Как устроен IP-адрес – главный идентификатор в мире сетей TCP/IP

Компьютерные сети, адресации в сети

Компьютерная сеть (КС) — это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи и оснащенных коммуникационным оборудованием и программным обеспечением.

Коммуникационное, или сетевое, оборудование — это периферийные устройства, которые осуществляют преобразование сигналов, используемых в компьютере, в сигналы, передаваемые по линиям связи, и наоборот. При использовании телефонных линий связи применяют модемы, подключаемые к компьютеру через стандартный последовательный порт. Одна из важнейших характеристик модема — это скорость передачи данных, измеряемая в битах за секунду (бод). Современные модемы имеют скорость передачи данных 1200–52000 бод и более. При использовании других линий связи применяют сетевые адаптеры.

Линия связи — это оборудование, с помощью которого осуществляется соединение компьютеров в сеть.

Линии связи бывают:

• проводные — для передачи сигналов используются кабели (например, телефонная линия);
• беспроводные — все остальные линии связи: спутниковая связь, каналы цифровой связи (КЦС). Пропускная способность КЦС — до сотен млн Кбод.

Объединенные в сеть компьютеры всегда работают под управлением специальных программ управления сетью.

Коммуникационное, или сетевое, программное обеспечение — это набор программ, обеспечивающий работу сетевого оборудования и обмен информацией между компьютерами в сети.

Сетевое программное обеспечение делится на две группы:

1. «низкого» уровня — управляет сетевым оборудованием с целью преобразования сигналов из одного вида в другой. Эти программы ничего «не знают» о структуре передаваемой информации;
2. «высокого» уровня — распознает и обрабатывает информацию в зависимости от ее характера и способа организации.

Компьютерные сети делятся на две группы — локальные и глобальные.

Локальные вычислительные сети

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) — объединяет компьютеры, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, и представляет собой замкнутую систему. Небольшие расстояния между компьютерами позволяют использовать в локальных сетях в качестве линий связи простейшие проводные линии (кабели различных типов: коаксиальный, витая пара, оптоволоконный). Кабели подсоединяются к компьютеру через специальное устройство, называемое сетевой картой или сетевым адаптером. Это устройство вставляется в слот расширения на материнской плате компьютера. Имеются материнские платы со встроенным сетевым адаптером. Сетевые адаптеры (ArcNet, Ethernet, TokenRing) различаются производительностью (скоростью передачи данных) и соответственно стоимостью.

Для построения сети используются и другие сетевые устройства: хабы, концентраторы, повторители и др. Для подключения к локальной сети портативных компьютеров часто используется беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн.

Топология ЛВС — это способ объединения компьютеров в сеть между собой.

Основные топологии ЛВС:

Гирлянда

Кольцо

Звезда

ЛВС создается для совместного использования и обмена информацией между компьютерами, а также для совместного использования ресурсов сети.

Ресурс сети — это устройство, входящее в аппаратную часть какого-либо компьютера сети, доступное и используемое любым пользователем сети. Это могут быть принтеры, сканеры, дисковые накопители большой емкости, устройства резервного копирования информации, станки с ЧПУ и т. д., а также диски, программы и данные.

Существуют два принципиально разных способа соподчинения компьютеров в локальной сети и соответственно технологии работы в ней.

Одноранговая сеть — сеть равноправных компьютеров — рабочих станций, каждый из которых имеет имя и пароль для входа в компьютер в момент загрузки операционной системы. Имя и пароль назначаются владельцем компьютера средствами операционной системы и BIOS. В такой сети могут быть организованы «подсети» — так называемые группы, каждая из которых имеет имя, например «Бухгалтерия». Принадлежность к какой-либо группе может быть задана или изменена пользователем. Владельцу каждого компьютера в сети предоставлена программная возможность самому преобразовывать свой локальный ресурс (диски, папки, принтер) в разделяемый (сетевой), а также устанавливать права и пароль доступа к нему. Он же отвечает за сохранность или работоспособность этого ресурса. Сети этого вида часто организуются в небольших офисах (10–15 компьютеров); они не требуют системного администратора.

Иерархические сети — это сети, в которых имеется мощный компьютер — выделенный сервер, ресурсы которого предоставляются другим соединенным с ним компьютерам — рабочим станциям. Сервер (хост) — компьютер, предоставляющий свои ресурсы для совместного использования. Рабочая станция (клиент) — компьютер, пользующийся ресурсами сети. Ресурсы рабочих станций серверу, как правило, не доступны. По сравнению с одноранговыми сетями обеспечивают более высокое быстродействие и надежность работы сети, повышают конфиденциальность и надежность хранения информации и др. Работу всей сети организует системный администратор.

