Адресация компьютеров в Интернете
Каждому компьютеру, подключенному к Интернету, присваивается уникальный адрес, чаще называемый IP-адресом. Только в этом случае он сможет обмениваться информацией с другими компьютерами, подключенными к сети. IP-адрес имеет длину 32 бита (32 двоичных разряда), разделенных на четыре 8-битовых поля (байты, октеты), записанных в виде двоичных чисел: 10010001 00001010 0010001000000011.
Адреса в двоичном коде, единственно понятные компьютерам, неудобны для людей. С целью упрощения работы с IP-адресами их представляют четырьмя десятичными числами (от 0 до 255), разделенными точками, например 73.10.66.3. Этот формат называется точечно-десятичной нотацией, в которой каждое десятичное число определяется из соответствующего двоичного числа. Данный формат адреса длиной 32 бита допускает адресацию четырех миллиардов компьютеров. Возможно, что в связи с приобщением к Интернету все большего числа жителей Земли конечное число IP-адресов будет исчерпано. В настоящее время разработан протокол IPv6, в котором поле адреса содержит 128 битов, что позволит решить проблему адресации компьютеров раз и навсегда.
На уровне пользователей более удобны адреса, представленные содержательными именами. Именно только для удобства людей была разработана доменная система именования (Domain Naming System – DNS) или доменная система имен (Domain Name System). Отметим, что доменные имена чувствительны к регистру, но обычно они представляются только на нижнем регистре.
Доменная система имен построена по иерархическому принципу. Домен верхнего уровня (Top-Level Domain – TLD) дает самую общую характеристику организации, которой принадлежит компьютер. Определены следующие домены верхнего уровня:
•com – коммерческие организации;
•edu – образовательные учреждения, то есть университеты и колледжи;
•gov – правительственные учреждения;
•mil – военные организации;
•net – организации, непосредственно участвующие в работе Интернета, например сетевые информационные центры;
•org – разнообразные организации, не попавшие в предыдущие категории.
В ноябре 2000 г. утверждены еще семь имен доменов верхнего уровня:
•museum – музеи;
•aero – туристический бизнес;
•name – личные web-адреса;
•coop – кооперативы;
•biz – коммерческие организации;
•pro – профессиональные группы, например врачей, адвокатов и бухгалтеров;
•info – организации, предоставляющие информационные услуги.
Для отображения в адресе компьютера кода страны, в которой он территориально находится, был введен домен сверхвысокого уровня. Код страны указывается правее домена высокого уровня: ru – Россия, us – США, fr – Франция, uk – Англия, ca – Канада, de – Германия, nl – Нидерланды, ua – Украина, by – Белоруссия, kz – Казахстан, fi – Финляндия, it – Италия, dk – Дания, se – Швеция, nz – Новая Зеландия, br – Бразилия, lu – Люксембург, au – Австралия.
Левее домена верхнего уровня TLD расположено минимум одно имя субдомена, отделяемое от TLD точкой. Для большинства организаций он определяет ее название или основную направленность: microsoft.com – компания Microsoft, whitehouse.gov – Белый Дом, lenta.ru – крупнейший в России информационный центр текущих событий, rambler.ru – российская машина поиска и другие. В ряде случаев эти два компонента DNS оказываются полным адресом.
В адресах многих российских организаций левее домена TLD указывается название города, например msk.ru (Москва), nbs.edu.ru (Новосибирск). Кроме этого, в имени компьютера могут быть дополнительные субдомены, конкретизирующие информацию о направленности сайта. Например, сайты в виде developer.intel.com или developer.netscape.com предоставляют информацию для разработчиков. Число субдоменов обычно не превышает 4–5. Последний левый субдомен обычно указывает сокращенное название услуги Интернета, например ftp., www. Подавляющая часть сайтов имеет префикс www. Примерами могут служить адреса www.altavista.com (одна из лучших в мире машин поиска), www.kp.ru (газета «Комсомольская правда») и другие.
