Способы адресации в сети Интернет: состав, оценка, области применения

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГБОУ ВО «БУРЯТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ им. В.Р. ФИЛИППОВА»

Кафедра «Информатика и информационные технологии в экономике»

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: «Способы адресации в сети Интернет: состав, оценка, области применения»

Выполнил(а): студентка гр. 5202

Запалаева З.А.

Проверил(а): к.ф.-м.н. доцент

Садуев Н.Б.

г. Улан-Удэ

2018 г.



Содержание

Введение

Глава 1. Общее понятие сети Internet

1.1. Протоколы TCP/IP

1.2. Модели OSI-адресов и структура TCP/IP

Глава 2. Адресация в TCP/IP-сетях

2.1. Типы адресов стека TCP/IP

Глава 3. Состав, оценка и области применения сети Интернет

3.1. Классы IP-адресов

3.2. Маска IP-адресов

Заключение

Список литературы



Введение

Если задать вопрос, что такое Интернет, разным людям, то мы получим довольно сильно различающиеся ответы. Для многих Интернет - это всемирная паутина WWW, для других - рекламоноситель, для кого-то - учебная среда, а для некоторых - рассадник преступности. Для тех, кто занимается технологиями связи, Интернет - это самое обширное в мире объединение компьютеров и сетей, взаимодействующих между собой с использованием семейства протоколов TCP/IP. Неспециалисту такое определение, конечно, мало о чем говорит. Но Интернет пока еще находится в начальной фазе своего развития, а это значит, что любой пользователь должен быть хоть немного специалистом.

Протокол IP (Internet Protocol) предназначен для передачи между компьютерами, подключенными к сети, дейтаграмм или пакетов. Пакет - это порция данных (размером от нескольких байт до килобайт), которая должна быть неделимой порцией доставлена от отравителя к получателю. Понятно, что для такой доставки необходима однозначная адресация компьютеров в сети. Правила этой адресации и механизмы эффективной доставки (маршрутизации) пакетов как раз и составляют ядро семейства TCP/IP.

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) в первом приближении можно считать надстройкой над протоколом IP. Суть его заключается в установлении между двумя сторонами в сети постоянного соединения для передачи данных. Передача по-прежнему осуществляется по протоколу IP, но вышестоящий протокол TCP внимательно следит, чтобы все пакеты были доставлены, причем в надлежащем порядке следования. Тогда, объединяя содержимое пакетов, мы получим непрерывный поток данных, передаваемых от отправителя к получателю. Причем, сеть передачи данных становится прозрачной для взаимодействующих сторон.

Казалось бы, TCP - лишь небольшое усовершенствование IP. Однако на практике он открывает, по сравнению с IP, настолько же больше возможностей, насколько телефон по сравнению с телеграфом. Суть этого различия фундаментальна для всех технологий связи, и я не раз еще буду о ней упоминать: IP обеспечивает передачу пакетов, а TCP поддерживает соединение (канал, сеанс).

Практически все службы в Интернете - WWW, электронная почта, FTP, ICQ, RealAudio и т. д., и т. п. - основывают свою работу на протоколах IP и TCP. Поэтому там, где есть TCP/IP, там есть и Интернет. При этом приложениям, которые работают с Интернетом, в первом приближении безразлично, каким образом им доставляются IP-пакеты. Это свойство Интернета называют прозрачностью.

Целью курсовой работы рассмотреть и изучить:

* Общее понятие сети Интернет;

* Протоколы TCP/IP;

* Модели OSI-адресов и структура TCP/IP;

* Адресация в TCP/IP-сетях;

* Типы адресов стека TCP/IP;

*Состав, оценка и области применения сети Интернет;

*Классы IP-адресов;

*Маска IP-адресов.

Глава 1. Общее понятие сети Internet

Интернет (англ. Internet - всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации).

Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть. Построена на базе стека протоколов TCP/IP. На основе Интернета работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и множество других систем передачи данных. К середине 2017 года число пользователей достигло 3,3 млрд человек. Во многом это было обусловлено широким распространением сотовых сетей с доступом в Интернет стандартов 3G и 4G, развитием социальных сетей и удешевлением стоимости интернет-трафика.

