Статические и динамические IP-адреса

IP-адрес называют статическим, если он назначается пользователем в настройках сетевого устройства. Всегда является постоянным, пока не произведено его изменение.

IP-адрес называют динамическим, если он назначается автоматически при подключении сетевого устройства к сети (например по протоколу DHCP). Динамически полученный адрес может быть как постоянным (в случае, когда например по протоколу DHCP из раза в раз выдается один и тот же IP-адрес и он не изменяется по истечении lease-time), так и непостоянным (в случае, когда например сервер DHCP использует пул IP-адресов без привязки IP-MAC, и каждый раз полученный IP-адрес разный и может измениться по истечении lease-time).

Классификация IP-адресов по диапазонам

В зависимости от диапазона IP-адреса можно разделить на несколько групп:

1. Частный IP-адрес (англ. private IP address), также называемый внутренним, внутрисетевым, локальным или «серым» — IP-адрес, принадлежащий к специальному диапазону, не используемому в сети Интернет. Такие адреса предназначены для применения в локальных сетях, распределение таких адресов никем не контролируется.

В связи с дефицитом свободных IP-адресов, провайдеры всё чаще раздают своим абонентам именно внутрисетевые адреса, а не внешние. Для петлевых интерфейсов зарезервирован диапазон 127.0.0.0 — 127.255.255.255.

К частным относятся IP-адреса из следующих сетей:

· 10.0.0.0/8

· 172.16.0.0/12

· 192.168.0.0/16

2. Multicast IP-адрес. Технология IP Multicast использует адреса с 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Поддерживается статическая и динамическая адресация. Примером статических адресов являются 224.0.0.1 — адрес группы, включающей в себя все узлы локальной сети, 224.0.0.2 — все маршрутизаторы локальной сети. Диапазон адресов с 224.0.0.0 по 224.0.0.255 зарезервирован для протоколов маршрутизации и других низкоуровневых протоколов поддержки групповой адресации. Остальные адреса динамически используются приложениями.

3. "Реальный" IP-адрес. Адреса этой группы пригодны для прямой (сквозной) маршрутизации в сеть Интернет. Вопросами выдачи и маршрутизации таких адресов занимаются Региональные интернет-регистраторы.

IP-адреса, доменные имена и сайты

Одно доменное имя может преобразовываться поочерёдно в несколько IP‐адресов (для распределения нагрузки).

Одновременно, один IP‐адрес может использоваться для тысяч доменных имён с разными сайтами (тогда при доступе они различаются по доменному имени), что вызывает проблемы при идентификации сайтов по IP‐адресу в целях цензуры.

Также, сервер с одним доменным именем может содержать несколько разных сайтов, а части одного сайта могут быть доступны по разным доменным именам.

Маска подсети

В терминологии сетей TCP/IP маской подсети или маской сети называется битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети.

Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской подсети 255.255.255.0 находится в сети 12.34.56.0/24 с длиной префикса 24 бита.

Другой вариант определения — это определение подсети IP-адресов. Например, с помощью маски подсети можно сказать, что один диапазон IP-адресов будет в одной подсети, а другой диапазон соответственно в другой подсети.

Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску подсети, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции (логическое И). Например, в случае более сложной маски (битовые операции в IPv6 выглядят одинаково):

IP-адрес: 11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2)

Маска подсети: 11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0)

Адрес сети: 11000000 10101000 00000001 00000000 (192.168.1.0)

Разбиение одной большой сети на несколько маленьких подсетей позволяет упростить маршрутизацию. Например, пусть таблица маршрутизации некоторого маршрутизатора содержит следующую запись:

Сеть назначения Маска Адрес шлюза

192.168.1.0 255.255.255.0 10.20.30.1

Пусть теперь маршрутизатор получает пакет данных с адресом назначения 192.168.1.2. Обрабатывая построчно таблицу маршрутизации, он обнаруживает, что при наложении маски 255.255.255.0 на адрес 192.168.1.2 получается адрес сети 192.168.1.0. В таблице маршрутизации этой сети соответствует шлюз 10.20.30.1, которому и отправляется пакет.

DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

DNS была разработана Полом Мокапетрисом в 1983 году.

Основой DNS является представление об иерархической структуре доменного имени и зонах. Каждый сервер, отвечающий за имя, может делегировать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения — другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на серверы различных организаций (людей), отвечающих только за «свою» часть доменного имени.

Ключевые характеристики DNS

DNS важна для работы Интернета, так как для соединения с узлом необходима информация о его IP-адресе, а для людей проще запоминать буквенные адреса, чем последовательность цифр IP-адреса. В некоторых случаях это позволяет использовать виртуальные серверы. Первоначально преобразование между доменными и IP-адресами производилось с использованием специального текстового файла hosts, который составлялся централизованно и автоматически рассылался на каждую из машин в своей локальной сети. С ростом Сети возникла необходимость в эффективном, автоматизированном механизме, которым и стала DNS.

Терминология и принципы работы

Ключевыми понятиями DNS являются:

A. Домен (англ. domain — область) — узел в дереве имён, вместе со всеми подчинёнными ему узлами (если таковые имеются), то есть именованная ветвь или поддерево в дереве имен. Структура доменного имени отражает порядок следования узлов в иерархии; доменное имя читается слева направо от младших доменов к доменам высшего уровня (в порядке повышения значимости), корневым доменом всей системы является точка ('.'), ниже идут домены первого уровня (географические или тематические), затем — домены второго уровня, третьего.

B. Зона — часть дерева доменных имен (включая ресурсные записи), размещаемая как единое целое на некотором сервере доменных имен, а чаще — одновременно на нескольких серверах.

C. DNS-сервер — специализированное ПО для обслуживания DNS, а также компьютер, на котором это ПО выполняется. DNS-сервер может быть ответственным за некоторые зоны и/или может перенаправлять запросы вышестоящим серверам.

D. DNS-клиент — специализированная библиотека (или программа) для работы с DNS. В ряде случаев DNS-сервер выступает в роли DNS-клиента.

E. DNS-запрос (англ. DNS query) — запрос от клиента (или сервера) серверу. Запрос может быть рекурсивным или нерекурсивным.

Система DNS содержит иерархию DNS-серверов, соответствующую иерархии зон. Каждая зона поддерживается как минимум одним авторитетным сервером DNS (от англ. authoritative — авторитетный), на котором расположена информация о домене.

Имя и IP-адрес не тождественны — один IP-адрес может иметь множество имён, что позволяет поддерживать на одном компьютере множество веб-сайтов. Обратное тоже справедливо — одному имени может быть сопоставлено множество IP-адресов: это позволяет создавать балансировку нагрузки.

Сетевая тополо́гия (от греч. τόπος, - место) — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.

Сетевая топология может быть

ü физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

ü логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

ü информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.

ü управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

Существует множество способов соединения сетевых устройств.

Выделяют 3 базовых топологии:

1. Шина

2. Кольцо

3. Звезда

И дополнительные (производные) топологии:

1. Двойное кольцо

2. Решётка

3. Снежинка

4. Дерево

5. Fat Tree