Доменная система имен DNS соотносит доменные имена с IP-адресами. Доменные имена и соответствующие им IP-адреса должны быть уникальными. За уникальность доменных имен отвечает специальный отдел Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Система DNS представляет собой набор баз данных, которые содержат информацию о доменных именах и соответствующих им IP-адресам. Она обеспечивает преобразование доменных имен в IP-адреса, позволяя пользователям работать с простыми и понятными доменными именами вместо цифровых последовательностей IP-адресов.
Любой файл, находящийся в Интернете, должен иметь уникальный адрес, по которому его может запросить каждый пользователь. Каждый компьютер имеет файловую систему в виде иерархической структуры каталогов, в которой находятся файлы. Указывая доменное имя компьютера, пользователь оказывается как бы в корневом каталоге компьютера. Для локализации файла необходимо указать маршрут (путь) к нему. Тогда адрес любого файла можно записать в следующем виде: протокол://доменное_имя/маршрут/имя_файла. Этот адрес называется универсальным локатором (указателем) ресурса (Unified Resource Locator – URL). Если представить Интернет информационным пространством, то адреса файлов URL будут точками этого пространства.
Смысл адреса URL, например http://news.yandex.ru/Russia/topnews.html, можно представить в виде «как://кто/где/что»:
как – определяет, в с •оответствии с каким протоколом файл передается по сети;
•кто – определяет компьютер, из которого передается файл;
•где – показывает, где в компьютере находится запрошенный файл;
Адресация компьютеров в Интернете
При обмене данными в Интернете необходимо, чтобы каждый компьютер, подключенный к сети, имел свой уникальный адрес. В сетях с протоколом ТСРЛР для идентификации сетей и компьютеров используются 32-разрядные IР-адреса.
IР-адрес— уникальный числовой идентификатор длиной 4 байта. Для удобства чтения каждый байт IР-адреса при записи отделяется точкой. Пример IР-адреса: 194.85.160.21.
IР-адрес включает в себя: класс сети, номер сети и номер компьютера в ней. Класс сети определяет, сколько разрядов IР-адреса будет отведено для адресации сети, а сколько — для отдельных компьютеров в ней. Для получения своего адреса локальная сеть должна быть зарегистрирована в Международном центре сетевой информации (NIС), который и выдает Интернет -адреса.
Цифровые адреса хороши для организации взаимодействия компьютеров, однако для пользователей предпочтительнее использование имен. Неудобно говорить, используя цифровые адреса, и еще труднее запоминать их. Поэтому в Интернете введена Доменная система имен (Domane Name System -DNS).
Доменныйадрес (доменное имя) — это уникальный символический идентификатор подключенного к Интернету компьютера (или сети), зарегистрированное в DNS.
Организационно для получения доменного имени, как и для получения IР -адреса, необходима регистрация в комитете NIС. Регистрация доменного имени и присвоение IР -адреса, как и обеспечение доступа к услугам сети, могут быть возложены на провайдера.
Протокол ТСР/IР работает только с IР -адресами и не может непосредственно использовать доменные имена. Преобразованием имен в IР -адреса занимается DNS. По существу, она представляет собой: базу данных, в которой зафиксировано однозначное соответствие доменных имен и IР -адресов. Получая введенное пользователем доменное имя, коммуникационный узел посылает запрос одному из серверов DNS с целью преобразования этого имени в эквивалентный IР -адрес. Если сервер DNS не имеет информации об имени, он возвращает IР -адрес другого сервера DNS, способного ответить на запрос. С точки зрения пользователя, преобразование доменных имен в IР -адреса происходит автоматически и не требует никакого дополнительного вмешательства.
Доменное имя включает в себя идентификатор узла и идентификатор самого домена, указывающий на местоположение или тип организации, которой принадлежит данный сервер.
До недавнего времени в США существовало всего шесть корневых доменов(или доменов верхнего уровня) в соответствии с классификацией NIС:
соm — коммерческие предприятия, например, Интернет-провайдеры;
еdu — образовательные учреждения, колледжи и университеты;
пеt — действующие сети;
огg — некоммерческие или общественные организации;
mil — военные сети;
gov- правительственные учреждения и организации.
