Если в пакете указан адрес сети класса D, то его получат все узлы этой сети. Поэтому сети класса D называются сетями multicast - широковещательными сетями и используются для обращения к группам узлов. Основное назначение multicast - распространение информации по схеме «один- ко- многим». Групповая адресация предназначена для экономичного распространения в Интернет или большой корпоративной сети аудио- или видеопрограмм, предназначенных сразу большой аудитории слушателей или зрителей.

Класс E

Адреса сетей класса E начинаются с 11110 в двоичной записи, или с 240 в десятичной записи, они имеют номера от 240.0.0.0 до 247.255.255.255 (11110000.00000000.00000000.00000000.=240.0.0.0, 111101111.11111111.11111111.1111111= 247.255.255.255). Сети класса Е зарезервированы для будущих использований.

Некоторые IP - адреса являются выделенными и трактуются по- особому:

· Все нули - 0.0.0.0 - обозначает адрес данного узла

· Номер сети. Все нули (194.28.0.0) - данная IP- сеть

· Все нули. Номер узла (0.0.0.15) - узел в данной IP- сети

· Все единицы (255.255.255.255) - все узлы в данной IP- сети

· Номер сети. Все единицы (194.28.255.255) - все узлы в указанной IP- сети

· Число 127. единица (127.0.0.1) - «петля». Петля используется при тестировании компьютера, и данные не пересылаются по сети, а направляются на модули верхнего уровня, как будто принятые из сети. Поэтому в сетях запрещается использовать IP- адреса, начинающиеся с 127.

Лекция 11. Глобальная компьютерная сеть интернет

1. Использование масок в IP- адресации

Основной недостаток использования классов IP- адресов напрямую состоит в том, что если организация имеет несколько сетевых номеров, то все компьютеры вне сети имеют доступ к этим адресам и сеть организации становится прозрачной.

Для устранения указанного недостатка адресное пространство сети разбивается на более мелкие непересекающиеся пространства - подсети (subnet). С каждой из подсетей можно работать как с обычной TCP/IP - сетью.

Разбивка адресного пространства на подсети осуществляется с помощью масок.

Маска- это число, которое используется в паре с IP- адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP- адресах интерпретироваться как номер сети. Единицы в маске должны представлять непрерывную последовательность.

Для стандартных классов маски имеют следующие значения:

· Класс А - 11111111.00000000.00000000.00000000 (255.0.0.0)

· Класс В - 11111111.11111111.00000000.00000000 (255.255.0.0)

· Класс С - 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)

Рассмотрим, каким образом маска преобразует IP- адреса.

Пусть организация получила один IP- адрес класса B. Как известно, для сетей класса B первые два байта являются номером сети, а два остальные байта определяют номер узла. Для организации подсетей и их нумерации используются разряды байтов номеров узлов. В самом простом случае для нумерации подсетей используется первый байт номера узла.

Адрес до преобразования выглядел следующим образом:

После организации подсети IP- адрес стал выглядеть:

Задавая в третьем байте номера подсети, можно разбивать сеть на отдельные подсети и присваивать номера узлов внутри подсети. В этом случае нумерация узлов внутри подсетей является локальным для организации и не видна во внешней сети. Все компьютеры вне организации видят одну большую IP- сеть и они должны поддерживать только маршруты доступа к шлюзам, соединяющим сеть организации с внешним миром.

Пример

IP- адрес сети класса B задан в виде:

10000010. 00100000. 10000101. 00000001 = 130.32.133.1

а) Маска не используется. В этом случае номером сети являются первые два байта и определяют сеть 130.32.0.0, а номер узла равен 0.0.132.1

б) Используется маска: 11111111.11111111.10000000.00000000 = 255.255.128.0

В этом случае наложение маски на IP- адрес дает новое число, интерпретируемое как номер сети: 10000010. 00100000. 10000000. 00000000 = 130.32.128.0

Номер узла в этой сети становится 0.0.5.1

Как видно из примера, снабжая IP-адреса маской, можно отказаться от понятий классов адресов и сделать более гибкой систему адресации сетей.