Возможна организация сетей и более сложных видов:

• сочетание одноранговой и иерархической сети — рабочие станции могут быть как подключены к выделенному серверу по принципу иерархической сети, так и объединены между собой в одноранговую сеть;
• иерархическая сеть с несколькими выделенными серверами;
• иерархическая сеть, в которой есть несколько уровней иерархии серверов, при этом серверы нижнего уровня подключаются к серверам более высокого уровня.

Взаимодействие серверов и рабочих станций обеспечивается сетевым программным обеспечением каждого компьютера сети. На сервере устанавливается сетевая операционная система, управляющая его работой и работой всей сети. На компьютере-клиенте располагается клиентская часть программного обеспечения, которая взаимодействует с сервером. В зависимости от вида сети программы на сервере и компьютере-клиенте могут быть как одинаковыми, так и различными. Сейчас наиболее распространены сетевые программы фирм Novell (программы Novell Netware) и Microsoft (Windows NT-сервер, сети Microsoft).

Пользователю рабочей станции доступны ресурсы сети в соответствии с заранее обусловленными правилами.

ЛВС используются в системах управления базами данных для быстрого доступа нескольких компьютеров к одной базе данных (например, при продаже авто-, авиа-, железнодорожных билетов), а также в производстве — для управления производственным процессом, выходного контроля качества, учета готовой продукции и расхода материалов.

Локальные сети обычно объединяют компьютеры, размещенные в одном здании, и не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в разных частях города. Для решения этой проблемы создаются региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа, создают собственные, так называемые корпоративные сети. Такие сети могут объединять десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных городах и странах.

Глобальные сети

Потребность в формировании единого мирового информационного пространства привела к созданию глобальных компьютерных сетей.

Глобальная сеть — соединения локальных, региональных и корпоративных сетей и отдельных компьютеров, находящихся на больших расстояниях друг от друга. Большие расстояния требуют наличия дополнительного устройства для обработки больших объемов информации и пересылки ее на большие расстояния. Это — серверы глобальной сети, представляющие собой очень мощные компьютеры.

Из-за больших расстояний использование простых линий связи в глобальных сетях невозможно. Современные глобальные сети используют телефонную связь, однако между серверами связь осуществляется по выделенным линиям или по специальным каналам связи. Они обладают высокой скоростью передачи и помехоустойчивостью. Сейчас в глобальных сетях все чаще используются системы спутниковой связи, что значительно расширяет их масштабы и возможности.

Для пользования глобальной сетью компьютер должен иметь модем и специальное программное обеспечение.

Глобальные сети предоставляют огромные возможности: можно, сидя за компьютером, прочитать новости, посетить картинную галерею, узнать прогноз погоды, обменяться письмами, прочитать книгу, получить ответы на многие вопросы и т. д. Каждый день появляются новые возможности и услуги, предоставляемые сетями.

Самая большая глобальная сеть — Internet (Интернет). Она охватывает все континенты Земли.

Интернет — всемирная КС, объединяющая в единое целое десятки тысяч разнородных локальных и глобальных сетей. Эта сеть содержит огромный объем информации по любой тематике, доступной на коммерческой основе всем желающим. Помимо получения чисто информационных услуг, через Интернет можно совершать покупки и коммерческие сделки, оплачивать счета, заказывать билеты на различные виды транспорта, бронировать места в гостиницах и др.

Интернет представляет собой объединение нескольких десятков тысяч различных локальных сетей (Сеть сетей). Каждая ЛВС называется узлом, или сайтом, а юридическое лицо, обеспечивающее работу сайта, — провайдером. Сайт состоит из нескольких компьютеров — серверов, каждый из которых предназначен для хранения информации определенного типа и в определенном формате. Каждый сайт и сервер на сайте имеют уникальные имена, посредством которых они идентифицируются в Интернете.

Для подключения к Интернету пользователь должен заключить контракт на обслуживание с одним из провайдеров в его регионе. После этого любая работа в Интернете начинается с соединения с сайтом провайдера. Связь с провайдером может быть организована:

• по коммутируемому телефонному каналу с помощью модема;
• с помощью постоянно действующего выделенного канала (просто вызовом соответствующей программы для работы в Интернете).