Соединение сетей обладает громадными возможностями. Интернет предоставляет в распоряжение своих пользователей множество всевозможных ресурсов. Для того чтобы информация передавалась между компьютерами независимо от используемых линий связи, Шипа ЭВМ и программного обеспечения, разработаны специальные протоколы передачи данных. Они работают по принципу разбиения данных на блоки определенного размера (пакеты), которые последовательно отсылаются адресату. В Интернете используются два основных протокола: межсетевой протокол IP разделяет передаваемые ионные на отдельные пакеты и снабжает их заголовками и указанием адреса получателя, а протокол управления передачей TCP отвечает за правильную доставку пакета. Так как эти протоколы взаимосвязаны, обычно говорят о протоколе TCP/IP.

Основные ячейки Интернет -- локальные вычислительные сети. Это означает, что Интернет не просто устанавливает связь между отдельными компьютерами, а создает пути соединения для более крупных единиц - групп компьютеров. Если некоторая локальная сеть подключена к Интернету, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Интернету. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к

Интернету. Они называются хост-компьютерами.

Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес и доменный адрес. Первый из них более понятен компьютеру, второй -- человеку. Оба эти адреса могут применяться равноправно.

Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Он разделяется точками на 4 блока по 8 бит каждый, которые можно записать в виде десятичного числа, не превышающего значение 255. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера. Два блока определяют адрес сети, третий -- адрес подсети и четвертый -- адрес компьютера внутри заданной сети.

Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост-компьютеров. Этот адрес читается в обратном порядке: вначале указывается имя компьютера, а затем имя сети, в которой он находится. Для упрощения связи абонентов сети все ее адресное пространство разбито на отдельные области -- домены. В системе адресов Интернета приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв. Существуют домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название.

Компьютерное имя включает как минимум два уровня доменов. Уровни отделяются друг от друга точкой. Слева указывается домен верхнего уровня. Все имена, находящиеся слева, -- поддомены общего домена. Для адресации отдельных пользователей в сети их регистрационные имена указываются слева от имени компьютера. После имени пользователя ставится знак @. В Интернете могут использоваться не только имена

отдельных людей, но и имена групп.

Для обработки пути поиска в доменах имеются специальные серверы имен. Они преобразуют доменное имя в специальный цифровой адрес.

1.1 Протоколы TCP/IP

Протокол IP (Internet Protocol) предназначен для передачи между компьютерами, подключенными к сети, дейтаграмм или пакетов. Пакет - это порция данных (размером от нескольких байт до килобайт), которая должна быть неделимой порцией доставлена от отравителя к получателю. Понятно, что для такой доставки необходима однозначная адресация компьютеров в сети. Правила этой адресации и механизмы эффективной доставки (маршрутизации) пакетов как раз и составляют ядро семейства TCP/IP.

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) в первом приближении можно считать надстройкой над протоколом IP. Суть его заключается в установлении между двумя сторонами в сети постоянного соединения для передачи данных. Передача по-прежнему осуществляется по протоколу IP, но вышестоящий протокол TCP внимательно следит, чтобы все пакеты были доставлены, причем в надлежащем порядке следования. Тогда, объединяя содержимое пакетов, мы получим непрерывный поток данных, передаваемых от отправителя к получателю. Причем, сеть передачи данных становится прозрачной для взаимодействующих сторон.

Казалось бы, TCP - лишь небольшое усовершенствование IP. Однако на практике он открывает, по сравнению с IP, настолько же больше возможностей, насколько телефон по сравнению с телеграфом. Суть этого различия фундаментальна для всех технологий связи, и я не раз еще буду о ней упоминать: IP обеспечивает передачу пакетов, а TCP поддерживает соединение (канал, сеанс).

Дpугое важное пpеимущество сети с протоколами TCP/IP состоит в том, что по нему могут быть объединены машины с разной архитектурой и разными операционными системами, например Unix, VAX VMS, MacOS, MS-DOS, MS Windows и т.д. Причем машины одной системы пpи помощи сетевой файловой системы NFS (Net File System) могут подключать к себе диски с файловой системой совсем другой ОС и оперировать "чужими" файлами как своими.

Практически все службы в Интернете - WWW, электронная почта, FTP, ICQ, RealAudio и т. д., и т. п. - основывают свою работу на протоколах IP и TCP. Поэтому там, где есть TCP/IP, там есть и Интернет. При этом приложениям, которые работают с Интернетом, в первом приближении безразлично, каким образом им доставляются IP-пакеты. Это свойство Интернета называют прозрачностью.