Пример

Пусть в сети работают два компьютера, имеющие два соответствующие IP- адреса: 210.20.30.193 и 210.20.30.70. Для разделения указанных компьютеров в две разные подсети используем маску 255.255.255.192

В двоичной форме маска имеет вид:

11111111. 11111111. 1111111. 11000000

Двоичный адрес первого компьютера:

11010010. 00010100. 00011110. 11000001

Двоичный адрес второго компьютера:

11010010. 00010100. 00011110. 01000110

Накладывая маску на адрес первого компьютера, получим его новый адрес:

11010010. 00010100. 00011110. 11 000001

Накладывая маску на адрес второго компьютера, получим его новый адрес:

11010010. 00010100. 00011110. 01 000110

Таким образом, сеть с помощью маски разбилась на две подсети, номер второго компьютера в подсети стал равным шести.

Следует отметить, что в настоящее время наблюдается дефицит IP- адресов, выделяемых организацией InterNIC. Очень трудно получить адрес класса В и практически невозможно стать обладателем адреса класса А. Если же IP- сеть создана для работы в автономном режиме, без связи с Интернет, то администратор сети сам произвольно назначает номер. Но даже в этой ситуации в стандартах Интернет определены несколько диапазонов адресов, не рекомендуемых для использования в локальных сетях. Эти адреса не обрабатываются маршрутизаторами Интернет ни при каких условиях. Для сетей класса А - это сеть 10.0.0.0, в классе В- это диапазон из 16 номеров сетей 172.16.0.0 - 172.31.0.0, в классе С - это диапазон из 255 сетей - 192.168.0.0 - 192.168.255.0.

Для разрешения проблемы дефицита адресов осуществляется переход на новую версию IP- протокола- протокол IPv6, в котором резко расширяется адресное пространство за счет 16- байтных адресов.

2. Протокол IPv6, как развитие транспортных средств IP- протокола

Указанный протокол решает принципиальную проблему нехватки IP-адресов посредством использования 128- разрядных адресов вместо 32 - разрядных адресов, благодаря чему адресное пространство расширяется в 296 раз. Результатом этого будет то, что любой житель Земли может получить в сове распоряжение несколько IP- адресов, новое количество адресов позволит подключить к сети свыше 1 квадрильона компьютеров в 1 триллионе сетей.

Адреса в IPv6 - протоколе разделяются на три типа: обычные, групповые и нечеткие.

Пакет с обычным адресом передается конкретному адресату, в то время как пакет с групповым адресом доставляется всем членам группы. Пакет с нечетким адресом доставляется только ближайшему члену данной группы.

В IPv6 128 разрядные адреса записываются в виде восьми 16- разрядных целых чисел, разделенных двоеточие. Каждое число представлено шестнадцатеричными цифрами, разделенными двоеточиями. Другими словами, необходимо вводить 32 шестнадцатеричные цифры для задания IP- адреса. IPv6 - адрес может выглядеть так: 501А:0000:0000:0000:00FC:ABCD:3F1F:3D5A.

Переход от традиционных IP- адресов к IPv6 - адресам займет ни один год и старая адресация будет постепенно замещаться новыми программными продуктами и оборудованием, использующим IPv6- протокол.

Среди других новых свойств IPv6 - протокола можно отметить также более рациональную структуру формата заголовка пакета, увеличение производительности маршрутизаторов, работающих с этим протоколом, возможность маркировки потока данных, если их необходимо обрабатывать особым образом, аутентификацию дейтаграмм и д.р.

3. Система доменов DNS

Выше было установлено, что для обращения к хостам используются 32- разрядные IP- адреса. Поскольку при работе в сети Интернет использовать цифровую адресацию сетей крайне неудобно, то вместо цифр используются символьные имена, называемыми доменными именами. Доменом называется группа компьютеров, объединенных одним именем. Символьные имена дают пользователю возможность лучше ориентироваться в Интернет, поскольку запомнить имя всегда проще, чем цифровой адрес.

