Иерархическая структура пространства имен DNS

Транспортный уровень

В процессе передачи по сети данные могут быть искажены или утеряны.Для передачи данных с заданной степенью надежности сществуют транспортный уровень. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем: срочность, возможность восстановления прерванной связи, наличие средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, способность к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется, тем, как задача обеспечения надежности решается самими приложениями и протоколами более высоких, чем транспортный, уровней. Кроме этого класс сервиса транспортного уровня зависит от надежности доставки данных нижними уровнями. Если канал связи надежный и передача данных идет без ошибок и потерь, то имеет смысл воспользоваться более простым сервисом с минимальным механизмами обеспечения надежности. Если же линия связи ненадежна, то необходимо использовать более сложные механизмы обеспечения надежной доставки информации. Существует два типа протоколов транспортного уровня. Это протокол с установкой соединения и подтверждением (TCP) и протокол без установки соединения и без подтверждения (UDP).

Прикладной уровень

Прикладной уровень (Application layer) - это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).

Существует очень большое разнообразие служб прикладного уровня. Приведем в качестве примера хотя бы несколько наиболее распространенных реализации файловых служб: NCP в операционной системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.

26. Маршрутизация

Процесс маршрутизации дейтаграмм состоит в определении следующего узла (next hop) в пути следования дейтаграммы и пересылки дейтаграммы этому узлу, который является либо узлом назначения, либо промежуточным маршрутизатором, задача которого — определить следующий узел и переслать ему дейтаграмму. Ни узел-отправитель, ни любой промежуточный маршрутизатор не имеют информации о всей цепочке, по которой пересылается дейтаграмма; каждый маршрутизатор, а также узел-отправитель, основываясь на адресе назначения дейтаграммы, находит только следующий узел ее маршрута.

Маршрутизация дейтаграмм осуществляется на уровне протокола IP.

Маршрутизация выполняется на основе данных, содержащихся в таблице маршрутов. Строка в таблице маршрутов состоит из следующих полей:

адрес сети назначения;

адрес следующего маршрутизатора (то есть узла, который знает, куда дальше отправить дейтаграмму, адресованную в сеть назначения);

вспомогательные поля.

Таблица может составляться вручную или с помощью специализированных протоколов. Каждый узел сети, в том числе и хост, имеет таблицу маршрутов, хотя бы самую простую.

Маршрутизация

Основная задача сетей - транспортировка информации от ЭВМ-отправителя к ЭВМ-получателю. В большинстве случаев для этого нужно совершить несколько пересылок. Проблему выбора пути решают алгоритмы маршрутизации. Если транспортировка данных осуществляется дейтограммами, для каждой из них эта задача решается независимо. При использовании виртуальных каналов выбор пути выполняется на этапе формирования этого канала. В Интернет с его IP-дейтограммами реализуется первый вариант, а в ISDN - второй.

Алгоритм маршрутизации должен обладать вполне определенными свойствами: надежностью, корректностью, стабильностью, простотой и оптимальностью

Среди параметров оптимизации может быть минимальная задержка доставки, максимальная пропускная способность, минимальная цена, максимальная надежность или минимальная вероятность ошибки.

Алгоритмы маршрутизации бывают адаптивными и неадаптивными. Вторые, осуществляя выбор маршрута, не принимают во внимание существующую в данный момент топологию или загрузку каналов. Такие алгоритмы называются также статическими. Адаптивные же алгоритмы предполагают периодическое измерение характеристик каналов и постоянное исследование топологии маршрутов. Выбор того или иного маршрута здесь производится на основании этих измерений.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Статическими маршрутами могут быть:

маршруты, не изменяющиеся во времени;

маршруты, изменяющиеся по расписанию;

маршруты, изменяющиеся по ситуации — административно в момент возникновения стандартной ситуации.[источник не указан 363 дня]

Маршрутизация в компьютерных сетях типично выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами; в простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения, соответственно настроенными.

