7. Системы адресации компьютеров в вычислительных сетях. Установление соответствия между адресами различного типа.
Каждый комп в сети идентифицируется. 1. Адрес должен уникально идентифицировать компьютер в сети любого масштаба. 2. Адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей. Чтобы при ограничении кол-ва имен, охватить всех. 3. Адрес должен быть удобен для пользователей сети, а это значит, что он должен иметь символьное представление и, по возможности, смысловую нагрузку. 4. Адрес должен иметь по возможности компактное представление, чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры – сетевых адаптеров, коммутаторов, маршрутизаторов и т. п.
В настоящее время известны следующие системы адресации: 1) составные числовые адреса; 2) аппаратные адреса; 3) символьные адреса.
Составные числовые адреса предназначены для однозначной адресации компьютера в сети любого масштаба, состоящей из подсетей. В адресах такого типа поддерживается двухуровневая иерархия, адрес делится на старшую часть – номер сети – и младшую – номер узла. Типичные представители адресов этого типа – IP-адреса. Аналогично протоколам существуют адреса IPv4 и IPv6.
Адреса IPv4 при выражении в десятичной системе используют точечное десятичное представление и принимают форму n.n.n.n, в ко-торой n для каждого значения неизменно находится в диапазоне от 0 до 255. Каждое из четырех чисел состоит из 8 бит и в стандартной терминологии IP-адресов называется октетом.
Главным отличием IPv6 от IPv4 является длина сетевых адресов. IPv6-адреса имеют длину128 битов (16 байт), в то время как IPv4-адреса – всего 32 бита (4 байта).
Аппаратные (hardware) адреса предназначены для работы на канальном уровне (уровне сетевой технологии). Типичным представителем такого адреса является адрес сетевого адаптера локальной сети. Этот адрес обычно используется только сетевым оборудованием, поэтому его стараются сделать по возможности компактным. МАС-адреса, закрепленные за каждой сетевой картой, являются уникальными и представляют собой 6-байтовый адрес, который для простоты написания состоит из шести двухзначных шестнадцатиричных чисел, разделенных знаком «тире». МАС-адреса имеют определенную иерархичность: первые три байта указывают на изготовителя сетевой карты, оставшиеся три байта служат для маркировки каждого устройства самим изготовителем, за счет чего достигается уникальность и неповторяемость адресов сетевых карт различных производителей.
Символьные адреса, или имена. Эти адреса предназначены для запоминания людьми и поэтому обычно несут смысловую нагрузку. Символьные адреса легко используются в небольших и крупных сетях. Так, в одноранговых сетях символьные имена компьютеров обычно являются плоскими (NetBIOS-имя): computer1, user7, comp513-12. В доменных сетях используется Полное доменное имя компьютера для однозначной идентификации объектов в пространстве доменных имен. Например в сети Интернет используются государственные (например, ru, uk, kz) или родовые (например, com, edu, net) домены .
Проблема установления соответствия между IP-адресом и символьным именем в различных сетях решается как полностью централизованными, так и распределенными средствами.
В случае централизованного подхода выделяется один компьютер (сервер имен), в котором хранится таблица соответствия друг другу IP-адресов и символьных имен. Все остальные компьютеры обращаются к серверу имен, чтобы по символьному имени найти IP-адрес компьютера, с которым необходимо обменяться данными. Централизованный подход обычно применяется в сети Интернет и в доменных локальных сетях.
При другом, распределенном подходе каждый компьютер сам решает задачу установления соответствия между именами. Если пользователь указал для узла назначения символьное имя, то перед началом передачи данных компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети сообщение (такое сообщение называется широковещательным) с просьбой опознать это символьное имя. Все компьютеры, получив это сообщение, сравнивают указанное имя со своим собственным. Тот компьютер, у которого обнаружилось совпадение, посылает ответ, содержащий его IP-адрес, после чего становится возможным отправка сообщений по локальной сети. Распределенный подход рекомендуют применять в небольших одноранговых локальных сетях.
Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разре¬шения адресов ARP (Address Resolution Protocol). Протокол разрешения адре¬сов реализуется различным образом в зависимости от того, работает ли в данной сети протокол локальной сети с возможностью широковещания или же какой-либо из протоколов глобальной сети, которые, как правило, не поддерживают широковещательный доступ. Наиболее известной службой централизованного разрешения имен является служба Domain Name System (DNS), которая активно используется в сети Интернет и доменных локальных сетях