После соединения с провайдером пользователь получает доступ ко всем сайтам и компьютерам в Интернете. Открывающиеся при этом перед пользователем возможности зависят от условий контракта с провайдером.

Основная задача Интернета — обеспечить пользователя необходимой информацией и услугами. Для этого используется технология клиент/сервер.

Клиент (потребитель) — программа, принимающая информацию и услуги, предоставляемые другими компьютерами — серверами (поставщиками). Компьютеры, на которых запускают программы-серверы, должны обладать достаточно мощными ресурсами, т. к. им приходится «пропускать через себя» огромные объемы информации. Любой компьютер может выступить в роли клиента, как только на нем будет запущена какая-либо программа-клиент.

В компьютерных сетях используются различные марки компьютеров, типы модемов, линии связи, операционные системы и другие программы. Для того чтобы все сети «понимали» друг друга, они должны использовать единый набор правил, определяющий способ обмена информацией. Такой набор правил называется протоколом.

Протокол — это стандарт, определяющий формы представления и способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы различного оборудования в сетях, установленный по взаимному соглашению.

Все компьютеры, подключенные к Internet, должны использовать один и тот же протокол. С 1983 года это протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Фактически это два протокола.

IP (протокол межсетевого взаимодействия) — более ранний вариант, разработанный для пересылки данных, организованных в пакеты. В пакет входит сообщение и информация о маршруте, т. е. адреса компьютера-отправителя и компьютера-получателя (аналогично пересылке письма в конверте по почте). Специальные компьютеры-маршрутизаторы (router) определяют путь, по которому должны следовать пакеты от компьютера к компьютеру, пользуясь таблицами и алгоритмами маршрутизации (т. к. прямой связи между любыми двумя компьютерами нет). Большие сообщения делятся на несколько пакетов с номерами. По этим номерам компьютер-получатель должен полностью восстановить исходное сообщение после получения всех пакетов. Недостатком протокола IP является его неспособность справиться с ошибками при передаче информации. Каждый пакет содержит контрольные суммы, которые вычисляются определенным образом по исходной информации. Компьютер-получатель выполняет те же вычисления и находит контрольные суммы по полученной информации. Если они не совпадают с исходными, значит, в процессе передачи произошла ошибка и данные исказились. При искажении данных, нарушении последовательности доставки пакетов или прерывании процесса передачи компьютер-получатель полностью отбрасывает пакет.

TCP (протокол управления передачей) устраняет этот недостаток. В случае возникновения какой-либо ошибки принимающий компьютер запрашивает повторную передачу.

Таким образом, TCP следит за целостностью данных, разбивает большие сообщения на последовательности более мелких, организует их нумерацию и последующее восстановление в единое сообщение; IP контролирует перемещение пакетов по Интернету, выбирая маршрут пересылки данных от одного компьютера к другому, а также определяет формат адреса компьютера.

Все современные операционные системы имеют встроенную поддержку основных протоколов для работы с Интернетом.

Каждый компьютер, подключенный к Интернету, должен иметь свой уникальный адрес во избежание путаницы при пересылке информации.

В Интернете применяются два типа адресов.

IP-адрес — по смыслу аналогичен почтовому индексу. IP-адрес — это последовательность из четырех чисел, разделенных точками. Каждое из чисел занимает 1 байт, т. е. может принимать значения 0..255. Так как 1 байт = 8 бит, эти числа часто называют октетами. Используется три класса IP-адресов: А, В и С. Класс IP-адреса определяет, сколько октетов отводится под адрес сети и сколько — под адрес компьютера.

Класс А используется для работы с небольшим количеством сетей (до 126), содержащих большое число компьютеров (≈16,8 млн).

Класс В — для работы со средним количеством сетей (до 16384), содержащих среднее число компьютеров (до 65534).

Класс С — для работы с большим количеством сетей (до ≈ 2 млн), содержащих малое число компьютеров (до 254).

Класс определяют по значению первого октета:

• если в первом октете число от 1 до 126 — класс А;
• если в первом октете число от 128 до 191 — класс В;
• если в первом октете число от 192 до 223 — класс С.

Для передачи сообщений на конкретные компьютеры в Internet протокол TCP/IP и программы-клиенты используют IP-адреса. Но они неудобны для восприятия пользователем. Человеку привычнее работать с именами.

Все пространство адресов Интернета разбито на области — домены. Внутри доменов возможно разделение по определенным признакам.

