путь состоит из доменного адреса машины, которой установлен сервер HTTP, и пути от корня дерева

сервера к файлу index.html.

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

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.

Вкачестве адреса машины допустимо использование и IP-адреса:

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

:

Символ «#» отделяет имя документа от имени метки. Другая возможность схемы HTTP — передача параметров. Первоначаль­но предполагалось, что в качестве параметров будут передаваться ключевые слова, но по мере развития механизма CGI – скриптов в качестве параметров стала передаваться и другая информация:

В данном примере предполагается, что файл isindex.html — документ с возможностью поиска по ключе­вым словам.

При использовании HTML Forms параметры передаются как поименованные поля:

Схема FTP позволяет адресовать файловые архивы FТР 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:

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

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:

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 MAILTO предназначена для отправки почты по стандарту RFC-822 (стандарт почтового сообщения). Общий вид схемы выглядит так:

Схема NEWS — просмотр сообщений системы Usenet.

При этом используется следующая нотация:

В данном примере пользователь получит идентификаторы ей из группы соmр.infosystems.gopher в режиме уведомления. Можно получить и текст статьи, но тогда необходим ее индентификатор:

Схема TELNET 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:

Схема WAIS (протокол Z39.50). WAIS — распределенная информационно-поисковая система, работающая в режимах по­иска и просмотра. При поиске используется форма со знаком «?», отделяющим адресную часть от ключевых слов:

В данном случае обращаются к базе данных wais на сервере wais.think.com с запросом на поиск документов, содержащих слово guide. Сервер возвращает клиенту список идентификато­ров документов, после получения которого можно использовать вторую форму схемы wais-запрос на просмотр документа:

где 039 — идентификатор документа.

Схема FILE. WWW-технология используется как в сетевом, так и в локальном режимах. Для локального режима ис­пользуют схему FILE.

В данном примере приведено обращение к локальному документу на персональном компьютере с MS-DOSилиMS -Windows.

Существует несколько схем. Эти схемы реально на практике не используются или находятся в стадии разработки, поэтому останавливаться на них мы не будем.