Спосбы подключения к сети Интернет

Таким образом, к 1985 году технологии Интернета поддерживались широкими кругами исследователей и  разработчиков. Интернет начинали использовать для повседневных компьютерных коммуникаций люди самых разных категорий. Особую популярность завоевала электронная почта, работавшая на разных платформах. Совместимость различных почтовых систем продемонстрировала выгоды массовых электронных коммуникаций между людьми.

1.3 Адресация в Интернет

 

IP-адрес – это уникальный  числовой адрес, однозначно идентифицирующий  узел, группу узлов или сеть. IP-адрес  имеет длину 4 байта и обычно  записывается в виде четырех  чисел (так называемых «октетов»), разделенных точками – W.X.Y.Z , каждое из которых может принимать значения в диапазоне от 0 до 255, например, 213.128.193.154.

Существует 5 классов IP-адресов  – A, B, C, D, E. Принадлежность IP-адреса к  тому или иному классу определяется значением первого октета (W).

Таблица 1.1 Соответствие значений первого октета и классов адресов

 

Класс IP-адреса	A	B	C	D	E
Диапазон первого октета	1-126	128-191	192-223	224-239	240-247

 

IP-адреса первых трех  классов предназначены для адресации  отдельных узлов и отдельных  сетей. Такие адреса состоят из двух частей – номера сети и номера узла. Такая схема аналогична схеме почтовых индексов – первые три цифры кодируют регион, а остальные – почтовое отделение внутри региона.

Преимущества двухуровневой  схемы очевидны: она позволяет, во-первых, адресовать целиком отдельные сети внутри составной сети, что необходимо для обеспечения маршрутизации, а во-вторых – присваивать узлам номера внутри одной сети независимо от других сетей. Естественно, что компьютеры, входящие в одну и ту же сеть должны иметь IP-адреса с одинаковым номером сети.

IP-адреса разных классов  отличаются разрядностью номеров  сети и узла, что определяет  их возможный диапазон значений.  

Таблица 1.2 Основные характеристики IP-адресов классов A,B и C

 

Характеристика	Класс
	A	B	C
Номер сети	W	W.X	W.X.Y
Номер узла	X.Y.Z	Y.Z	Z
Возможное количество сетей	126	16 384	2 097 151
Возможное количество узлов	16 777 214	65 534	254
	Особые адреса
Запись адреса сети в  целом	W.0.0.0	W.X.0.0	W.X.Y.0
Широковещательный адрес  в сети	W.255.255.255	W.X.255.255	W.X.Y.255

 

Например, IP-адрес 213.128.193.154 является адресом класса C, и принадлежит  узлу с номером 154, расположенному в  сети 213.128.193.0.

Схема адресации, определяемая классами A, B, и C, позволяет пересылать данные либо отдельному узлу, либо всем компьютерам отдельной сети (широковещательная рассылка). Однако существует сетевое программное обеспечение, которому требуется рассылать данные определенной группе узлов, необязательно входящих в одну сеть. Для того, чтобы программы такого рода могли успешно функционировать, система адресации должна предусматривать так называемые групповые адреса. Для этих целей используются IP-адреса класса D.

Диапазон адресов класса E зарезервирован и в настоящее  время не используется.

Таблица 1.3Диапазоны

 

Класс	С	По
A	0.0.0.0	127.255.255.255
B	128.0.0.0	191.255.255.255
C	192.0.0.0	223.255.255.255
D	224.0.0.0	239.255.255.255

 

Наряду с традиционной десятичной формой записи IP-адресов, может  использоваться и двоичная форма, отражающая непосредственно способ представления адреса в памяти компьютера. Поскольку IP-адрес имеет длину 4 байта, то в двоичной форме он представляется как 32-разрядное двоичное число (т.е. последовательность из 32 нулей и единиц). Например, адрес 213.128.193.154 в двоичной форме имеет вид 11010101 1000000 11000001 10011010. Используя двоичную форму записи IP-адреса, легко определить схемы классов IP адресов:

	Рис. 1.3 Двоичные схемы IP-адресов классов A, B, C, D и E

Протокол IP предполагает наличие адресов, которые трактуются особым образом. К ним относятся  следующие:

1. Адреса, значение первого  октета которых равно 127. Пакеты, направленные по такому адресу, реально не передаются в сеть, а обрабатываются программным обеспечением узла-отправителя. Таким образом, узел может направить данные самому себе. Этот подход очень удобен для тестирования сетевого программного обеспечения в условиях, когда нет возможности подключиться к сети.