Доменный адрес — уникальное символьное имя компьютера в сети. Оно состоит из частей, разделенных точками. Место назначения уточняется справа налево: сначала указывается имя компьютера, затем — имя в сети, в которой он находится.

Доменный адрес компьютера включает в себя как минимум два уровня доменов. Домен первого уровня определяет страну или тип организации, которой принадлежит компьютер. Существуют установленные двухбуквенные сокращения для доменов стран. Например, Россия — ru, США — us, Франция — fr и т. д. Домены типов организаций обычно имеют трехбуквенные сокращения. Например, учебные заведения — edu, правительственные учреждения — gov, коммерческие организации — com, провайдеры услуг Интернет — net и т. д. Домен второго уровня определяет организацию, которая владеет или управляет сетью, содержащей данный компьютер. Обычно имя этого домена совпадает с названием соответствующей фирмы или ее торговой маркой. Имя компьютера указывает конкретный компьютер в сети, определенной доменами первого и второго (а возможно, и следующих) уровней. Оно регистрируется только в этой сети, и только эта сеть «ответственна» за передачу информации конкретному компьютеру-адресату.

Примеры доменных имен:

Домены могут сочетать региональные и организационные уровни, например: edu.ru — образовательные организации в России.

Доменные адреса должны быть преобразованы в IP-адреса. «Обычный» компьютер не может и не должен знать все IP-адреса Интернета. На DNS-серверах (Domain Name System) хранятся таблицы соответствия доменных и IP-адресов. DNS-серверы распределены по всей сети Internet. Каждый из них хранит информацию о большом числе компьютеров и способен мгновенно преобразовать доменное имя в IP-адрес. Если IP-адрес запрошенного компьютера не известен данному DNS-серверу, он обратится к ближайшему DNS-серверу и т. д. по цепочке, пока требуемый адрес не будет найден. Это займет несколько секунд. Адрес одного из DNS-серверов пользователь должен указать при настройке компьютера для работы в Интернете. Его можно получить у администратора локальной сети или провайдера.

В Интернете для поиска Web-документов используется система адресации URL (Uniform Resource Locator — унифицированный указатель ресурсов). Она применяется для указания способа организации информации на конкретном хосте и идентификации размещенного на нем информационного ресурса. URL включает в себя протокол доступа к документу, доменное имя или IP-адрес сервера, на котором находится документ, а также путь к файлу и собственно имя файла. Протокол доступа к документу определяет способ передачи информации. Для доступа к Web-страницам используется протокол передачи гипертекста HTTP. При записи протокола после его имени следует двоеточие и две косые черты: http://.

Например, URL имеет вид

Элементы этого адреса обозначают:

• http:// — префикс, указывающий тип протокола. В данном случае означает, что адрес относится к хосту, который является WWW-сервером. В качестве префикса (протокола) могут быть также указаны: ftp://, file://, news://;
• home.microsoft.com — доменное имя хоста. После него может следовать число, обозначающее порт, через который будет производиться подключение к хосту;
• /intl/ru/ — папка ru корневого каталога intl хоста;
• www_tour.html — имя файла. URL-адрес не должен содержать пробелов.

Он состоит из латинских букв и некоторых символов ( _ , ~ , —). Прописные и строчные буквы различаются. Путь к папке и название файла могут отсутствовать, а в конце могут указываться некоторые параметры. Например:

Что такое IP-адрес

IP-адрес однозначно идентифицирует устройство в сети. Вы видели эти адреса раньше; они выглядят примерно как 192.168.1.34.

IP-адрес всегда представляет собой набор из четырех таких чисел. Каждый номер может находиться в диапазоне от 0 до 255. Таким образом, полный диапазон IP-адресов составляет от 0.0.0 до 255.255.255.255.

Причина, по которой каждый номер может достигать 255, заключается в том, что каждое из чисел представляет собой восьмизначное двоичное число (иногда называемое октетом). В октете число ноль будет обозначено как 00000000, а число десятичное 255 будет иметь вид 11111111, – это максимальное число, которого мы можем достигнуть в рамках октета. IP-адрес, упомянутый выше (192.168.1.34) в двоичном формате, будет выглядеть так: 11000000.10101000.00000001.00100010 .

Компьютеры работают с двоичным форматом, но нам, людям, гораздо проще работать с десятичным форматом. Тем не менее, зная, что адреса фактически являются двоичными числами, нам легче будет понять, почему некоторые вещи, связанные с IP-адресами, работают так, как они это делают.

