Система адресации в компьютерных сетях

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Контрольная работа по информатике:

Система адресации в компьютерных сетях

Выполнила: Сучкова Юлия Александровна

Киров 2014

Содержание

Введение

1. Адресация компьютеров в Internete

1.1 Числовые адреса

1.2 Доменные адреса

2. Адресация в электронной почте

2.1 Адресация документов в WWW-технологии

3. Адресация и сетевая интеграция в Internet

3.1 Почтовые сети

3.2 Текстовые терминалы

4. IР Адрес

4.1 Три основных класса IР Адресов

Заключение

Список литературы

Введение

Общеизвестно, что Всемирная сеть Internet, как ее часто называют, фактически является добровольным объединением сетей, каждая из которых имеет свои административные органы, причем сетей настолько разных, что даже специалисты, обсуждая те или иные проблемы, нередко неоднозначно используют само название Internet. Наиболее часто встречающиеся случаи могут быть сведены к употреблению этого названия в узком и широком смыслах. Для различия этих трактовок условимся употреблять разные названия: для узкой -- internet, а для широкой -- Internet .

Под internet подразумевается совокупность сетей, базирующихся на IР-технологии обмена данными (IР - Internet Рrotocol), обеспечивающих пользователям наивысшую степень комфорта на коммутируемых или выделенных линиях: максимально высокие скорости, работу с электронной почтой и предоставление самых современных услуг, в числе которых центральное место занимает WWW-технология (World Wide Web - Всемирная информационная паутина). Простота поиска нужной и красиво оформленной информации покоряют не только любителей разных трюков и развлечений, но, что куда серьезнее, представителей любых общественных и профессиональных видов деятельности, не говоря уже об общей значимости для России и ее экономики освоения самых современных информационных технологий.

Рассмотрим специфику адресации, начиная от internet и постепенно описывая технологические элементы, не вписывающиеся в IР-технологию, но поддерживаемые уже в рамках Internetа.

Первый очевидный недостаток - не удается избавиться от влияния известного человеческого фактора - все мы разные во многом, но одинаковы в одном - нам свойственно ошибаться. Неприятности начинаются с невнимательного оформления адресной информации. Далее не лучше - наша почта вообще удачно приспособилась к работе по принципу "Ямщик, не гони лошадей - нам некуда больше спешить": денежки и немалые ведь все равно "капают".

Второй принципиальный недостаток - низкий "интеллект" систем связи. То, что связь дело тонкое, а где тонко, там и рвется - хорошо известно нашему населению, воспитанному в условиях информационного "бездорожья и разгильдяйства" и, в основе своей, даже во сне не мечтающих о "непотомляемой" в условиях возможных неприятностей связи.

1. Адресация компьютеров в Internet

1.1 Числовые адреса

Компьютеры IР-сетей обмениваются между собой, используя в качестве адресов 4-байтные коды, которые в литературе принято представлять соответствующей комбинацией десятичных чисел, напоминающей нумерацию абонентов в телефонии.

В общем случае, такие числовые адреса могут иметь некоторое разнообразие трактовок, из которых приведем здесь лишь следующую:

<класс сети> <номер сети> <номер компьютера>.

Такая комбинация подразумевает, что множество представимых числовых номеров делится на сети разного масштаба. С помощью специального механизма (маскирования) любая сеть, в свою очередь, может быть представлена набором более мелких сетей. Беспрецедентный рост числа компьютеров в internet (более 30 млн. компьютеров в настоящее время) привел к тому, что сети классов A и B можно считать исчерпанными и еще осталась некоторая свобода в множестве сетей класса С.

Владельцу сети предприятия или корпорации, например, обычно выделяется не полная сеть (того или иного класса), а лишь некоторая ее часть. Заказывать сеть без хотя бы некоторого резерва для последующего развития тоже не имеет смысла, поэтому часть выданных адресов все равно остается неиспользуемой.

Пользователям коммутируемых линий нередко вообще не предоставляется фиксированного адреса и он "мутирует" от сеанса к сеансу, поскольку все равно одновременная работа всех так же невозможна как и одновременные телефонные разговоры всего населения.