Стек протоколов - это иерархически организованный набор сетевых протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Протоколы работают в сети одновременно, значит работа протоколов должна быть организована так, чтобы не возникало конфликтов или незавершённых операций. Поэтому стек протоколов разбивается на иерархически построенные уровни, каждый из которых выполняет конкретную задачу - подготовку, приём, передачу данных и последующие действия с ними. Количество уровней в стеке меняется в соответствии с конкретным стеком протоколов. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней, как правило, программными средствами.

Количество уровней в стеке меняется в соответствии с конкретным стеком протоколов. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней, как правило, программными средствами.

Протокол маршрутизации - сетевой протокол, используемый маршрутизаторами для определения возможных маршрутов следования данных в составной компьютерной сети. Применение протокола маршрутизации позволяет избежать ручного ввода всех допустимых маршрутов, что, в свою очередь, снижает количество ошибок, обеспечивает согласованность действий всех маршрутизаторов в сети и облегчает труд администраторов.

1.2 Модели OSI-адресов и структура TCP/IP

Модель взаимодействия открытых систем (OSI - Open Systems Interconnection) была разработана Международной организацией по стандартизации (ISO - International Organization for Standardization) для единообразного подхода к построению и объединению сетей. Модель OSI включает семь уровней:

1. Прикладной уровень;

2. Уровень представления;

3. Сеансовый уровень;

4. Транспортный уровень;

5. Сетевой уровень;

6. Канальный уровень;

7. Физический уровень.

1. Физический уровень (physical layer) описывает принципы передачи сигналов, скорость передачи, спецификации каналов связи. Уровень реализуется аппаратными средствами (сетевой адаптер, порт концентратора, сетевой кабель).

2. Канальный уровень (data link layer) решает две основные задачи - проверяет доступность среды передачи (среда передачи чаще всего оказывается разделена между несколькими сетевыми узлами), а также обнаруживает и исправляет ошибки, возникающие в процессе передачи.

Реализация уровня является программно-аппаратной (например, сетевой адаптер и его драйвер).

3. Сетевой уровень (network layer) обеспечивает объединение сетей, работающих по разным протоколам канального и физического уровней, в

составную сеть. При этом каждая из сетей, входящих в единую сеть, называется подсетью (subnet). На сетевом уровне приходится решать две основные задачи - маршрутизации (routing, выбор оптимального пути передачи сообщения) и адресации (addressing, каждый узел в составной сети должен иметь уникальное имя). Обычно функции сетевого уровня реализует специальное устройство - маршрутизатор (router) и его программное обеспечение.

Уровни	OSI	TCP/IP
7	Прикладной	Прикладной
6	Уровень представления	Не присутствуют в модели
5	Сеансовый
4	Транспортный	Транспортный
3	Сетевой	Межсетевой
2	Канальный уровень	От хоста к сети
1	Физический

Рисунок 1.1. Модель TCP/IP.

4. Уровень, расположенный над межсетевым уровнем модели TCP/IP, как правило, называют транспортным. Он создан для того, чтобы одноранговые сущности на приемных и передающих хостах могли поддерживать связь, подобно транспортному уровню модели OSI. На этом уровне должны быть описаны два сквозных протокола. Первый, TCP (Transmission Control Protocol -- протокол управления передачей), является надежным протоколом с установлением соединений, позволяющим без ошибок доставлять байтовый поток с одной машины на любую другую машину объединенной сети. Он разбивает входной поток байтов на отдельные сообщения и передает их межсетевому уровню. В пункте назначения получающий TCP-процесс собирает из полученных сообщений выходной поток. Кроме того, TCP осуществляет управление потоком, чтобы быстрый отправитель не завалил информацией медленного получателя.

Второй протокол этого уровня, UDP (User Data Protocol - пользовательский протокол данных), является ненадежным протоколом без установления соединения, не использующим последовательное управление

потоком протокола TCP, а предоставляющим свое собственное. Он также широко используется в одноразовых клиент-серверных запросах и приложениях, в которых оперативность важнее аккуратности, например, при передаче речи и видео. Взаимоотношения протоколов IP, TCP и UDP показаны на рисунок 1.2. Со времени создания протокола IP этот протокол был реализован во многих других сетях.

5. Сеансовый уровень (session layer) позволяет запоминать информацию о текущем состоянии сеанса связи и в случае разрыва соединения возобновлять сеанс с этого состояния.