Система доменных имен

Иерархическая структура пространства имен DNS

Корневые серверы DNS — это серверы DNS, содержащие информацию о Доменах верхнего уровня, конкретнее — указатели на серверы DNS, поддерживающие работу каждого из этих доменов. Основные корневые серверы DNS обозначаются латинскими буквами от A до М. Они управляются различными организациями, действующими по согласованию с ICANN.

Служба DNS выполняет две основных функции:

организацию иерархического пространства имен;

обеспечение механизма разрешения (т.е. поиска соответствия) имен в IP-адреса.

Пространство доменных имен имеет иерархическую структуру. На самом верхнем уровне иерархии располагается корневой домен, который обычно обозначается точкой ("."). Следующий уровень иерархии составляют домены верхнего, или первого уровня (Top Level Domains, TLDs). Каждый домен верхнего уровня включает в себя домены второго уровня и т.д.

Теоретически домен любого уровня может содержать в себе как отдельные узлы, представленные своими именами, так и домены более низкого уровня (субдомены). Однако, на практике домены, уровень которых ниже третьего, встречаются крайне редко.

Домены первого уровня делятся на три группы:

домены общего назначения;

национальные домены;

обратный домен.

com-COMmercial, коммерческие организации

gov-GOVernment, правительственные учреждения США

int-INTernational Organizations, международные организации

mil-MILitary, военные организации США

edu-EDUcational, образовательные проекты и учреждения

org-ORGanisations, некоммерческие организации или организации, не попадающие в другие категории

net-NETwork, сети общего назначения

info-INFOrmation, домен свободного использования для предоставления информации в Интернет

biz-Business Organizations, различные организации

name-домен предназначен для использования частными лицами

museum-музеи

Корневые серверы DNS.

Корневые серверы DNS — DNS-серверы, содержащие информацию о доменах верхнего уровня, указывающую на DNS-серверы, поддерживающие работу каждого из этих доменов. Основные корневые серверы DNS размещены в домене root-servers.net обозначаются латинскими буквами от A до М. Они управляются различными организациями, действующими по согласованию с ICANN. Количество серверов ограничено в связи с максимальным объёмом UDP-пакета (большее количество серверов потребовало бы перехода на TCP-протокол для получения ответа, что существенно бы увеличило нагрузку).

Таблицы маршрутизации

Таблица маршрутизации — таблица, состоящая из сетевых маршрутов и предназначенная для определения наилучшего пути передачи сетевого пакета. Каждая запись в таблице маршрутизации состоит, как правило, из таких полей:

-адрес сети или узла назначения, либо указание, что маршрут является маршрутом по умолчанию

-маску сети назначения (для IPv4-сетей маска /32 (255.255.255.255) позволяет указать единичный узел сети)

-шлюз, обозначающий адрес маршрутизатора в сети, на который необходимо отправить пакет, следующий до указанного адреса назначения

-интерфейс (в зависимости от системы это может быть порядковый номер, GUID или символьное имя устройства)

-метрику — числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута. Чем меньше число, тем более предпочтителен маршрут (интуитивно представляется как расстояние).

В таблице может быть один, а в некоторых операционных системах и несколько шлюзов по умолчанию. Такой шлюз используется для сетей для которых нет более конкретных маршрутов в таблице маршрутизации.

 

Уровни модели OSI и TCP/IP.

Уровни модели OSI

Уровень приложения (Application) - интерфейс с прикладными процессами.

Уровень представления (Presentation) - согласование представления (форматов, кодировок) данных прикладных процессов.

Сеансовый уровень (Session) - установление, поддержка и закрытие логического сеанса связи между удаленными процессами.

Транспортный уровень (Transport) - обеспечение безошибочного сквозного обмена потоками данных между процессами во время сеанса.

Сетевой уровень (Network) - фрагментация и сборка передаваемых транспортным уровнем данных, маршрутизация и продвижение их по сети от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю.