Стремительное развитие WWW привело к введению только в США семи новых доменов. Другие страны в качестве имен корневого домена используют двухбуквенный код: например, uk — Великобритания, jр — Япония, ru — Россия; есть он и для США — us.
Части доменного имени разделяются точкой. Например, доменное имя сервера компании Microsoft- microsoft.com Здесь соm -идентификатор домена, microsoft.- имя узла, соответствующее названию фирмы. Доменные имена сети содержат последовательность имен, разделенных точками. Причем уточнение, какому именно компьютеру принадлежит адрес, происходит справа налево. Например, адрес student.еngес.ru означает, что компьютер находится в России (корневой домен ru), в Инженерно-экономическом университете (еngeс) и имеет в сети университета имя student. Таким образом, части адреса, разделенные точками, отражают иерархическую структуру доменных имен, уровни которой считаются также справа налево. Например, microsoft.com, еngес.ru — домены второго уровня, а student.еngес.ru — доменное имя третьего уровня.
Доменные имена однозначно соответствуют IР -адресам, поэтому не имеет значения (кроме удобства пользователя), в каком виде указывать адрес компьютера. Доменные имена нечувствительны к регистру символов.
IР -адрес называют также сетевым адресом компьютера, а доменный адрес (доменное имя) — сетевым именем компьютера.
Основные сервисы Интернета
В простейшем понимании сетевой сервис(или служба) — это пара программ, взаимодействующих между собой согласно определенным правилам, называемым протоколами. Одна из программ этой пары называется сервером, а вторая — клиентом. Когда говорят о работе сервисов Интернета, речь идет о взаимодействии серверного оборудования и программного обеспечения, клиентского оборудования и программного обеспечения. Разные сервисы имеют разные протоколы. Протоколы служб Интернета называются прикладными протоколами.
Одной из первых услуг Интернета стало предоставление возможности передачи файлов с одного компьютера на другой, реализуемой сервисом FТР.Пример использования FТР: перемещение файлов web -страниц, созданных на домашнем компьютере, на диск сетевого компьютера для размещения web -узла в Интернете. Файлы передаются в виде двоичных кодов с помощью протокола передачи файлов FТР. Служба FТР имеет свои серверы в мировой сети, на которых хранятся архивы файлов.
Теlnеt — удаленный терминальный доступ, позволяющий подключаться к другому компьютеру и работать на нем, т.е. выполнять программы и приложения на удаленном компьютере.
Электронная почта е-mail — самый первый вид услуг, который начал использоваться в Интернете. Эта услуга остается самой популярной и в настоящее время. В общем случае термин «электронная почта» определяет процесс передачи сообщений между компьютерами в глобальных сетях. К преимуществам электронной почты относятся:
• скорость и надежность доставки корреспонденции;
• относительно низкая стоимость услуг;
• возможность быстро ознакомить широкий круг корреспондентов с сообщением;
• возможность пересылки не только текстовых сообщений, но и любых файлов (программ, графики и др.) в виде приложения к письму.
Обеспечением сервиса электронной почты в Интернете занимаются специальные почтовые серверы. Почтовые серверы получают сообщения от клиентов и пересылают их по цепочке к почтовым серверам адресатов, где эти сообщения накапливаются. При установлении соединения между адресатом и его почтовым сервером происходит автоматическая передача поступивших сообщений на компьютер адресата.
Почтовая служба основана на двух прикладных протоколах: SМТР (простейший протокол передачи почты) и РОР3 (протокол почтового отделения, версия 3). По первому протоколу происходит отправка корреспонденции с компьютера на сервер, а по второму — прием поступивших сообщений. Соответственно, работа е-mail обеспечена двумя серверами: сервером исходящих сообщений и сервером входящих сообщений. Необходимость в наличии двух разных протоколов связана с требованиями безопасности, поскольку для получения сообщения клиент должен предъявить определенные права.