6. Уровень представления (presentation layer) обеспечивает преобразование передаваемой информации из одной кодировки в другую (например, из ASCII в EBCDIC).

7. В модели TCP/IP нет сеансового уровня и уровня представления. В этих уровнях просто не было необходимости, поэтому они не были включены в модель. Опыт работы с моделью OSI доказал правоту этой точки зрения: большинство приложений в них мало нуждаются.

Над транспортным уровнем располагается прикладной уровень. Он содержит все протоколы высокого уровня. К старым протоколам относятся протокол виртуального терминала (TELNET), протокол переноса файлов (FTP) и протокол электронной почты (SMTP), как показано на схеме. Протокол виртуального терминала позволяет пользователю регистрироваться на удаленном сервере и работать на нем. Протокол переноса файлов предоставляет эффективный способ перемещения информации с машины на

машину. Электронная почта изначально представляла собой разновидность переноса файлов, однако позднее для нее был разработан специальный протокол. С годами было добавлено много других протоколов, таких как DNS (Domain Name Service -- служба имен доменов), позволяющая преобразовывать имена хостов в сетевые адреса, NNTP (Network News Transfer Protocol -- сетевой протокол передачи новостей), HTTP, протокол, используемый для создания страниц на World Wide Web, и многие другие.

Три верхних уровня в модели OSI, то есть уровень приложения, уровень представления и уровень сеанса, отдельно не различаются в модели TCP/IP, которая имеет только прикладной уровень над транспортным уровнем. Хотя некоторые чистые приложения протокола OSI, такие как X.400, также объединяют их, нет требования, чтобы стек протокола TCP/IP должен накладывать монолитную архитектуру над транспортным уровнем.

Глава 2. Адресация в TCP/IP-сетях

По сети Интернет данные между компьютерами передаются разбитыми на небольшие порции, называемые пакетами. Пакеты состоят из собственно данных и заголовка, необходимого для их доставки на место назначения. В заголовке указаны адреса отправителя и получателя, порядковый номер пакета и некоторая другая информация. В сети Интернет используется не просто адрес, а IP-адрес (IP расшифровывается как Internet Protocol) - последовательность четырех чисел, от 0 до 255 каждое, разделенных точками.

Каждый компьютер в сети Интернет обязательно имеет такой адрес, причем адреса различны. Надо отметить, что компьютеры, к которым подключаются пользователи, часто называют хост-компьютерами, и они имеют один (или несколько) постоянных адресов в Интернет, а компьютеры пользователей обычно при каждом сеансе связи получают новые адреса, хотя могут иметь и постоянные.

Для пользователей числовой IP-адрес все же неудобен, поэтому была придумана доменная система обозначения компьютеров. Компьютеры теперь можно обозначать не трудными для запоминания цифрами, а словами (именами), при этом сеть оказалась поделенной на части, называемые доменами (лат. dominium - владение). Домены даются во "владение" различным организациям, которые отвечают за их поддержку. Домены могут быть вложены друг в друга, т.е. организация, отвечающая за более крупный домен, имеет право назначать более мелкие в пределах этого домена.

Подобный принцип нашел свое отражение и в написании адреса компьютера, или URL (Universal Resource Location): он состоит из нескольких слов, разделенных точками, сначала указывается имя компьютера, затем имя самого мелкого домена, затем охватывающего и т.д. Адрес заканчивается именем самого крупного домена, который называется доменом первого уровня или корневым. В общем случае URL может указывать тип и место расположения ресурса, например объекта (файла или документа, написанного на языке HTML), и имеет вид, представленный ниже:

protocol://host.domain/path/o6beKT,

где protocol обозначает конкретный протокол передачи данных одной из служб Интернет:

http, ftp, telnet и т.п. Например, адрес компьютера, на котором расположен WWW-сервер поисковой системы Rambler, имеет вид http://www.rambler.ru, и по этому адресу в программах просмотра загружается стартовая страница системы Rambler, a Web-страница, описывающая поисковый язык системы, имеет URL http://www.rambler.ru/new/help.html. В этом адресе rambler - имя "мелкого" домена, a ru - имя корневого домена.

