Адресация в Интернет

Задача компьютерной сети состоит в доставке битов информации из компьютера А в компьютер В. Передать информацию по сети можно двумя способами:

· с помощью сети с коммутацией пакетов (обычная почта),

· с помощью сети с коммутацией каналов (телефонная сеть).

Компьютерные сети предоставляют удобства живого диалога (телефон), но при этом используют «почтовые» методы доставки информации с очень высокоскоростными средствами не только доставки, но и сортировки пакетов.

Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернет существует единая система адресации, основанная на использовании IP-адреса. Каждый компьютер, входящий в Интернет, имеет уникальный адрес – двоичное число длиной 32 бита. Общее количество различных IР-адресов составляет более 4 миллиардов:

К=2³²=4 294 967 296

Система IP-адресации учитывает структуру Интернет, т.е. то, что Интернет является сетью сетей, а не объединением отдельных компьютеров. IP-адрес состоит из двух частей, одна из которых является адресом сети, а другая адресом компьютера в данной сети. Для обеспечения максимальной гибкости в процессе распределения IP-адресов, в зависимости от количества компьютеров в сети, адреса разделяются на три класса А, В, С. Первые биты адреса отводятся для идентификации класса, а остальные разделяются на адрес сети и адрес компьютера. Адрес сети класса А имеет только 7 бит для адреса сети и 24 бита для адреса ПК, т.е. может существовать лишь 2⁷ = 128 сетей этого класса, зато в каждой сети может содержаться 2²⁴ = 16 777 216 компьютеров.

Таблица IP-адресации в сетях различных классов

Класс А	Адрес сети (7 бит)	Адрес компьютера (24 бит)
Класс В		Адрес сети (14 бит)	Адрес компьютера (16 бит)
Класс С			Адрес сети (21 бит)	Адрес компьютера (8 бит)

IP-адрес принято записывать в виде последовательности из 4 обычных десятичных чисел, разделенных точками и каждое из которых лежит в диапазоне от 0 до 255. Например:

ü IP-адрес сервера МТУ-ИНФОРМ 195.34.32.11 – 11000011.00100010.00100000.00001011

ü IP-адрес сервера КТЭК 192.168.0.254

Достаточно просто определить по первому числу IP-адреса компьютера, его принадлежность к сети того или иного класса:

адреса класса А - число от 0 до 127 (00000000 - 01111111);

адреса класса В - число от 128 до 191 (10000000 - 10111111);

адреса класса С - число от 192 до 223 (11000000 - 11011111).

Так, сервер компании МТУ-ИНФОРМ относится к сети класса С, адрес которой 195.34.32, а адрес компьютера в сети 11.

ПК могут найти друг друга по числовому IP-адресу, однако запомнить числовой адрес нелегко, и для удобства была введена Доменная Система Имен (DNS — Domain Name System).

Доменная система имен ставит в соответствие числовому IP-адресу каждого ПК уникальное доменное имя. Так, например, сервер компании МТУ-ИНФОРМ имеет имя dialup.mtu.ru.

Доменные адреса присваиваются в Центре сетевой информации Интернет (InterNIC) и читаются справа налево. Крайняя правая группа букв обозначает домен верхнего уровня (в данном случае ru). Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране соответствует двухбуквенный код) и административные (трехбуквенные). Обозначение административного домена позволяет определить профиль организации, владельца сервера Интернет. Доменные имена второго уровня географического типа распределяют национальные центры.

Некоторые имена доменов верхнего уровня

Административные	Тип организации	Географические	Страна
com	Коммерческая	са	Канада
Edu	Образовательная	De	Германия
Gov	Правительственная США	Jp	Япония
Int	Международная	ru	Россия
Mil	Военная США	Su	бывший СССР
net	Компьютерная сеть	uk	Англия /Ирландия
Org	Некоммерческая	us	США

С января 2012 года начался прием заявок на регистрацию новых доменов верхнего уровня[8] (сайт организации ICAN, занимающейся регулированием функционирования интернета). В доменах верхнего уровня теперь можно использовать слова на различных языках и с неограниченным количеством букв, например, «canon», «культура», «Москва», «Дети», «Сколково».

Каждый вновь входящий в сеть ПК получает свой собственный IP-адрес – двоичное число длиной в 4 байта и символическое имя (логин), назначенное в соответствии с DNS – доменной системой имен. Вход в сеть осуществляется по паролю. Имя компьютера и пароль хранятся на сервере. Провайдеры часто предоставляют пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с динамическим IP-адресом, который может меняться при каждом подключении к сети. После соединения с Интернет, для определения текущего IP-адреса необходимо в окне МS-DOS ввести команду winipcfg. В результате появится диалоговая панель «Конфигурация IP».

