Типа адресов стека tcp/ip. Символьные доменные имена.

Символьные имена в IP-сетях называют доменными и строят их по иерархическому принципу. Соответствие между доменными именами и IP-адресами может устанавливаться как средствами локального хоста, так и средствами централизованной службы. На каждом хосте можно вручную создать записи текстового файла, адрес которого известен в файле HOSTS. Пример строки из файла HOSTS:

«127.0.0.1  localhost»

По мере роста сетей количество записей в каждом из файлов HOSTS также росло, и появилась необходимость в специальной службе – системе доменных имен. DNS – централизованная служба, основанная на распределенной базе отображений «доменное имя – IP-адрес. Для реализации системы DNS был создан сетевой протокол DNS (Domain Name System). Кроме того в сети создавались специальные выделенные информационно поисковые серверы – DNS-серверы.

Пусть, например, хост имеет IP-адрес – «199.100.10.3». Пусть этому серверу присвоено доменное имя – «www.ovender.com». Также как и цифровой IP-адрес, имя хоста разделяется точками для удобства построения иерархии в домене на основе имен. По правилам построения имени иерархия всегда задается справа налево. В адресе «www.ovender.com» домен верхнего уровня имеет название «com», домен «ovender» – это средний уровень и он является частью домена «com», домен «www» – одно из имен компьютеров в домене «ovender».

Все страны мира имеют двусимвольное имя, обозначающее домен верхнего уровня этой страны, например RU – Россия, SU – США. Служба DNS используют текстовые файлы почти такого же формата, как у файла HOSTS и эти файлы администратор также подготавливает вручную. Однако служба DNS опирается на иерархию доменов и каждый сервер службы DNS хранит только часть имен сети, а не все имена, как это происходит при использовании файлов HOSTS.

Классы IP-адресов.

IP-адрес состоит из двух логических частей: IP-адреса подсети и IP-адреса узла (хоста) в этой IP-подсети. Какая часть IP-адреса относится к IP-адресу подсети, а какая к IP-адресу узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес. Сама принадлежность IP-адреса к классу определяется двоичными значениями первых бит первого байта при двоичном представлении IP-адреса. В настоящее время известны пять классов IP-адресов:

IP-подсети класса «A» в десятичном представлении имеют диапазон адресов от 1 до 126, это объясняется тем, что в соответствии с рисунком IP-адрес класса «А» имеет для адресации IP-подсети только первый байт четырехбайтового слова. При этом первый бит этого байта всегда имеет значение 0. Поскольку в двоичном представлении первого байта IP-адреса подсети не может быть восемь нулей, минимальный адрес IP-подсети в двоичном представлении 00000001, а максимальный адрес 01111111. Во всем мире IP-подсетей класса «А» всего 126. Это объясняется тем, что с одной стороны не может быть IP-подсети с номером 0, а с другой стороны IP-подсеть со значением 127 используется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одного хоста. Например, если из режима командной строки запустить утилиту PING с IP-адресом назначения «127.0.0.1», то образуется как бы «петля». Данные не передаются по сети, а возвращаются модулем верхнего уровня, как только что принятые, поэтому в IP-сетях запрещается присваивать хостам IP-адреса класса «А», начинающиеся с цифры 127. При вычислении количества узлов для каждого класса IP-адреса следует исходить из того, что номер узла в двоичном представлении не может состоять из одних нулей или только одних единиц.

Классы «D» и «E» IP-адресов не связаны непосредственно с сетями. Если IP-адрес при его двоичном представлении в первом байте начинается с последовательности 1110, то он является IP-адресом класса D и обозначает особый групповой адрес (multicast). Групповой адрес идентифицирует группу узлов (сетевых интерфейсов, каждый из которых в составной сети идентифицируется одним IP-адресом либо класса «A», либо класса «B», либо класса «C»), которые в общем случае могут принадлежать различным IP-подсетям. Интерфейс, входящий в группу, получает наряду с обычным индивидуальным IP-адресом любого из классов «A», «B» или «C», еще один групповой адрес (класс «D»). Если при отправке пакета в его заголовке в качестве адреса назначения указан IP-адрес класса «D», то такой пакет должен быть доставлен всем узлам, входящим в группу. Один и тот же узел может входить в несколько групп. Отметим, что члены какой-либо группы multicast могут распределяться по различным IP-подсетям составной сети, расстояние между которыми измеряется произвольным количеством хопов. Групповой адрес не делится на поля: IP-адреса подсети и IP-адреса узла (хоста) в этой IP-подсети. Групповой адрес обрабатывается маршрутизатором особым способом.

Основное назначение IP-адреса multicast – распространение информации по схеме «один ко многим». Хост, желающий передать одну и ту же информацию многим абонентам с помощью специального протокола IGMP («Internet Group Management Protocol» – это протокол управления группами Интернета) сообщает о создании в составной сети новой мультивещательной группы с определенным адресом. Маршрутизаторы, поддерживающие мультивещательность, распространяют информацию о создании новой группы в сетях, подключенных к портам этого маршрутизатора. Хосты, которые хотят присоединиться к вновь создаваемой мультивещательной группе, сообщают об этом своим локальным маршрутизаторам, и те передают эту информацию хосту, инициатору создания новой группы.

Чтобы маршрутизаторы могли автоматически распространять пакеты с адресом назначения multicast по составной сети, необходимо использовать в конечных маршрутизаторах модифицированные протоколы обмена маршрутной информацией: MOSPF (Multicast Open Shortest Path First) – multicast аналог протокола маршрутизации OSPF. Сам протокол OSPD – протокол маршрутизации данных в соответствии с алгоритмом выбора наикратчайшего пути. Групповая адресация предназначена для экономичного распространения в корпоративной сети или интернете аудио- или видеопрограмм, предназначенных сразу большой аудитории слушателей или зрителей.

Если IP-адрес при его двоичном представлении начинается с последовательность первого байта 11110, это означает, что данный адрес относится к классу «E». Адреса этого класса зарезервированы для будущих применений.

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

1. Если весь IP-адрес при его двоичном представлении состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет (этот режим используется в некоторых сообщениях протокола ICMP).

2. Если в поле IP-адреса подсети при его двоичном представлении стоят только нули, то по умолчанию считается, что этот узел назначения принадлежит той же самой IP-подсети, что и узел, который отправил пакет.

3. Если все двоичные разряды IP-адреса равны единице, то пакет с таким IP-адресом назначения должен рассылаться все узлам, которые находятся в той же IP-подсети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (direct broadcast). Ограниченность в данном случае означает, что пакет не выйдет за границы маршрутизатора ни при каких условиях.

4. Если в двоичном представлении IP-адреса узла назначения в поле IP-адреса узла стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам IP-подсети с заданным в IP-адресе IP-адресом этой подсети. Например, пакет с IP-адресом назначения «192.190.21.255» будет доставлен всем узлам подсети «192.190.21.0» (здесь мы ориентируемся, что IP-адрес принадлежит IP-адресации класса «C»). Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast).

В протоколе IP нет понятия широковещательности в том смысле, в котором оно используется в протоколах канального уровня локальных сетей, когда данные должны быть доставлены абсолютно всем узлам этой локальной сети. Как ограниченный широковещательный IP-адрес, так и широковещательный IP-адрес, имеют пределы распространения в составной сети – она ограничена либо IP-подсетью, которой принадлежит узел из точки пакета, либо IP-подсетью, IP-адрес которой указан в IP-адресе назначения. Деление составной сети с помощью маршрутизаторов на части локализует широковещательный трафик пределами одной из IP-подсети просто потому, что нет способа адресовать пакет одновременно всем узлам всех IP-подсетей составной сети.