На заре создания Интернет соответствия между именами хостов и их IP- адресами были размещены в единственном файле, который назывался Hosts.txt, который размещался на компьютере в центре InterNIC. Этот файл передавался по всем хостам еще совсем тогда крохотной сети. Стремительный рост Интернет заставил выработать новую концепцию механизма разрешения имен. С этой целью была разработана специальная система DNS (Domain Name System), для реализации которой был создан специальный сетевой протокол DNS. Начальные попытки создать единую копию целой базы данных имен и адресов оказались тщетными из-за громадного объема информации. Было принято решение строить распределенную базу данных, а для увеличения производительности использовать механизм локального кэширования (сохранения в локальной базе данных). Доступ к распределенной базе данных не зависит ни от аппаратной платформы хоста, ни от коммутационной системы. Доступ к базе данных должны иметь все пользователи Интернет. Администрирование базы данных DNS возлагается на каждую организацию, которая подключается к Интернет. Организация должна инсталлировать свой собственный компьютер -сервер разрешения имен и ту часть распределенной базы данных, содержащей информацию о домене хостов данной организации. Сервер должен обслуживать хосты внутри организации и предоставлять доступ к базе данных этой организации извне.

Структура баз данных в системе DNS имеет иерархический вид, аналогичный иерархии файлов, принятой во многих файловых системах. Дерево имен начинается с корня, затем следует старшая символьная часть имени, вторая часть имени и т.д. Младшая часть имени соответствует конечному узлу сети. Все имена разделяются точками, причем иерархия задается справа налево, например, www.bseu.minsk.by

По имени можно получить информацию о профиле организации или ее местоположении. Шесть доменов высшего уровня определены следующим образом:

· gov - правительственные организации;

· mil - военные организации;

· edu - образовательные организации;

· com - коммерческие организации;

· org- общественные организации;

· net - организации, предоставляющие сетевые услуги, как правило, региональные сетевые организации.

Кроме того, все страны мира имеют свое собственное символьное имя, обозначающий домен верхнего уровня этой страны. Например, de - Германия, us - США, ru- Россия, by - Беларусь и т.д. Таким образом, адрес www.cdo.bseu.minsk.by означает, что компьютер дистанционного образования cdo находится в группе компьютеров (в домене) Белорусского государственного экономического университета bseu, в домене minsk в Республике Беларусь. Графически DNS можно представить в виде дерева, как на рисунке 1.

DNS имеет три основные компоненты:

· Пространство имен домена (domain name space) и записи базы данных DNS (resource records).Они определяют структуру имен «дерева» и данных, связанных с этими именами. Запрос по данному имени возвратит IP- адрес хоста.

· Сервера имен (name servers). Сервера имен - это специальные компьютеры со специальными серверными программами, обрабатывающие информацию имен и данных имен. Сервер управляет всей информацией подчиненной ему области имен и данных домена. При обращении за информацией, который данный сервер не обслуживает, он должен или переправить запрос серверу, обслуживающему эту информацию, или стоящему на следующей ступени иерархии. Сервер, в распоряжении которого находится определенная часть информации об именах, является владельцем (authority) имен домена, а граница владения называется зоной (zone). Зоны строятся не на основе принадлежности какой-либо части данных к определенной организации, а распределяются автоматически серверами имен и должны обеспечить полную адресацию хостов.

· Программы разрешения имен (resolves). Эти программы возвращают информацию, хранящуюся в базе данных имен домена по запросу пользователя. Пользователь взаимодействует с пространством имен через указанные программы. Как правило эти программы реализуются в виде системного модуля, напрямую связанного с пользовательской программой, поэтому не требуется ни какого дополнительного протокола обмена.

Основным предназначением системы имен доменов является обеспечение механизма именования ресурсов. Этот механизм должен эффективно работать с различными хостами, сетями, семействами протоколов и типами организаций. Описанная выше структура DNS позволяет решать проблему адресации отдельных модулей изолировано, и, тем самым, создает универсальную модульную архитектуру.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17