Пользователи узлов (компьютеров сети Интернет), входящих в состав WWW, общаются между собой на основе протокола HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). Этот протокол задает правила общения между программой просмотра Web-страниц и WWW-сервером, которые укладываются в схему "запрос - ответ". Указывая доменный адрес сервера и вид протокола (HTTP), мы тем самым запрашиваем определенную услугу: найти на сервере в нужном месте нужный нам HTML-документ. В простейшем случае программа просмотра Web-страниц требует некий документ, и сервер его выдает. Таким образом, чтобы просмот-реть нужную вам Web-страницу, вы должны в адресном, поле программы просмотра Web-страниц написать требуемый адрес (например, http://www.rambler.ru) и нажать на клавиатуре клавишу <Enter>.

Стек протоколов TCP/IP предназначен для соединения отдельных подсетей, построенных по разным технологиям канального и физического уровней (Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, X.25 и т. д.) в единую составную сеть. Каждая из технологий нижнего уровня предполагает свою схему адресации. Поэтому на межсетевом уровне требуется единый способ адресации, позволяющий уникально идентифицировать каждый узел, входящий в составную сеть. Таким способом в TCP/IP-сетях является IPадресация. Узел составной сети, имеющий IP-адрес, называется хост (host).

Хороший пример, иллюстрирующий составную сеть, - международная почтовая система адресации. Информация сетевого уровня - это индекс страны, добавленный к адресу письма, написанному на одном из тысяч языков земного шара, например на китайском. И даже если это письмо должно пройти через множество стран, почтовые работники которых не знают китайского, понятный им индекс страны-адресата подскажет, через какие промежуточные страны лучше передать письмо, чтобы оно кратчайшим путем попало в Китай. А уже там работники местных почтовых отделений смогут прочитать точный адрес, указывающий город, улицу, дом и человека, и доставить письмо адресату, так как адрес написан на языке и в форме, принятой в данной стране.

2.1 Типы адресов стека TCP/IP

· Локальные (другое название - аппаратные);

· IP-адреса (сетевые адреса);

· Символьные доменные имена;

· Статический IP-адрес;

· Динамический IP-адрес.

В большинстве технологий LAN (Ethernet, FDDI, Token Ring) для однозначной адресации интерфейсов используются МАС-адреса. Существует немало технологий (Х.25, ATM, frame relay), в которых применяются другие схемы адресации. Роль, которую играют эти адреса в TCP/IP, не зависит от того, какая именно технология используется в подсети, поэтому они имеют общее название -- локальные (аппаратные) адреса.

Слово «локальный» в контексте TCP/IP означает «действующий не во всей составной сети, а лишь в пределах подсети». Именно в таком смысле понимаются здесь термины: «локальная технология» (технология, на основе которой построена подсеть) и «локальный адрес» (адрес, который

используется некоторой локальной технологией для адресации узлов в пределах подсети). Напомним, что в качестве подсети («локальной сети») может выступать сеть, построенная как на основе локальной технологии, например Ethernet, FDDI, так и на основе глобальной технологии, например Х.25, Frame Relay. Следовательно, говоря о подсети, мы используем слово «локальная» не как характеристику технологии, на которой построена эта подсеть, а как указание на роль, которую играет эта подсеть в архитектуре составной сети.

Сложности могут возникнуть и при интерпретации определения «аппаратный». В данном случае термин «аппаратный» подчеркивает концептуальное представление разработчиков стека TCP/I P о подсети как о некотором вспомогательном аппаратном средстве, единственной функцией которого является перемещение IP-пакета через подсеть до ближайшего шлюза (маршрутизатора). И не важно, что реально нижележащая локальная технология может быть достаточно сложной, все ее сложности технологией TCP/IP игнорируются.

Рассмотрим, например, случай, когда в составную сеть TCP/IP входит сеть IPX/SPX. Последняя сама может быть разделена на подсети, и так же как IP-сеть, она идентифицирует свои узлы аппаратными и сетевыми IPX-адресами. Но технология TCP/IP игнорирует многоуровневое строение сети IPX/SPX и рассматривает в качестве локальных адресов узлов подсети IPX/SPX адреса сетевого уровня данной технологии (IPX-адреса). Аналогично, если в составную сеть включена сеть Х.25, то локальными адресами узлов этой сети для протокола IP будут соответственно адреса Х.25.

Чтобы технология TCP/IP могла решать свою задачу объединения сетей, ей необходима собственная глобальная система адресации, не зависящая от способов адресации узлов в отдельных сетях. Эта система адресации должна позволять универсальным и однозначным способом идентифицировать любой интерфейс составной сети. Очевидным решением

является уникальная нумерация всех сетей составной сети, а затем нумерация всех узлов в пределах каждой из этих сетей. Пара, состоящая из номера сети и номера узла, отвечает поставленным условиям и может являться сетевым адресом.