Компьютерные сети.doc

Услуги телефонных сетей:

1. соединение 2-ух абонентов;
2. голосовая почта;
3. доступ к справочным службам.

Услуги компьютерных сетей:

1. доступ к Internet;
2. электронная почта;
3. объединение Lan;
4. виртуальные частные сети;
5. Информационные протоколы.

По степени покрытия территории:

1. локальные;
2. региональные;
3. национальные;
4. транснациональные.

Для компьютерных сетей основное назначение- подготовка работы конкретного предприятия.

В зависимости от материалов производства подразделения, в пределах которых функционирует, сеть различают:

1) сети разделов или рабочей группы;

2) сети зданий и корпусов;

3) сети масштаба предприятия.

Корпоративная сеть предназначена для поддержания работы конкретного предпрития, владеющего данной сетью.

В зависимости от масштаба производственного подразделения, в кот. Установлена сеть и класса решаемых задач разделяют:

Сети отделов — это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Главной целью сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Сети отделов обычно не разделяются на подсети. Для такой сети характерен один или, максимум, два типа операционных систем.

Сети кампусов получили свое название от английского слова campus — студенческий городок. Сейчас это название используют для обозначения сетей любых предприятий и организаций. Сети этого типа объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, покрывающей площадь в несколько квадратных километров.

Корпоративные сети – это сети масштаба предприятия, которые могут покрывать город, регион или даже континент. Особенности: — Масштабность — число пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, а число серверов – сотнями. — Высокая степень гетерогенности — используются различные типы компьютеров, операционных систем и множество различных приложений.

Основные требования, предъявляемые к КС:

• Производительность;
• Надёжность (для её оценки используется 2 характеристики: безопасность(защита данных от несанкционирован доступа) и отказоустойчивость(способность системы преодолевать отказ отдельных элементов так, чтобы это не сказывалось на общей работе системы));
• Масштабируемость (означает что сеть позволяет наращивать кол-во узлов и протяжённость связей в очень широких пределах без потери производительности);
• Управляемость (возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети; выявлять и решать возникающие проблемы);
• Совместимость (означает способность сети включать в себя разнообразие аппаратных и программных обеспечений, различные ОС, коммуникационные протоколы);
• Расширяемость (возможность сравнительно лёгкого добавления отдельных элементов сети, наращивание длины сегментов сети и замена существующей аппаратуры более мощной);
• Прозрачность (свойство сети скрывать от пользователя детали своего внешнего устройства и функционирования (м/б доступной на уровне пользователя или на уровне ПО));

Производительность и надёжность составляют Quality of Service. Существует 2 подхода к обеспечению QoS:

1. сети с гарантией качества обслуживания (сеть гарант полным соблюдением некоторых числовых величин качества обслуживания). Frame Relay, ATM обеспечивает: заданный уровень пропускной способности сети; Уровень ошибок; Уровень потерь.
2. сети с наименьшим старанием besteffort.

Основные числовые характеристики производительности это:

• время реакции (это интервал времени между возникновением запросов пользователя в сетевой службе и получением ответа на него);
• пропускная способность (объем данных, переданных сетью в единицу времени; измеряется в битах в сек или в пакетах в сек; различают: мгновенную, максимальную, среднюю );
• задержка передачи(интервал времени между моментом поступления данных на вход системы и моментом их появления на выходе).

Топология – конфигурация физических связей между узлами сети. Характеристики сети зависят от типа устанавливаемой топологии. В частности, выбор той или иной топологии влияет:

• на состав необходимого сетевого оборудования;
• возможности сетевого оборудования;
• возможности расширения сети;
• способ управления сетью.

Под термином «топология КС» может подразумеваться физическая топология (конфигурация физических связей) или логическая топология – маршруты передачи сигналов между узлами сети. Физическая и логическая топологии КС могут совпадать или различаться. (Например, сеть Ethernet на коаксиальном кабеле– физическая и логическая топология “общая шина”, сеть Token Ring – физическая топология “звезда”, логическая топология – “кольцо”.)

Локальные сети строятся на основе трех базовых топологий, известных как: общая шина (bus); звезда(star); кольцо (ring) .

В топологии общая шина используется один кабель, к которому подключены все компьютеры сети. Данная топология является наиболее простой и дешевой реализацией сети, с экономным расходом кабеля. К такой сети легко подключать новые узлы.

В каждый момент времени вести передачу может только один компьютер. Данные передаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот компьютер, чей адрес соответствует адресу получателя.