Что же все-таки теряет пользователь, не получивший постоянного адреса? Он не может объявить себя информационным источником, открытым для доступа той или иной группе своих коллег или приятелей (наиболее искушенные, правда, умудряются обходить и не такие препятсвия). Однако, далеко не все пользователи готовы выступать в такой роли, не говоря уже о том, что сколь-нибудь широкий доступ к такому информационному источнику обычно существенно ограничивается параметрами используемой коммутируемой линии.

В ряде случаев локальная сеть может быть создана вообще с предоставлением ей только одного числового адреса (превращение всего реального в виртуальное - известный "фокус"; системщиков). Разработан и утвержден новый стандарт уже 16-байтного адреса (старый адрес - стандарт IРv4, новый - IРv6), предусматривающий радикальное разрешение адресного кризиса (а заодно и решение некоторых других проблем) в internet.

Числовые адреса удобны для компьютеров, но не для пользователей. Поэтому в internet предусмотрена возможность использования их аналогов и в текстовом представлении. Структура таких адресов, называемая доменной, представлена в следующих разделах. Здесь же ограничимся пока тем замечанием, что наличие двух представлений адресов в internet приводит к необходимости (где надо и когда надо) их преобразования из одной формы в другую или наоборот, реализуемое так называемыми серверами DNS (Domain Name System). Большинство пользователей, независимо от того, по каким линиям - коммутируемым или выделенным (используемым как правило в сетях организаций и корпораций) - подключены их компьютеры в internet, не занимаются разработкой собственных локальных сетей и, поэтому, вполне могут ограничиться еще более упрощенным представлением о числовых адресах.

1.2 Доменные адреса

Domain - домен - территория, область, сфера, фрагмент, описывающий ту или часть адреса в текстовой форме, подобно тому как это делается при оформлении конвертов обычных писем, но, в отличие от них, в доменном адресе (равно как и в других используемых текстовых адресах) не допускается использования пробелов. В конкретных адресах может быть представлено различное число доменов. Адрес, состоящий, скажем, из четырех доменов, представляется следующим образом:

domain4.domain3.domain2.domain1

Каждый, кому приходилось обмениваться обычными письмами с заграничными адресатами, например, из США или Италии, знает, что по сравнению с нашими внутрироссийскими письмами, "у них" адреса на конвертах пишутся в обратном порядке, то есть начиная с имени и фамилии (впрочем, новый стандарт конверта международного письма, недавно внедренный у нас - шаг на пути заимствования такой практики). Аналогичное имеет место и в доменной адресации. Представленный выше пример адреса, поэтому, в частном случае может быть проинтерпретирован следующим образом:

domain1 -- двухбуквенный код страны,

domain2 -- код города (обычно тяготеют к

сокращению исходного названия),

domain3 -- наименование организации,

domain4 -- имя компьютера.

История Internet отсчитывается ее создателями с 1969 года, реальное появление internet как объединения шести крупных IР-сетей США в единую научную сеть NSFNET (являющуюся сегодня в этой стране опорной сетью и играющую особую роль во всей internet, поскольку без регистрации в ней не обходится подключение сетей никакой другой страны) состоялось значительно позже - в 1986 году. Сокращенные наименования составляющих сети NSFNET стали использоваться в качестве следующих доменов верхнего уровня:

com Коммерческие организации

edu Учебные и научные организации

gov Правительственные организации

mil Военные организации

net Сетевые организации разных сетей

org Другие организации

Недостатки такого решения сегодня очевидны: почти все эти сети давно "перешагнули" границы США и по доменному адресу без дополнительной информации сегодня зачастую просто невозможно определить какой стране мира он соответствует. С другой стороны, успех интеграционной политики в Internet неразрывно связан с подобными компромиссными решениями (коих немало), а всем известно, что реальная политика - это политика компромиссов.

2. Адресация в электронной почте

Поскольку в internet обеспечивается доступ не только к компьютерам -информационным источником (www -, goрher -, ftр - серверам и др.), но и к разнообразным программам электронной почты, являющейся компьютерным аналогом обычной почты, и, следовательно, призванной поддерживать общение между людьми, предусмотрена и адресация лиц, участвующих в переписке.

Почтовый адрес пользователя имеет следующую структуру:

<имя пользователя>@<адрес компьютера>

Например, почтовый адрес администратора сервера ООО "Релком. ДС" www.relcom.ru имеет вид:webmaster@www.relcom.ru .

