Денис Колисниченко - Linux: Полное руководство

Уникальность IP-адреса достигается достаточно просто: IP-адреса назначаются централизованно Сетевым Информационным Центром (NIC, Network Information Center). Если ваша локальная (или даже региональная) сеть не соединена с Интернет, то внутри сети вы можете использовать любые IP-адреса без согласования с NIC. Если же ваша сеть подключена к Интернету, протокол TCP/IP обеспечивает работу вашей сетевой программы с любым компьютером в мире, как будто тот находится в локальной сети.

Любая сеть, в том числе локальная, может быть разделена на подсети. О причинах и целях такого разбиения вы можете прочитать в руководстве IP Sub-networking-HOWTO, которое вы найдете на сайте http://dkws.narod.ruили на http://www.dhsilabs.com.ua. Подсети связывает маршрутизатор, в роли которого может выступать любой компьютер с двумя или более сетевыми интерфейсами, например, двумя сетевыми платами.

Каждая сеть (подсеть) также имеет свой уникальный адрес. Под сетью можно понимать «пачку» IP-адресов, идущих подряд, то есть 192.168.1.0–192.168.1.255. Самый младший и самый старший адреса резервируются. Младший (192.168.1.0) служит адресом сети и используется, когда нужно указать всю сеть (подсеть), например, при задании маршрутизации для нее. Старший служит широковещательным ( broadcast ) адресом: в этот адрес направляются сообщения, которые нужно передать сразу всем компьютерам сети. Широковещательные запросы очень часто используются, например, для построения ARP-таблиц.

Для каждой сети (подсети) определена ее маска. Фактически, маска — это размер сети, то есть число адресов в сети. Маску принято записывать в десятично-побайтном виде:

♦ 255.255.255.0 — маска на 256 адресов (0–255)

♦ 255.255.255.192 — маска на 64 адреса (192–255)

♦ 255.255.0.0 — маска на 65536 адресов (256*256)

IP-сети делятся по размеру на классы, каждому из которых соответствует свой диапазон адресов. Запишите первое число адреса в виде восьмизначного двоичного числа, и количество идущих подряд единиц укажет на класс сети. В таблице 6.1 приведены характеристики классов сетей.

Классы IP-сетей Таблица 6.1

Адреса узлов (компьютеров) в сети класса А выглядят как 125.*.*.*, класса В — как 136.12.*.*, класса С — как 195.136.12.*,

Если адрес начинается с последовательности 1110, то сеть является сетью класса D, а сам адрес является особым — групповым ( multicast ). Если в пакете указан адрес сети класса D, то этот пакет должны получить все хосты, которым присвоен данный адрес.

Адреса класса E зарезервированы для будущего применения.

За некоторыми адресами закреплены особые значения, приведенные в таблице 6.2.

Специальные IP-адреса Таблица 6.2

Человеку обычно легче запомнить символьное имя (www.dhsilabs.com.ua), чем последовательность чисел (217.20.163.34). Компьютеру же, наоборот, проще обрабатывать числа, а не символьную информацию. Для преобразования IP-адреса в символьное имя и обратно используется служба доменных имен — DNS ( Domain Name System ).

Домены объединены в иерархическую структуру. Корневой домен управляется центром InterNIC, который назначает домены верхнего (первого) уровня для каждой страны и регистрирует национальных координаторов. Национальные координаторы (в России это — RU-CENTER, http://www.nic.ru) повторяют эту процедуру в своем домене и так далее, в результате типичное доменное имя подразделения компании выглядит как на рисунке 6.4.

Рис. 6.4. Иерархическая структура системы доменных имен

DNS можно назвать гигантской распределенной базой данных. Ее поддерживают серверы имен ( name server , DNS-сервер ), которые снабжают всех информацией о данном домене или нескольких доменах сразу. Для каждой зоны (группы узлов, приписанных к этому домену, но не к его поддоменам) есть по крайней мере два сервера имен, которые содержат всю информацию относительно хостов (узлов) в этой зоне.

Что происходит, когда пользователь вводит в окне браузера адрес department.firma.isp.ru? Запрос на разрешение (преобразование) имени в IP-адрес сначала отправляется серверу имен, принадлежащему провайдеру пользователя. Если этот сервер знает такое имя, он возвращает IP-адрес, и браузер устанавливает соединение с нужным компьютером. Если же нет, то сервер имен провайдера обращается к корневому серверу, обслуживающему домен наивысшего уровня, тот перенаправляет запрос DNS-серверу домена ru, тот обращается к DNS-серверу домена isp, тот — к DNS-серверу домена firma, а этот последний возвращает IP-адрес зарегистрированного в нем хоста department. Если эта цепочка запросов оборвется на каком-либо звене, то пользователю будет сообщено о невозможности разрешения имени компьютера в IP-адрес.

На одном компьютере могут одновременно работать несколько приложений, обменивающихся данными через сеть. Если в качестве адресата сообщения указывать только IP-адрес получателя, то приложения не смогут разобраться, которому из них предназначены присланные данные. Для решения этой проблемы используется механизм портов. Номер порта — это просто номер программы, которая будет обрабатывать переданные данные.

Этот номер может быть любым, но за наиболее популярными службами закреплены стандартные номера, чтобы клиенты были твердо уверены, что обращаются к нужному серверу. Так, стандартный номер порта электронной почты 25, пересылки файлов — 21, веб-сервера — 80, службы telnet — 23, сервера имен — 53. Стандартные номера выбираются из промежутка от 0 до 1023. Числа начиная с 1024 и до 65 535 можно использовать для своих собственных номеров портов.