Поэтому производительность сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, тем медленнее сеть.

Шина — пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если какой- либо компьютер выйдет из строя, это не скажется на работе сети.

Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы (terminators), поглощающие эти сигналы. При разрыве кабеля, отсоединении одного из его концов, отсутствии терминатора вся сеть выходит из строя («падает»). Т.к. не работает вся сеть, администратору трудно найти и локализовать неисправность. Кроме того, в топологии общая шина существует ограничение на размеры сети (из-за затухания сигнала в кабеле).

При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту — концентратору (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным.

В сетях с топологией «звезда» подключение компьютеров к сети и управление сетью выполняется централизованно. Но есть и недостатки: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля, более высокая стоимость сети (плюс hub), количество подключаемых модулей ограничено количеством портов концентратора. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, остановится вся сеть. Если же выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети этот сбой не повлияет.

При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли повторителя, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть. Следовательно, трудно локализовать проблемы, а изменение конфигурации требует остановки всей сети. Оборудование для сетей с топологией кольцо более дорогостоящее.

К преимуществам можно отнести: устойчивость сети к перегрузкам (нет коллизий, отсутствует центральный узел) и возможность охвата большой территории. Кроме того, количество пользователей не оказывает большого влияния на производительность сети. Сегодня при компоновке сети чаще используются комбинированные топологии, которые сочетают отдельные свойства шины, звезды и кольца

К адресу узла сети и схеме его назначения можно предъявить несколько требований:

• Адрес должен уникально идентифицировать компьютер в сети любого масштаба.
• Схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора и вероятность дублирования адресов.
• Адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей. В крупных сетях отсутствие иерархии адреса может привести к большим издержкам — конечным узлам и коммуникац. оборудованию придется оперировать с таблицами адресов, состоящими из тысяч записей.
• Адрес должен быть удобен для пользователей сети, т.е. должен иметь символьное представление.
• Адрес должен иметь по возможности компактное представление, чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры — сетевых адаптеров, маршрутизаторов и т. п.

Перечисленные требования трудно совместить в рамках какой-либо одной схемы адресации, поэтому на практике обычно используется сразу несколько схем, так что компьютер одновременно имеет несколько адресов. Каждый адрес используется в той ситуации, когда соответствующий вид адресации наиболее удобен. Наибольшее распространение получили три схемы адресации узлов.

· Аппаратные (hardware) адреса (локальные, физические, MAC-адреса). Эти адреса предназначены для сети небольшого или среднего размера, они не имеют иерархической структуры. Типичным представителем адреса такого типа является адрес сетевого адаптера локальной сети. Такой адрес обычно используется только аппаратурой, его записывают в виде двоичного или шестнадцатеричного значения, например 0081005е24а8, в ПЗУ платы сетевого адаптера. При замене аппаратуры, например, сетевого адаптера, изменяется и аппаратный адрес. Стандарты на аппаратные адреса были разработаны IEEE, для всех технологий ЛВС длина аппаратного адреса 6 байт.

· Символьные адреса или имена. Эти адреса предназначены для запоминания людьми и поэтому обычно несут смысловую нагрузку. Символьные адреса легко использовать как в небольших, так и крупных сетях. Для работы в больших сетях символьное имя может иметь сложную иерархическую структуру, например доменные имена в Internet: ftp-archl.ucl.ac.uk.

· Числовые составные адреса. Во многих случаях для работы в больших сетях в качестве адресов узлов используют числовые составные адреса. Типичным представителями адресов этого типа являются IP- и IPX-адреса. В них поддерживается двухуровневая иерархия, адрес делится на старшую часть — номер сети и младшую — номер узла. Такое деление позволяет передавать сообщения между сетями только на основании номера сети, а номер узла используется только после доставки сообщения в нужную сеть. В последнее время, чтобы сделать маршрутизацию в крупных сетях более эффективной, предлагаются более сложные варианты числовой адресации, в соответствии с которыми адрес имеет три и более составляющих. Такой подход, в частности, реализован в новой версии протокола IPv6, предназначенного для работы в сети Internet.

В современных сетях для адресации узлов применяются, как правило, одновременно все три приведенные выше схемы. Пользователи адресуют компьютеры символьными именами, которые автоматически заменяются в сообщениях, передаваемых по сети, на числовые номера. С помощью этих числовых номеров сообщения передаются из одной сети в другую, а после доставки сообщения в сеть назначения вместо числового номера используется аппаратный адрес компьютера.