Канальный уровень (Data Link) - управление каналом передачи данных, управление доступом к среде передачи, передача данных по каналу, обнаружение ошибок в канале и их коррекция.

Физический уровень (Physical) - физический интерфейс с каналом передачи данных, представление данных в виде физических сигналов и их кодирование (модуляция).

Самый нижний (уровень IV) соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальных сетей - протоколы соединений "точка-точка" SLIP и PPP, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов X.25, frame relay.

Следующий уровень (уровень III) - это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т. п.

В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол IP, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.

К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом - источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.

Следующий уровень (уровень II) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и IP, и выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.

Верхний уровень (уровень I) называется прикладным. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие. Остановимся несколько подробнее на некоторых из них.

 

Транспортный уровень

В процессе передачи по сети данные могут быть искажены или утеряны.Для передачи данных с заданной степенью надежности сществуют транспортный уровень. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем: срочность, возможность восстановления прерванной связи, наличие средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, способность к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется, тем, как задача обеспечения надежности решается самими приложениями и протоколами более высоких, чем транспортный, уровней. Кроме этого класс сервиса транспортного уровня зависит от надежности доставки данных нижними уровнями. Если канал связи надежный и передача данных идет без ошибок и потерь, то имеет смысл воспользоваться более простым сервисом с минимальным механизмами обеспечения надежности. Если же линия связи ненадежна, то необходимо использовать более сложные механизмы обеспечения надежной доставки информации. Существует два типа протоколов транспортного уровня. Это протокол с установкой соединения и подтверждением (TCP) и протокол без установки соединения и без подтверждения (UDP).

Прикладной уровень

Прикладной уровень (Application layer) - это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).

Существует очень большое разнообразие служб прикладного уровня. Приведем в качестве примера хотя бы несколько наиболее распространенных реализации файловых служб: NCP в операционной системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.

26. Маршрутизация

Процесс маршрутизации дейтаграмм состоит в определении следующего узла (next hop) в пути следования дейтаграммы и пересылки дейтаграммы этому узлу, который является либо узлом назначения, либо промежуточным маршрутизатором, задача которого — определить следующий узел и переслать ему дейтаграмму. Ни узел-отправитель, ни любой промежуточный маршрутизатор не имеют информации о всей цепочке, по которой пересылается дейтаграмма; каждый маршрутизатор, а также узел-отправитель, основываясь на адресе назначения дейтаграммы, находит только следующий узел ее маршрута.

Маршрутизация дейтаграмм осуществляется на уровне протокола IP.

Маршрутизация выполняется на основе данных, содержащихся в таблице маршрутов. Строка в таблице маршрутов состоит из следующих полей:

адрес сети назначения;

адрес следующего маршрутизатора (то есть узла, который знает, куда дальше отправить дейтаграмму, адресованную в сеть назначения);

вспомогательные поля.

Таблица может составляться вручную или с помощью специализированных протоколов. Каждый узел сети, в том числе и хост, имеет таблицу маршрутов, хотя бы самую простую.

Маршрутизация

Основная задача сетей - транспортировка информации от ЭВМ-отправителя к ЭВМ-получателю. В большинстве случаев для этого нужно совершить несколько пересылок. Проблему выбора пути решают алгоритмы маршрутизации. Если транспортировка данных осуществляется дейтограммами, для каждой из них эта задача решается независимо. При использовании виртуальных каналов выбор пути выполняется на этапе формирования этого канала. В Интернет с его IP-дейтограммами реализуется первый вариант, а в ISDN - второй.

Алгоритм маршрутизации должен обладать вполне определенными свойствами: надежностью, корректностью, стабильностью, простотой и оптимальностью

Среди параметров оптимизации может быть минимальная задержка доставки, максимальная пропускная способность, минимальная цена, максимальная надежность или минимальная вероятность ошибки.