В качестве номера узла может выступать либо локальный адрес этого узла (такая схема принята в стеке IPX/SPX), либо некоторое число, никак не связанное с локальной технологией и однозначно идентифицирующее узел в пределах данной подсети. В первом случае сетевой адрес становится зависимым от локальных технологий, что ограничивает его применение. Например, сетевые адреса IPX/SPX рассчитаны на работу в составных сетях, объединяющих сети, в которых используются только МАС-адреса или адреса аналогичного формата. Второй подход более универсален, он характерен для стека TCP/IP1.

В технологии TCP/IP сетевой адрес называют IP-адресом.

Каждый раз, когда пакет направляется адресату через составную сеть, в его заголовке указывается IP-адрес узла назначения. По номеру сети назначения каждый очередной маршрутизатор находит IP-адрес следующего маршрутизатора. Перед тем как отправить пакет в следующую сеть, маршрутизатор должен определить на основании найденного IP-адреса следующего маршрутизатора его локальный адрес. Для этой цели протокол IP, как показано на рисунок 2.1, обращается к протоколу разрешения адресов (ARP).



Рисунок 2.1. Преобразование адресов.

интернет протокол маска адрес

Доменные имена

Для идентификации компьютеров аппаратное и программное обеспечение в сетях TCP/IP полагается на IP-адреса. Например, команда ftp://192.45.66.17 будет устанавливать сеанс связи с нужным ftp-сервером, а команда http://203.23.106.33 откроет начальную страницу на корпоративном веб-сервере. Однако пользователи обычно предпочитают работать с более удобными символьными именами компьютеров.

Символьные идентификаторы сетевых интерфейсов в пределах составной сети строятся по иерархическому принципу. Составляющие полного символьного (или доменного) имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: сначала простое имя хоста, затем имя группы хостов (например, имя организации), потом имя более крупной группы (домена) и так до имени домена самого высокого уровня (например, домена объединяющего организации по географическому принципу: RU -- Россия, UK -- Великобритания, US -- США). Примером доменного имени

может служить имя base2.sales.zil.ru.

Имя	Назначение
.aero	воздушный транспорт
.asia	Азиатско-Тихоокеанский регион
.biz	бизнес
.com	коммерческие и промышленные организации
.edu	образование
.gov	правительство
.info	информация
.int	международные организации
.jobs	компании
.mil	армия США
.mobi	мобильные устройства
.museum	музеи
.name	личности по именам
.net	сети
.org	организации
.post	почта
.republican	республиканский
.rich	богачи
.tel	контактная информация
.travel	индустрия туризма и путешествий
.art	искусство
.ru	Россия
.us	США
.tw	Китай
.kr	Республика Корея

Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакой функциональной зависимости, поэтому единственный способ установления соответствия -- это таблица. В сетях TCP/IP используется специальная система доменных имен (Domain Name System, DNS), которая устанавливает это соответствие на основании создаваемых администраторами сети таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNS-именами.

В общем случае сетевой интерфейс может иметь несколько локальных адресов, сетевых адресов и доменных имен.

Статический IP-адрес и динамический IP-адрес

Статический IP - это IP-адрес, который не меняется с каждым подключением, т.е. закреплен за вами твердо и навсегда.

Динамический IP - это плавающий IP-адрес, который меняется с каждым подключением.

Имея статический IP-адрес, вы сможете предоставить доступ на свой компьютер из любой точки глобальной сети. Любой сервер в сети интернет будет получать информацию именно от уникального адреса и за чужие нарушения доступ с вашего адреса никто не закроет. Также, имея статический публичный адрес, вы можете организовать Web-сервер или FTP-сервер; управлять домашним компьютером с работы и делать многое другое.

Статический IP-адрес необходим в ситуациях, требующих либо доступа к вашему компьютеру извне, либо авторизации по вашему уникальному IP-адресу. Примеры таких ситуаций:

· удалённый доступ к компьютеру;

· удалённый доступ к камерам квартирного видеонаблюдения;

· использование клиент-банков для доступа к банковским платежным системам;

· авторизация на некоторых сервисах (например, файловых хранилищах).