27. Протокол передачи данных ТСР/IР

«Интернет – это всемирная кооперативно управляемая совокупность компьютерных сетей, обменивающихся информацией с помощью протоколов TCP/IP.»

Джон Десембер.

Сеть Интернет, являющаяся сетью сетей и объединяющая громадное количество различных локальных, региональных и корпоративных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию единого протокола передачи данных ТСР/IP:

ü Transmission Control Protocol (ТСР) — транспортный протокол;

ü Internet Protocol (IP) — протокол маршрутизации.

Протокол ТСР/IР обеспечивает передачу информации между ПК сети. Все серверы Интернет используют единый пакетный протокол TCP/IP. Для того чтобы письмо дошло по назначению, на конверте указывается адрес получателя (кому письмо) и адрес отправителя (от кого письмо). Так же передаваемая по сети информация «упаковывается в конверт», на котором «пишутся» IP-адреса ПК получателя и отправителя, например, «Кому: 198.78.213.165», «От кого: 193.124.5.33». Содержимое конверта называется IP-пакетом и представляет собой набор байтов. В процессе пересылки обыкновенных писем они сначала доставляются на ближайшее почтовое отделение к отправителю, а затем передаются по цепочке почтовых отделений на ближайшее почтовое отделение к получателю. На промежуточных почтовых отделениях письма сортируются, т.е. определяется, на какое следующее почтовое отделение необходимо отправить то или иное письмо.

IP-пакеты на пути к компьютеру-получателю также проходят через многочисленные промежуточные серверы Интернет, на которых производится операция маршрутизации. В результате маршрутизации IP-пакеты направляются от одного сервера Интернет к другому, постепенно приближаясь к компьютеру-получателю. Чтобы действовать слаженно и быстро, компьютерам, занимающимся посылкой, приемом и маршрутизацией пакетов, необходимо следовать единым строгим правилам. Свод этих правил для Интернет и представляет собой Internet Protocol (IР).

Теперь представим себе, что нам необходимо переслать по почте многостраничную рукопись, а почта бандероли и посылки не принимает. Идея проста: если рукопись не помещается в обычный почтовый конверт, ее надо разобрать на листы и переслать их в нескольких конвертах. При этом листы рукописи необходимо обязательно пронумеровать, чтобы получатель знал, в какой последовательности потом эти листы соединить.

В Интернет часто случается аналогичная ситуация, когда компьютеры обмениваются многомегабайтными файлами. Если послать такой файл целиком, то он может надолго «закупорить» канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений. В таких случаях на компьютере-отправителе необходимо разбить большой файл на мелкие части, пронумеровать их и транспортировать в отдельных IP-пакетах до компьютера-получателя. На компьютере-получателе необходимо собрать из отдельных частей исходный файл. Все эти действия производятся на основании ТСР, т.е. транспортного протокола.

Для IP-протокола, ответственного за маршрутизацию, эти пакеты совершенно никак не связаны между собой. Поэтому последний IP-пакет вполне может по пути обогнать первый IP-пакет. Может сложиться так, что даже маршруты доставки этих пакетов окажутся совершенно разными. Однако протокол ТСР дождется первого IP-пакета и соберет исходный файл в правильной последовательности.

Протокол TCP – протокол управления передачей сообщений, который делит на фрагменты слишком большие сообщения. Каждому фрагменту присваивается свой заголовок, объясняющий частью чего и какой частью по счету данный фрагмент является. При отправке по линии перемещаются пакеты, содержащие фрагменты различных файлов. Протокол TCP на ПК-адресате собирает из отдельных фрагментов файл в его первоначальном виде, а так же проверяет и корректирует ошибки пересылки.

В основе работы Интернет лежит связка TCP/IP. IP отвечает за доставку отдельных пакетов, а TCP следит за тем, чтобы отправляемый материал был правильно упакован по этим конвертам, а потом восстановлен в исходном виде. Благодаря TCP сеть с пакетной коммуникацией выглядитдля пользователя почти как сеть с коммутацией каналов.Работа протоколов реализуется с помощью программ, которые служат посредниками между средствами связи с сетью (драйвер сетевой карты или порта, к которому присоединен модем) и ППО (прикладное программное обеспечение), с которым взаимодействует пользователь.

TCP – не единственный протокол. Например: протокол UDP (User Datagram Protocol) – протокол датаграмм пользователя. Он лишен надежности TCP, в нем нет средств проверки ошибок и перезапроса потерянных пакетов. Но с его помощью можно организовать постоянный поток данных с минимальными задержками (передача речи).