Алгоритмы маршрутизации бывают адаптивными и неадаптивными. Вторые, осуществляя выбор маршрута, не принимают во внимание существующую в данный момент топологию или загрузку каналов. Такие алгоритмы называются также статическими. Адаптивные же алгоритмы предполагают периодическое измерение характеристик каналов и постоянное исследование топологии маршрутов. Выбор того или иного маршрута здесь производится на основании этих измерений.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Статическими маршрутами могут быть:

маршруты, не изменяющиеся во времени;

маршруты, изменяющиеся по расписанию;

маршруты, изменяющиеся по ситуации — административно в момент возникновения стандартной ситуации.[источник не указан 363 дня]

Маршрутизация в компьютерных сетях типично выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами; в простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения, соответственно настроенными.

Система доменных имен

Иерархическая структура пространства имен DNS

Корневые серверы DNS — это серверы DNS, содержащие информацию о Доменах верхнего уровня, конкретнее — указатели на серверы DNS, поддерживающие работу каждого из этих доменов. Основные корневые серверы DNS обозначаются латинскими буквами от A до М. Они управляются различными организациями, действующими по согласованию с ICANN.

Служба DNS выполняет две основных функции:

организацию иерархического пространства имен;

обеспечение механизма разрешения (т.е. поиска соответствия) имен в IP-адреса.

Пространство доменных имен имеет иерархическую структуру. На самом верхнем уровне иерархии располагается корневой домен, который обычно обозначается точкой ("."). Следующий уровень иерархии составляют домены верхнего, или первого уровня (Top Level Domains, TLDs). Каждый домен верхнего уровня включает в себя домены второго уровня и т.д.

Теоретически домен любого уровня может содержать в себе как отдельные узлы, представленные своими именами, так и домены более низкого уровня (субдомены). Однако, на практике домены, уровень которых ниже третьего, встречаются крайне редко.

Домены первого уровня делятся на три группы:

домены общего назначения;

национальные домены;

обратный домен.

com-COMmercial, коммерческие организации

gov-GOVernment, правительственные учреждения США

int-INTernational Organizations, международные организации

mil-MILitary, военные организации США

edu-EDUcational, образовательные проекты и учреждения

org-ORGanisations, некоммерческие организации или организации, не попадающие в другие категории

net-NETwork, сети общего назначения

info-INFOrmation, домен свободного использования для предоставления информации в Интернет

biz-Business Organizations, различные организации

name-домен предназначен для использования частными лицами

museum-музеи

Корневые серверы DNS.

Корневые серверы DNS — DNS-серверы, содержащие информацию о доменах верхнего уровня, указывающую на DNS-серверы, поддерживающие работу каждого из этих доменов. Основные корневые серверы DNS размещены в домене root-servers.net обозначаются латинскими буквами от A до М. Они управляются различными организациями, действующими по согласованию с ICANN. Количество серверов ограничено в связи с максимальным объёмом UDP-пакета (большее количество серверов потребовало бы перехода на TCP-протокол для получения ответа, что существенно бы увеличило нагрузку).

Таблицы маршрутизации

Таблица маршрутизации — таблица, состоящая из сетевых маршрутов и предназначенная для определения наилучшего пути передачи сетевого пакета. Каждая запись в таблице маршрутизации состоит, как правило, из таких полей:

-адрес сети или узла назначения, либо указание, что маршрут является маршрутом по умолчанию

-маску сети назначения (для IPv4-сетей маска /32 (255.255.255.255) позволяет указать единичный узел сети)

-шлюз, обозначающий адрес маршрутизатора в сети, на который необходимо отправить пакет, следующий до указанного адреса назначения

-интерфейс (в зависимости от системы это может быть порядковый номер, GUID или символьное имя устройства)

-метрику — числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута. Чем меньше число, тем более предпочтителен маршрут (интуитивно представляется как расстояние).

В таблице может быть один, а в некоторых операционных системах и несколько шлюзов по умолчанию. Такой шлюз используется для сетей для которых нет более конкретных маршрутов в таблице маршрутизации.