Адресация в компьютерных сетях

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней: физический (MAC-адрес), сетевой (IP-адрес) и символьный (DNS-имя).

Локальный адрес для узлов, входящих в локальные сети - это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, например 11-А0-17-3D-BC-01. МАС-адрес имеет 6 байтов: старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются самим производителем.

Первые цифры МАС-адреса могут быть: 00 – уникальный; 01 – групповой(чат, телевидение); 02 – назначенный вручную – если администратор меняет адрес, то первый байт устанавливается в 02. Фактически любой системный администратор может поменять MAC-адрес устройства. Для узлов, входящих в глобальные сети, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.

IP-адрес используется на сетевом уровне и назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение. Каждый узел в сети имеет уникальный IP-адрес. До настоящего времени IP-адреса принято записывать в виде последовательности разделенных точками четырех (IPv4) чисел, представляющих значения отдельных байтов. Запись вида 190.80.100.10 носит название IP-адрес.

Левый байт (октет) содержит номер 1..255 и указывает класс локальной интрасети, в которой находится искомый компьютер

Таблица. Соответствие классов сетей значению первого байта IP-адреса

Класс сети	Диапазон значений первого октета	Возможное количество подсетей	Возможное количество узлов
А В С D Е	1-126 128-191 192-223 224-239 240-247	--- ---	2-28 2-27

Адреса класса А используются в крупных сетях общего пользования, поскольку позволяют создавать системы с большим количеством узлов. Адреса класса В применяют в корпоративных сетях средних размеров, адреса класса С — в локальных сетях небольших организаций. IP-адрес с нулевым идентификатором узла используется для обозначения сети в целом; IP-адрес с идентификатор узла в виде единичных битов является широковещательным (broadcast) адресом.

Значение 127 первого октета зарезервировано для служебных целей, поскольку IP-пакеты, направленные на такой адрес, не передаются в сеть, а ретранслируются обратно на этот же компьютер как только что принятые (кольцевой хост 127.0.0.1).

При разработке протокола IP не предусматривалось столь широкое его распространение, и постепенно адресов стало не хватать. Для решения этой проблемы был разработан протокол IPv6. IPv6-адрес записывается в шестнадцатеричной двоеточиями подразделения адрес на восемь блоков по 16 бит каждый, например, 2001:0 da8: 65b4: 05d3: 1315:7 C1F: 0461:7847. Основным преимуществом IPv6, помимо наличия огромного количества IP-адресов, является возможность включать автоматическую настройку IP-адреса устройства, используя его MAC-адрес. Другие преимущества включают нумерации IPv6 для упрощения переключения всей корпоративной сети между провайдерами, быстрый маршрут, точка-точка шифрование в соответствии с IPSec и др. IPv6 адрес, заключен в квадратные скобки и может быть записан следующим образом:

http:// [2001:0 da8: 65b4: 05d3: 1315:7 C1F: 0461:7847]: 8081 /

Символьный идентификатор (DNS-имя) назначается администратором сети и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Идентификатор не может содержать более 4 слов, причем длина каждого из слов не более 64 символов, а вся запись – не более 255 символов. К примеру в mmf.bsu.by mmf – имя узла («поддомен»), остальные являются «доменами» вышестоящего уровня.

Служба DNS выполняет две основных функции: организацию пространства имен; обеспечение механизма разрешения, т.е. сопоставление «буквенного» адреса цифровому IP-адресу компьютера в сети. Пространство доменных имен имеет иерархическую структуру.

Корневой домен располагается на самом верху иерархии и обозначается точкой. Домены верхнего уровня создаются по определенному признаку. В них объединяются компьютеры сети по географическому признаку или роду деятельности. Например:

by, ru, uk и т.д. - определяют географическое положение (Беларусь, Россия, Украина).

Ряд доменов, расположенных в США, считаются международными (com, edu, gov, org,

net).

Домены второго уровня обычно относятся к названиям компаний и регистрируются владельцами доменов верхнего уровня. Домены третьего уровня обычно относятся к подразделениям внутри компаний.

При формировании имени домена к нему добавляется имя родительского домена. Например, домен второго уровня microsoft.com, домен третьего уровня eng.microsoft.com. Имена узлов. Каждый компьютер, по другому узел или хост, в сети Internet однозначно определяется своим полным доменным именем.

Алгоритм работы службы DNS достаточно прост. При установке операционной системы протокол TCP/IP настраивается на сервер имен того домена, в который входит данный компьютер. Когда программе-клиенту требуется по доменному имени выяснить IP-адрес, она через протокол TCP/IP связывается с сервером имен, передавая ему свой запрос.

Сервер имен ищет домен входит в базе данных, преобразует имя в IP-адрес и возвращает результат клиенту. Если запрашиваемое доменное имя не входит в его базу, то он переадресует запрос вышестоящему серверу имен.

Система адресации в сети интернет и в локальных сетях.

URL (Uniform Resource Locator, унифицированный определитель ресурсов) - это адрес некоторой информации в Интернет. Он имеет следующий формат:

тип ресурса://адрес узла/прочая информация

Наиболее распространенными считаются следующие типы ресурсов:

ftp://gopher://http://mailto://news:// telnet://

Ресурсная часть URL всегда заканчивается двоеточием и двумя или тремя наклонными чертами. Далее следует конкретный адрес узла, который Вы хотите посетить. За ним в качестве ограничителя моет стоять наклонная черта. В принципе, этого вполне достаточно. Но если Вы хотите просмотреть конкретный документ на данном узле и знаете точно его место расположения, то можете включить его адрес в URL. Ниже приведены несколько URL и расшифровка их значений:

http://www.klyaksa.net/index.php главная страница портала Клякс@.net

ftp://ftp.microsoft.com/dirmap.txt файл dirmap.txt на ftp - сервере компании Microsoft

Итак, в Интернет возможны следующие виды адресов: IP(12.105.58.9), DNS (компьютер.сеть.домен), E - mail (пользователь@email-сервер), URL (тип ресурса://DNS – адрес)

Порты (Port)

Кроме адреса хоста при передаче пакета данных указывается порт. Например, адрес БГУ “Проспект Независимости 4”. Но в БГУ много кабинетов и аудиторий, без указания номера которых ничего нельзя найти. Порт имеет длину 2 байта, записывается через ":". Например BSU.by:80. Существует 3 типа портов (порты описаны в RFC 1700):

а) Assigned port – назначенный порт. Номера 0 – 1023

б) Registered port – зарегестрированный порт 1024 – 49151

в) Dynamic port – динамический порт 1024 – 65535

Как можно видеть, возникает конфликт между диапазонами пункта б) и в). Если порт описан в RFC 1700 он явлется зарегистрированным. Динамический порт – любой, не описанный в RFC.