2. Адрес 255.255.255.255. Пакет,  в назначении которого стоит  адрес 255.255.255.255, должен рассылаться  всем узлам сети, в которой  находится источник. Такой вид  рассылки называется ограниченным  широковещанием. В двоичной форме  этот адрес имеет вид 11111111 11111111 11111111 11111111. 
3. Адрес 0.0.0.0. Он используется в служебных целях и трактуется как адрес того узла, который сгенерировал пакет. Двоичное представление этого адреса 00000000 00000000 00000000 00000000.

Доменное имя содержит, как минимум, две части (обычно называются метками), разделённые точкой. Самая правая метка является  доменом верхнего уровня (например, для адреса ru.wikipedia.org домен верхнего уровня — org). Каждая следующая метка справа налево является  поддоменом (например, wikipedia.org подомен домена org,аru.wikipedia.org — домена wikipedia.org). Теоретически такое деление может достигать глубины 127 уровней, а каждая метка может содержать до 63 символов, пока общая длина вместе с точками не достигнет 254 символов. Но на практике регистраторы доменных имён используют более строгие ограничения. Система DNS содержит иерархию серверов DNS. Каждый домен или поддомен поддерживается как минимум одним авторитетным сервером DNS (от англ. authoritative — авторитетный, заслуживающий доверия; в Рунете применительно к DNS и серверам имен часто употребляют и другие варианты перевода: авторизированный, авторитативный), на котором расположена информация о домене. Иерархия серверов DNS совпадает с иерархией доменов. Рассмотрим на примере работу всей системы. Предположим, мы набрали в браузере адрес ru.wikipedia.org. Браузер знает только IP-адрес сервера DNS, обычно это один из серверов  
интернет-провайдера (DNS по умолчанию в настройках соединения). Браузер спрашивает у сервера DNS: «какой IP-адрес у ru.wikipedia.org?». Сервер DNS обращается к корневому серверу — например, 198.41.0.4. Этот сервер сообщает — «У меня нет информации о данном адресе, но я знаю, что 204.74.112.1 поддерживает доменную зону org.» Тогда сервер DNS направляет свой запрос к 204.74.112.1, но тот отвечает «У меня нет информации о данном сервере, но я знаю, что 207.142.131.234 поддерживает доменную зону wikipedia.org.» Наконец, тот же запрос отправляется к третьему DNS-серверу (который является авторитетным сервером для зоны wikipedia.org), и получает ответ — IP-адрес, который и возвращает клиенту — браузеру. В данном случае при разрешении имени, то есть в процессе поиска IP по имени, между хостом и серверами передавались запросы двух типов:

- браузер отправил известному ему DNS-серверу т. н. рекурсивный запрос — в ответ на такой тип запроса сервер обязан вернуть «готовый результат», то есть IP-адрес, либо сообщить об ошибке.

1) Замечание: встроенные dns-клиенты браузеров умеют давать только такие типы запросов, иначе их код пришлось бы неоправданно усложнять и значительно возрос бы трафик у конечного пользователя, а сам DNS-сервер, получивший запрос от клиента, выполнял последовательно итеративные запросы, на которые получал от других DNS-серверов уточняющие ответы, пока не получил авторитетный ответ от сервера, ответственного за запрошенную зону.

2) Замечание: сервер провайдера, будучи лентяем, мог бы передать рекурсивный запрос следующему DNS-серверу и дождаться готового ответа, но в данном примере он добросовестно выполнил свою задачу.

Имя хоста и IP-адрес не тождественны — хост с одним IP-адресом может иметь множество имён, что позволяет поддерживать на одном компьютере множество веб-сайтов (это называется виртуальный хостинг). Обратное тоже справедливо — одному имени может быть сопоставлено множество хостов: это позволяет создавать балансировку нагрузки. Запрос на определение имени обычно не идёт дальше кэша DNS, который помнит (ограниченное время) ответы на запросы, проходившие через него ранее. Организации или провайдеры могут по своему усмотрению организовывать кэш DNS. Вместе с ответом приходит информация о том, сколько времени следует хранить эту запись в кэше. Для повышения устойчивости системы используется множество серверов, содержащих идентичную информацию. Существует 13 корневых серверов, расположенных по всему миру и привязанных к своему региону, их адреса никогда не меняются, а информация о них есть в любой операционной системе. Протокол DNS использует для работы TCP- или UDP-порт 53 для ответов на запросы. Традиционно запросы и ответы отправляются в виде одной UDP датаграммы. TCP используется в случае, если ответ больше 512 байт, или в случае AXFR-запроса. 