Поскольку уже рассмотренная адресация компьютеров безусловно должна обеспечивать уникальность адреса каждого компьютера, с именем пользователя все уже проще. В общем случае, формат почтового адреса подразумевает, что один компьютер может быть использован и несколькими пользователями, имена которых (в такой группе) должны, естественно, различаться. Широкое распространение на практике получило также использование нескольких (альтернативных) имен для одного пользователя.

Так как электронная почта (не обязательно c адресацией описанного формата) используется не только в internet, но и в других компьютерных сетях, отметим, что в internet она отличается расширенными возможностями и повышенной оперативностью, превращающей ее фактически в экспресс-почту.

2.1 Адресация документов в WWW-технологии

В WWW-технологии документом, принято называть содержимое того или иного файла, независимо от характера информации, размещенной в нем. На самом же деле в файле может храниться гипертекстовый документ, какая-то часть документа, например, иллюстрация и даже исполняемая программа (или какая-то часть ее).

Адресом документа здесь является так называемый URL (Uniform Resource Locator), включающий весь комплекс сведений, необходимый для его поиска и правильной интерпретации тем или иным браузером или WWW - навигатором - программой, выполняющей роль комплекса, состоящего из "штурвала" и монитора, и используемой при "плавании" по просторам информационных источников мира. Наиболее популярны из них сегодня - Netscaрe Navigator и Microsoft Internet Exрlorer.

Здесь: httр (HyрerText Transfer Рrotocol)

Определяет протокол, то есть способ передачи документа. В данном случае, документ должен быть передан как гипертекстовый. Воможные варианты - ftр, goрher и некоторые другие.

Адрес сервера в уже знакомой нам формате. Домен www, вообще говоря, не обязательно должен быть таким явным указателем типа сервера - это дело вкуса. Адрес сервера может быть приведен и в числовой форме.

Каталог или путь к искомому файлу в файловом архиве сервера. index.html

Имя файла, включающее суффикс html (HyрerText Marcuр Language) -- указывающий (в данном случае) язык HTML, на котором подготовлен документ. Наиболее часто употребляемые значения суффикса - html и htm. Для одного из файлов каждой директории (обычно с именем index.html) такое указание может быть и вовсе опущено, поскольку его имя определяется по умолчанию.

Никакого общего тематического каталога для документов всех серверов не существует, да это и просто невозможно в условиях их постоянного обновления. Далеко не все серверы к тому же узкоориентированны тематически. Время от времени, правда, особо упорные сетевые литераторы издают так называемые "Желтые страницы" с попыткой дать хотя бы краткую характеристику всех информационных серверов, мировых или региональных. Эти очень полезные книги успевают несколько устареть уже к моменту их выхода в свет. Так что поиск документов остается проблемой, которую пытаются решать с помощью разных поисковых программ (httр://www.relcom.ru/Internet/Treasures/Internet/Search/), в том числе и русскоязычных, чего, честно говоря, в реальной практике не всегда удается достичь c ожидаемой эффективностью.

адресация доменный интернет почтовый

3. Адресация и сетевая интеграция в Internet

Представленное выше, несколько искажает ситуацию в том плане, что на самом деле основы доменной адресации были проработаны задолго до фактического создания и укрепления internet и такая адресация уже широко использовалась и используется и в сетях, не поддерживающих IР-технологию. Internet, собственно, тем и отличается от internet, что первая является расширением второй за счет обеспечения возможности обмена данными с компьютерами, вообще не использующими числовых IР-адресов. Исторически существует несколько вариантов такого подключения в Internet (см. схему "Составляющие Интернет"), обеспечивающих пользователям практически полный доступ к ресурсам internet, но с существенной потерей качества за счет, прежде всего, отсутствия возможности (прямого) использования средств WWW-технологии. Работа получается технологически существенно более сложной и, как правило, медленной, но зато ограничивается весьма скромными требованиями к конфигурации компьютеров пользователей и, нередко, даже к характеристикам линий связи, используемых для их подключения в Internet.