Глава 3. Состав, оценка и области применения сети Интернет

3.1 Классы IP

IP-адрес представляет собой 32-разрядное двоичное число, разделенное на группы по 8 бит, называемых октетами, например:

00010001 11101111 00101111 01011110

Обычно IP-адреса записываются в виде четырех десятичных октетов и разделяются точками. Таким образом, приведенный выше IP-адрес можно записать в следующей форме: 17.239.47.94. Следует заметить, что максимальное значение октета равно 111111112 (двоичная система счисления), что соответствует в десятичной системе 25510. Поэтому IP-адреса, в которых хотя бы один октет превышает это число, являются недействительными. Пример: 172.16.123.1 - действительный адрес, 172.16.123.256 - несуществующий адрес, поскольку 256 выходит за пределы допустимого диапазона.

IP-адрес состоит из двух логических частей - номера подсети (ID1 подсети) и номера узла (ID хоста) в этой подсети. При передаче пакета из одной подсети в другую используется ID подсети. Когда пакет попал в подсеть назначения, ID хоста указывает на конкретный узел в рамках этой подсети.

Чтобы записать ID подсети, в поле номера узла в IP-адресе ставят нули. Чтобы записать ID хоста, в поле номера подсети ставят нули. Например, если в IP-адресе 172.16.123.1 первые два байта отводятся под номер подсети, остальные два байта - под номер узла, то номера записываются следующим образом:

ID подсети: 172.16.0.0.

ID хоста: 0.0.123.1.

По числу разрядов, отводимых для представления номера узла (или номера подсети), можно определить общее количество узлов (или подсетей) по простому правилу: если число разрядов для представления номера узла равно N, то общее количество узлов равно 2N - 2. Два узла вычитаются вследствие того, что адреса со всеми разрядами, равными нулям или единицам, являются особыми и используются в специальных целях.

Например, если под номер узла в некоторой подсети отводится два байта (16 бит), то общее количество узлов в такой подсети равно 216 - 2 = 65534 узла.

Для определения того, какая часть IP-адреса отвечает за ID подсети, а какая за ID хоста, применяются два способа: с помощью классов и с помощью масок. Общее правило: под ID подсети отводятся первые несколько бит IP-адреса, оставшиеся биты обозначают ID хоста.

Существует пять классов IP-адресов: A, B, C, D и E (рисунок 3.1). За принадлежность к тому или иному классу отвечают первые биты IP-адреса. Деление сетей на классы описано в RFC 791 (документ описания протокола IP).

Целью такого деления являлось создание малого числа больших сетей (класса А), умеренного числа средних сетей (класс В) и большого числа малых сетей (класс С) (рис. 1. Классы IP-адресов).

Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. Сетей класса А немного, зато количество узлов в них может достигать 224 - 2, то есть 16 777 214 узлов.

Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов 216 - 2, что составляет 65 534 узлов.

Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла - 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число узлов в них ограничено 28 - 2, то есть 254 узлами.

Адрес, начинающийся с 1110, обозначает особый, групповой адрес (multicast). Пакет с таким адресом направляется всем узлам, которым присвоен данный адрес.

Адреса класса Е в настоящее время не используются (зарезервированы для будущих применений).

Применение классов удовлетворительно решало задачу деления на подсети в начале развития Интернета. В 90-е годы с увеличением числа подсетей стал ощущаться дефицит IP-адресов. Это связано с неэффективностью распределения при классовой схеме адресации.

Например, если организации требуется тысяча IP-адресов, ей выделяется сеть класса В, при этом 64534 адреса не будут использоваться.

Существует два основных способа решения этой проблемы:

1. более эффективная схема деления на подсети с использованием

масок (RFC 950);

2. применение протокола IP версии 6 (IPv6).

Особые IP-адреса

Некоторые IP-адреса являются особыми, они не должны применяться для идентификации обычных сетей.

Если первый октет ID сети начинается со 127, такой адрес считается адресом машины-источника пакета. В этом случае пакет не выходит в сеть, а возвращается на компьютер-отправитель. Такие адреса называются loopback («петля», «замыкание на себя») и используются для проверки функционирования стека TCP/IP.

Если все биты IP-адреса равны нулю, адрес обозначает узел- отправитель и используется в некоторых сообщениях ICMP.

Если все биты ID сети равны 1, адрес называется ограниченным широковещательным (limited broadcast), пакеты, направленные по такому адресу рассылаются всем узлам той подсети, в которой находится отправитель пакета.