DNS используется в первую  очередь для преобразования символьных  имён в IP-адреса, но он также  может выполнять обратный процесс.  Для этого используются уже  имеющиеся средства DNS. Дело в том, что с записью DNS могут быть сопоставлены различные данные, в том числе и какое-либо символьное имя. Существует специальный домен in-addr.arpa, записи в котором используются для преобразования IP-адресов в символьные имена. Например, для получения DNS-имени для адреса 11.22.33.44 можно запросить у DNS-сервера запись 44.33.22.11.in-addr.arpa, и тот вернёт соответствующее символьное имя. Обратный порядок записи частей IP-адреса объясняется тем, что в IP-адресах старшие биты расположены в начале, а в символьных DNS-именах старшие (находящиеся ближе к корню) части расположены в конце.

 

 

 

 

 2. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДОСТУПА В ИНТЕРНЕТ

 

2.1 Технологии доступа в Интернет

 

Лет пятнадцать-двадцать назад слово "видеомагнитофон" произносилось не иначе, как с завистью и уважением. По-другому и быть не могло. Экран обычного домашнего телевизора для владельца видеомагнитофона становился окном в другой мир, который не загораживали ни дикторы из программы "Время" со своими идеологически выдержанными сообщениями, ни "порезанные" донельзя кинофильмы.

Точно таким же пропуском  в удивительный и разнообразный  виртуально-реальный мир является в  наши дни Интернет. Многие могут  возразить, что Интернет уже давно  стал обыденным явлением. Десятки  и сотни тысяч людей у нас в стране активно пользуются сетью Интернет и для работы и для развлечения. Но при этом, сколько десятков миллионов людей, считающих себя достаточно "продвинутыми" и образованными, даже не представляют себе тех фантастических возможностей, которые предоставляет им доступ в сеть Интернет? Образование и доступ к информационным ресурсам, развлечения и обмен опытом в любых областях человеческой деятельности, а также многие другие возможности, только список которых занял бы не одну страницу.

Многие говорят: «Хочешь  мира – готовься к войне ». Как это не удивительно, но история создания сети Интернет стопроцентно подтверждает эту формулировку. Именно холодная война 60-х со своей постоянной угрозой ядерного удара с последующими коллективными похоронами нашей цивилизации породила инструмент, позволяющий в наши дни людям всего мира свободно общаться друг с другом. Существование вероятности ядерного удара принудило американцев к созданию децентрализованной коммуникационной системы, устойчивой к возможной атаке и продолжающей функционировать даже в том случае, когда часть ее выведена из строя. Все соединения данной системы обладают возможностью передавать и принимать сообщения, которые путешествуют по оптимальному пути между узлами системы, пока не достигнут своего адресата. Вся информация в такой сети передается небольшими "пакетами", каждый из которых самодостаточен и обладает соответствующей адресной информацией. Пакеты передаются от узла к узлу; каждый из узлов самостоятельно определяет, как передать информацию к следующему доступному узлу. Даже если некоторые узлы системы не функционируют, сообщения могут передаваться по альтернативным маршрутам. Со временем данная система выросла настолько, что покинула пусть уютную, но все же казарму, Пентагона, постепенно захватила учебные заведения и, вооруженная знаниями и энтузиазмом ученых, стала тем миром, который мы знаем под названием сеть Интернет.

В настоящее время  Интернет представляет собой всемирную  сеть, состоящую из соединенных между  собой компьютеров. Интернет позволяет любому пользователю, имеющему выход в сеть, получить доступ ко всем информационным ресурсам, хранящимся на сайтах (компьютерах-серверах) по всему миру. Сеть Интернет обеспечивает работу электронной почты, позволяющей передавать сообщения другим пользователям сети и принимать сообщения от них. Также Интернет дает возможность передавать файлы между компьютерами, а с помощью специальных программ (броузеров) искать и выводить на свой дисплей любую информацию, имеющуюся в сети Интернет. И это еще не полный список…