К отдельным сообщениям электронной почты (ЭП) принято подходить как к отдельным записям базы данных (БД). В этом смысле почтовый ящик РОР3 представляет собой удаленную БД, а сообщения, принятые на компьютер, образуют локальную БД. Прием и отправка сообщений эквивалентны операциям копирования записей из одной базы данных в другую. Отдельное сообщение – это отдельная запись базы данных. Любая запись имеет поля. Сообщение ЭП состоит из двух больших разделов: заголовка и тела сообщения. Тело сообщения представляет собой текстовый фрагмент в АСSII-кодах (неформатированный текст). Заголовок имеет следующие поля:
• имя адресата (Кому);
• имена адресатов, которым адресована копия письма (Копия);
• краткая тема сообщения (Тема);
• дата (и время) создания сообщения;
• поле с информацией о наличии вложенного файла. Механизм почтовых вложений позволяет пересылать вместе с текстовыми сообщениями документы нетекстовой природы (графику, программы и др.)- В большинстве современных почтовых систем сообщение, содержащее вложение, помечается значком скрепки.
Обычная электронная почта, основанная на протоколах SМТР и РОРЗ, называется е-mail. В последние годы получила развитие другая система электронной почты Интернета, основанная на службе WWW и называющаяся web -mail. Это не самостоятельная служба, а сервис, реализованный средствами службы WWW на основе, протокола НТТР. Со стороны Интернета этот сервис поддерживается web -серверами, а на клиентской стороне для работы с ним достаточно иметь обычный web -браузер.
Среди самых ранних услуг Интернета были также списки рассылки (Mailing list) по определенной тематике, основанные на электронной почте. Рассылки представляют собой автоматизированные адреса электронной почты. Когда на такой адрес приходит письмо, сервер посылает его всем, кто подписался на рассылку.
Телеконференции UseNet (протокол News) предназначены для проведения дискуссий и обмена новостями. Система позволяет просматривать и посылать сообщения в открытые информационные группы, которые называются телеконференциями или электронными досками объявлений.
Общение пользователей в реальном времени (чаты) реализуется системой IRC (Internet Relay Chat). Система предназначена для интерактивного общения группы пользователей на естественном языке. При работе в чате пользователь в одной части экрана видит постоянно поступающую информацию по выбранной теме, а в другой может формировать и отправлять свои сообщения, которые тут же становятся доступными для всех участников группы. Можно посылать и персональные сообщения отдельным участникам чата, в этом случае они будут не доступны для других.
Интернет-пейджер IСQ. Служба предназначена для поиска сетевого IР -адреса человека, подключенного в данный момент к Интернету. Необходимость в подобной услуге связана с тем, что большинство пользователей не имеют постоянного IР -адреса. Для пользования этой службой надо зарегистрироваться на ее центральном сервере (www.icq.com) и получить персональный идентификационный номер UIN. Данный номер можно сообщить партнерам по контактам, и тогда служба ICQ приобретает характер Интернет- пейджера. Зная номер UIN партнера, но не зная его текущий IР -адрес, можно через центральный сервер службы отправить ему сообщение с предложением установить соединение.
IР -адрес подключенного к Интернету компьютера может быть постояннымили динамическим. Те компьютеры, которые включены в Интернет на постоянной основе, имеют постоянные IР -адреса. Некоторые пользователи подключаются к Интернету лишь на время сеанса. Им выдается динамический IР -адрес, действующий только в течение данного сеанса. Этот адрес выдает тот сервер, через который происходит подключение. В разных сеансах динамический IР -адрес может быть различным, причем заранее неизвестно каким. При каждом подключении к Интернету программа ICQ, установленная на компьютере пользователя, определяет текущий IР -адрес и сообщает его центральной службе, которая оповещает партнеров по контактам. После установления контакта связь происходит в режиме, аналогичном сервису IRC.