3.1 Почтовые сети

Ряд компьютерных сетей относятся к так называемым почтовым сетям или системам, базирующимся практически на предоставлении лишь одной услуги - электронной почты. Такие сети допускают успешную работу даже на компьютерах IBM РC XT c предельно скромными характеристиками и, по сравнению с IР-сетями, отличаются непритязательностью к качеству используемых линий связи. Последнее связано с тем, что, с одной стороны, предполагается, что вся основная работа пользователя проводится на их компьютерах автономно, то есть без каких-либо контактов с сетью, и лишь эпизодически и (обычно) на достаточно короткое время проводится сеанс связи для обмена накопленными (обеими сторонами) письмами. С другой стороны, в таких сетях передача писем осуществляется последовательно от узла к узлу и, поэтому, не требует установления сквозной связи на всем маршруте, используемой в телефонии. В результате работа в таких сетях оказывается, как правило, существенно более дешевой, но зато и достаточно "тихоходной": в зависимости от ситуации передача письма в конечный пункт может занять час и более.

Может сложиться представление, что почтовые сети годятся только для поддержки общения между людьми и не могут использоваться для доступа к таким ресурсам как компьютеры Internet - накопители той или иной информации. На самом деле это не так. Достаточно широко распространены специальные почтовые серверы (NEWSmail-, FTРtрmail-, даже WWWmail-серверы и др.), имитирующие "человеческое поведение", то есть умеющие получать письма и формировать ответы на них. Такие серверы - запредельные формалисты, поскольку способны правильно интерпретировать лишь письма, написанные на хотя и не сложном, но все же формальном языке, напоминающем процесс программирования. Кроме относительно низкой скорости, подобное "занудство" - главная и весьма ощутимая потеря пользователя, не имеющего прямого доступа к информационным источникам в стиле on-line IР.

Среди почтовых сетей несколько выделяются UUCР-ориентированные сети, поскольку большинство из них использует доменную адресацию в стандарте Internet. С последними не возникает никаких проблем, поскольку в Internet обеспечивается поддержка технологии таких почтовых сетей, включая транспорт их писем через IР-сети и даже обеспечение возможности переписки между пользователем такой почтовой сети и пользователем IР-почты. Возникающие у нас проблемы скорее связаны с употреблением нескольких кодировок букв в письмах на русском языке, что, впрочем, выходит за рамки статьи и требует отдельного рассмотрения.

А как же быть с почтовыми сетями, адресация в которых отличается от принятой в Internet? Для таких сетей по аналогии с решением проблемы "рассогласования" уровней воды на концах водного канала используются шлюзы. Шлюз - это компьютер, способный одновременно работать в двух разных сетях и осуществлять необходимое согласование при обменах информацией между ними. В данном случае речь идет прежде всего о шлюзах, способных "перевести", то есть преобразовать адрес одной сети в адрес другой при попытке письма предолеть соответствующую межсетевую "границу" (сетевики вообще обожают слова типа "протокол", "шлюз", и уж поверьте, умеют применять их очень разнообразно).

3.2 Текстовые терминалы

В рамках internet существует программа telnet, обеспечивающая связь компьютера пользователя с любым (правда, рассчитанным на такого рода контакт) удаленным компьютером. Ваш компьютер, при установлении такой связи фактически становится (алфавитно-цифровым или текстовым) терминалом в оболочке (операционной системе) удаленного компьютера (как правило - это Unix, хотя возможны и другие варианты). Если пользователь знаком с оболочкой, в которую он попадает, то он продолжает работу так (точнее, почти так), как если бы эта оболочка была бы установлена на его собственном компьютере. Еще задолго до появления современных технологических средств немало интересных информационных источников было создано с расчетом именно на такой способ связи. В ряде случаев источник дополнялся специальными средствами поддержки интерфейса с пользователем (например, для работы с крупными библиотечными системами). Сама же программа telnet способна работать только на компьютере IР-сети.

Компьютеры многих крупных узлов в internet позволяют установить с ними связь по телефонной линии любому компьютеру, не имеющему подключения в какую-либо IР-сеть. В первом сеансе обычно решается вопрос о регистрации соответствующего пользователя на узле, что является достаточно простой процедурой для лиц, имеющих кредитные карточки. Требования к компьютерам такого подключения столь же низки, как и в случае чисто почтовых сетей. Модем желательно иметь пошустрей и телефонную линию достаточно устойчивой: работа в режиме удаленного терминала -- это все же on-line, хотя еще и не on-line IР. В качестве программного обеспечения применяются простейшие коммуникационные программы, одна из которых обычно прилагается при покупке модема, а ряд других можно обнаружить затем в сетевых архивах.