Если все биты ID хоста равны 1, адрес называется широковещательным (broadcast), пакеты, имеющие широковещательный адрес, доставляются всем узлам подсети назначения.

Если все биты ID хоста равны 0, адрес считается идентификатором подсети (subnet ID).

Наличие особых IP-адресов объясняет, почему из диапазона доступных адресов исключаются два адреса - это случаи, когда все биты ID хоста равны 1 или 0.

3.2 Маска IP-адресов

Маска - это число, которое используется в паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как номер сети. Поскольку номер сети является цельной частью адреса, единицы в маске также должны представлять непрерывную последовательность.

Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения:

Класс А - 11111111. 00000000. 00000000. 00000000 (255.0.0.0);

Класс В - 11111111. 11111111. 00000000. 00000000 (255.255.0.0);

Класс С - 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0).

Снабжая каждый IP-адрес маской, можно отказаться от понятий классов адресов и сделать более гибкой систему адресации. Например, если рассмотренный адрес 185.23.44.206 ассоциировать с маской 255.255.0.0, то номером сети будет 185.23.44.0, а не 185.23.0.0, как это определено системой классов.

В масках количество единиц в последовательности, определяющей границу номера сети, не обязательно должно быть кратным 8, чтобы повторять деление адреса на байты. Если же использовать для определения границы номера сети маску, то 17 последовательных единиц в маске, «наложенные» на IP-адрес, определяют в качестве номера сети в двоичном выражении число.



Заключение

Изучая способы адресации в сети Internet, я сделала вывод, что в стеке TCP/IP применяются три типа адресов: локальные, IP-адреса и символьные доменные адреса. Все вышеперечисленные типы адресов присваиваются узлам составной сети независимо друг от друга.

Стек протоколов TCP/IP предназначен для соединения отдельных подсетей, построенных по разным технологиям канального и физического уровней (Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, X.25 и т. д.) в единую составную сеть. Каждая из технологий нижнего уровня предполагает свою схему адресации. Поэтому на межсетевом уровне требуется единый способ адресации, позволяющий уникально идентифицировать каждый узел, входящий в составную сеть. Таким способом в TCP/IP-сетях является IP-адресация.

Хороший пример, иллюстрирующий составную сеть, - международная почтовая система адресации. Информация сетевого уровня - это индекс страны, добавленный к адресу письма, написанному на одном из тысяч языков земного шара, например на китайском. И даже если это письмо должно пройти через множество стран, почтовые работники которых не знают китайского, понятный им индекс страны-адресата подскажет, через какие промежуточные страны лучше передать письмо, чтобы оно кратчайшим путем попало в Китай. А уже там работники местных почтовых отделений смогут прочитать точный адрес, указывающий город, улицу, дом и человека, и доставить письмо адресату, так как адрес написан на языке и в форме, принятой в данной стране.

Уже довольно давно возникла проблема дефицита IP-адресов. Решение данной проблемы с помощью масок является временным. Принципиально другой подход заключается в существенном расширении адресного пространства и реализуется в протоколе IPv6.



Список литературы

1. Бройдо, В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник для вузов / О. П. Ильина. 4-е изд. - СПб.: Питер, 2011.

2. Вишневский, А. Сетевые средства Windows 2013: А. Вишневский. - СПб.: Питер, 2000.

3. Галкин, В. А. Телекоммуникации и сети: учебное пособие для студентов вузов по специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления» направления подготовки дипломированных специалистов «Информатика и вычислительная техника» / Под ред. В. А. Галкина, Ю. А. Григорьева. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.

4. Гук, М. Аппаратные средства локальных сетей: М. Гук. - СПб.: Питер, 2000.

5. Олифер, В. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Н. Олифер. СПб.: Питер, 2012.

6. Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. М: Финансы и статистика, Инфра-М, 2008 г.

7. Таненбаум, Э. Компьютерные сети: Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2013.

8. Шиндер, Д. Л. Основы компьютерных сетей: Пер. с англ. / Д. Л. Шиндер - М.: Вильямс, 2015.

9. http://iptcp.net/lokalnye-adresa.html

10. http://iptcp.net/setevye-ip-adresa.html

11. http://iptcp.net/domennye-imena.html

12. Материалы сайта «Сервер информационных технологий» WEB: www.citforum.ru

13. Материалы сайта «Wikipedia - открытая энциклопедия».

Размещено на Allbest.ru

...