Система доступа к ресурсам сети в виде текстовых меню Gорher — «предшественник» WWW. Позволяет производить поиск серверов, предоставляющих информацию (в основном, текстовую) по определенным тематикам.
Поиск файлов в Интернете может осуществляться с помощью систем баз данных (WAIS, Аrchie).
В настоящее время большинство этих услуг может быть реализовано через web -интерфейс или средствами WWW. WWW — это попытка объединить в одном информационном инструменте возможности всех указанных средств, добавив передачу по сети гипермедийной информации (графики, звуков и видео). Самостоятельное значение сохраняют FТР, е-mail и ICQ.
IP-адрес компьютера
IP-адрес — это уникальный 32-битный номер, который получает каждый компьютер, подключённый к сети Интернет.
Для удобства восприятия человеком IP-адреса, он записывается десятичными числами, так как нам сложно работать с длинными двоичными числами.
Десятичная запись IP-адреса — это четыре числа, разделённых точками, каждое из которых принадлежит промежутку от (0) до (255) включительно. Например, (204.152.190.71).
- номер (адрес) сети, частью которой является компьютер;
- номер (адрес) самого компьютера в этой сети.
Андрей записал IP-адрес школьного сервера на листок и положил его на стол. Его младшая сестра, играя, разрезала этот листок. Помогите Андрею восстановить IP-адрес.
Решение. Известно, что IP-адрес всегда состоит из четырёх чисел, разделённых тремя точками, каждое из чисел не превосходит (255).
Таким образом нам нужно состыковать указанные фрагменты в четыре числа (от (0) до (255)), разделённых тремя точками.
Протокол IPv6
Главным отличием от предыдущей версии является длина адреса в 128 бит, что в 4 раза больше чем в 4 версии протокола, хотя конечно были значительно улучшены и некоторые другие технические моменты. Благодаря этому адресная емкость получилась просто чудовищной, это сделано умышлено с учетом ошибок допущенных в прошлом. Кроме того большой запас адресов позволяет упрощать конфигурацию сетей и следовательно облегчает маршрутизацию в них.
Даже большое количество людей в мире все еще не имеющих доступ в интернет, плюс активно развивающийся интернет вещей не является проблемой для IPv6. На каждого жителя нашей планеты по разным оценкам приходится несколько сотен миллионов ip-адресов версии IPv6. Впрочем, будущее покажет, насколько этого количества хватит в реальности. История знает немало случаев, когда люди глубоко заблуждались в своих прогнозах.
Форма записи адресов IPv6 существенно отличается от IPv4, поскольку представляет собой 8 пар шестнадцатеричных чисел разделенных двоеточием. Выглядит это примерно так: 2a02:2698:4c22:5a0e:95e8:384a:ea9e:20ac
Допустимо использовать сокращенный вид записи в следующих случаях:
- старшие незначащие нули в группах можно не писать: 2001:DB8:AB10:A4:0:0:0:FB
- несколько нулевых групп идущих подряд можно заменять сдвоенным двоеточием, но только один раз в адресе, иначе появляется неоднозначность: 2001:DB8:AB10:A4::FB
В 6 версии IP маска подсети в привычном для IPv4 виде отсутствует, ее указывают в виде числа бит. Стандартами рекомендуется использовать префикс сети равный 64 битам, в итоге адрес оказывается разделен пополам. Первая половина адреса указывает на сеть, при этом первые три группы чисел служат идентификатором сети и указывают на провайдера, а 4 группа указывает на подсеть. Вторая половина адреса служит для обозначения хоста.
При этом здесь не работает правило, что первый и последний адрес сети зарезервированы. Здесь так же есть разные зарезервированные адреса, например адрес 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 который записывается в сокращенном виде как ::1 эквивалентен адресу 127.0.0.1 и служит для указания компьютеру на самого себя.
Чтобы использовать адреса IPv6 в адресной строке браузера, их нужно обязательно помещать в квадратные скобки
При необходимости указать порт, то он пишется через двоеточие после скобок