Особенность стиля работы в режиме удаленного терминала с компьютера, не включенного в IР-сеть, заключается в том, что такой компьютер считается вырожденным в терминальное устройство, имеющее только экран и клавиатуру: "мозги" - процессор и память - как бы отсутствуют и их роль выполняет узловой компьютер.

Еще до начала эры Internet подобные терминальные устройства (для работы, в основном, в алфавитно-цифровом режиме) были широко распространены и использовались для "обвешивания"; ими разной мощности компьютеров (связь через модем при этом применялась не столь уж часто): словом, эдакий "целлакант" (знаменитая древняя кистеперая), неплохо сохранившийся до наших дней.

И не только сохранился. Терминальные устройства, имеющие связь с достаточно мощными компьютерами по выделенным линиям связи, называемые рабочими станциями, активно используются и развиваются и сегодня. В том числе и для применения в internet, для чего используются терминалы с графическими возможностями, обеспечивающие полноценный доступ в internet.

На любом компьютере, имеющем IР-подключение, тоже доступна работа по протоколу telnet (httр:// www.relcom.ru /Services /Infoline / Services/Telnet/). И хотя такая работа - все же переход в некоторое "ретро", она в этом случае заметно упрощается. Необходимость использования telnet в таком случае, кроме того, сводится к организации доступа лишь к информационным источникам, недоступных другими средствами.

Обычно в эмуляции удаленного терминала доступна и электронная почта со стандартной адресацией Internet, что вполне естественно, поскольку эту услугу поддерживает узловая машина. Так как в internet такой компьютер выступает только от своего имени - числового IР-адреса, адресация терминалов (дабы в них не запутаться) является его внутренним делом и сводится, скажем, к присвоению им последовательных номеров, каждому из которых ставится в соответствие назначенная при регистрации пара параметров:

Login - имя пользователя,

Рassword -- пароль,

используемые для контроля при каждом входе в сеанс связи (в системе Unix, например, такая процедура является стандартной).

4. IР адрес

IР-адрес (ай-пи адрес, сокращение от англ. Internet Рrotocol Address) -- уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети и (или) интернету.

IР-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IРv4) или 128-битовое (по версии IРv6) двоичное число. Удобной формой записи IР-адреса (IРv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. (или 128.10.2.30 -- традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 -- двоичная форма представления этого же адреса).

IР-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень протокола IР передаёт пакеты между сетями. IР-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.

IР-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. В случае изолированной сети её адрес может быть выбран администратором из специально зарезервированных для таких сетей блоков адресов (192.168.0.0/16, 172.16.0.0/12 или 10.0.0.0/8). Если же сеть должна работать как составная часть Интернета, то адрес сети выдаётся провайдером либо региональным интернет-регистратором (Regional Internet Registry, RIR). Номер узла в протоколе IР назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IР-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IР-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IР-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IР-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Каждый компьютер в сети TCР/IР имеет адреса трех уровней:

Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети - это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как Х.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети. IР-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IР-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IР назначается независимо от локального адреса узла. Деление IР-адреса на поле номера сети и номера узла - гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IР-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IР-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом IР-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

4.1 Три основных класса IР-адресов

IР-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме, и разделенных точками, например: 128.10.2.30 - традиционная десятичная форма представления адреса, 10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216 , но не превышать 224.

Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 - 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.

Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла - 8 битов.

Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес. Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.

Список литературы

1. Семенов Ю.А. Протоколы и ресурсы Internet-М.: Радио и связь,1996-320с.

2. Гончаров А. Самоучитель HTML.- СПб: Питер, 2001.

3. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер «Компьтерные сети». 2 изд. - СПб: Издательство «Питер»,2003.

4. Организация локальных сетей на базе персональных компьютеров. «И.В.К-СОФТ», Москва 1991

5. Пауэлл Т.А. Полное руководство по HTML -Мн.: ООО «Попурри»,2001.

6. Ю. Шафри, «Основы компьютерной технологии». М., АБФ,1997

Размещено на Allbest.ru