ТЕМА 5 АДРЕСАЦИЯ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ
Обобщенная задача адресации
Под адресацией (фр. addresser ‒ направлять) понимают обеспечение возможности доставки получателю физических объектов, информационных сообщений и пр. путем присвоения идентификатора (адреса) месту доставки. В почтовой связи адрес идентифицирует географическое положение получателя почтового отправления. Условие, обеспечения доставки ‒ адреса для двусторонней связи должны иметь как получатель, так и отправитель.
По времени действия адреса делятся на бессрочные и временные, а по способу присвоения ‒ статические, которые присваиваются на постоянной основе и динамические, которые используются для однократной адресации, например, в системах телекоммуникаций для организации сеанса связи.
Примером статической адресации может служить присвоение адреса (имени) виртуальному почтовому ящику абонента сети Internet. С целью использования сервиса «Электронная почта», необходимо знать запись, уникально идентифицирующую виртуальный почтовый ящик, в который по этому адресу следует доставлять сообщения электронной почты его владельцу.
В информатике в качестве адреса используется символ или группа символов, которые идентифицируют регистр, отдельные области запоминающих устройств и другие места, в которые следует направлять данные. С целью обмена данными между устройствами и программными модулями микропроцессорных систем организуются физические и логические интерфейсы для пересылки данных, передачи команд управления и др. При множественном взаимодействии устройств и программных модулей их интерфейсы также адресуются.
В телекоммуникационных сетях используются присвоенные каждой единице оборудования производителями уникальные идентификаторы физических устройств в виде 12-и разрядных двоично-десятичных чисел.
В локальных компьютерных сетях, не имеющих сложной иерархии и выстроенных по одной технологии, все узлы доступны друг другу на канальном уровне взаимодействия MAC (Media Access Control). Для их идентификации достаточно использовать уникальные идентификаторы физических устройств, которые выступают в роли MAC-адресов.
В сетях, входящих в глобальную сеть Internet, возникает проблема идентификации неопределённого и постоянно растущего числа участников сетевого взаимодействия. При этом используются два вида адресов:
1 MAC-адрес, состоящий из двух частей, из которых первая часть определяет производителя оборудования, а вторая ‒ уникальный (неповторяющийся более) номер, который выбирается из пула разрешенных номеров и присваивается производителем своему оборудованию. Тем самым обеспечивается глобальная уникальность МАС-адреса любого устройства в любой сети, входящей в составную или глобальную сеть.
2 IP-адрес, который состоит из двух частей, первая ‒ это адрес подсети, вторая ‒ адрес устройства в пределах подсети.
В компьютерной сети может использоваться и сетевой адрес в качестве уникального числового идентификатора работающего в ней устройства. Например, в составных (кампусных) сетях, из которых невозможен выход в сеть Interne,t также используются IP-адреса, уникальность которых обеспечивается силами сетевых администраторов. Эти адреса присваиваются в соответствии с IP-протоколом, регламентирующим взаимодействие узлов на сетевом уровне. Они, в принципе, могут совпадать с уникальными адресами общего пользования в сети Internet.
При продвижении данных в телекоммуникационных сетях по сложному маршруту, проходящему к получателю через ряд промежуточных узлов, в качестве промежуточных адресов используются идентификаторы этих узлов, в частности, IP-адреса портов маршрутизаторов.
Альтернативой численным адресам являются идентификаторы устройств в форме символьных имён, которые лучше, чем двоичные числа запоминаются пользователями сетей, поскольку в них вкладывается некий смысл. Например, в пределах локальной сети символьное имя ‒ comp х, может быть присвоено компьютеру с номером «х».
В глобальной сети доменное имя, например, kafstk.bsuir.unibel.by, позволяет автоматически получить числовой IP-адрес на время сеанса связи. Для этого специальные сетевые протоколы (DNS, WINS и др.) обеспечивают автоматическое определение соответствия между символьными именами и адресами в двоичной форме представления.
В сетях, использующих IP-адресацию, существуют такие понятия, как общий для всех ‒ широковещательный сетевой адрес(broadcasting address), и индивидуальный сетевой адрес. Например, узел в сети, идентифицируется индивидуальным адресом в виде числа в десятичной форме с точкой 150. 68.0.7/24. Он содержит IP-адрес сети, который имеет значение 150.68.0, и номер узла ‒ 7. Число в записи «/24» указывает на количество позиций в двоичном коде IP-адреса узла сети, отведенных для идентификации этой сети, начиная со старшего разряда. Широковещательный адрес для этой сети имеет вид 150. 68.0.255/24, в котором последний байт состоит из единиц во всех разрядах. На практике, это значит, что пакет с таким адресом будет доставлен всем доступным узлам этой сети.
Выделяемый диапазон индивидуальных (глобальных) IP-адресов класса С для узлов (хостов) в рассматриваемой сети, которыми оперирует сервер присвоения IP-адресов, будет иметь значения от 150.68.0.1. до 192.150.0.254. Два числа из возможных 256-и (8 двоичных разрядов последнего байта) – число со всеми нулями и число со всеми единицами, по протоколу присвоения IP-адресов хостам (узлам пользователя), недопустимы. Этот протокол получил название DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol ‒ протокол динамического конфигурирования хостов).
Итак, по версии IPv4 протокола маршрутизирования пакетов (продвижения их по определенному пути), адрес узла сети содержится в 32 битах. Например, запись адреса узла 150.68.0.7/24 означает, что маска сети будет определяться числом 255.255.255.0. и первые 24 бита являются идентификатором (адресом) самой сети, а остальные 8 бит выделяются под адрес конкретного узла, например, номера компьютера в данной сети. Таким образом, в сетевом адресе компьютера №7 ‒ 150.68.0.7, адресная часть сети ‒ это число «150.68.0», а идентификатор самого компьютера в этой сети, т.е. его порядковый номер ‒ «7».
