МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИАНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЯМАЛЬСКИЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     РЕФЕРАТ 

     Дисциплина: «Информатика»

     Адресация в сети Интернет 
 
 
 
 

Выполнил: 
студент 1 курса специальности «Менеджмент организации» группа МО-10

Гамрецкая О.В. 

Проверил:

к.п.н., доцент Спирин И.С. 
 
 
 
 
 
 

     Новый Уренгой – 2011

     Оглавление

     Введение 3

     Глава I. IP- адреса Интернета 4

     1.1. IP-сети и маски подсетей 4

     1.2. «Белые» и «серые» IP –адреса 6

     1.3. «Динамические» и «статические» IP-адреса. 7

     Глава II. Классификация IP-сетей 9

     2.1. Двоичная форма записи IP-адресов 10

     Глава III. DNS-адреса Интернета 12

     Глава IV. Взаимосвязь между IP-адресом и доменным именем 16

     Глава V. Автоматизация процесса назначения IP-адресов узлам сети. 18

     Заключение 22

     Список литературы 23 

     Введение

     Основным  протоколом сети Интернет является сетевой  протокол TCP/IP. Каждый компьютер, в сети TCP/IP (подключенный к сети Интернет), имеет свой уникальный IP-адрес или IP – номер. Адреса в Интернете  могут быть представлены как последовательностью  цифр, так и именем, построенным  по определенным правилам. Компьютеры при пересылке информации используют цифровые адреса, а пользователи в  работе с Интернетом используют в  основном имена.

     Специальная система адресов - IP -адреса - применяется  для того, чтобы можно было однозначно обозначить любой компьютер в  Интернете. Каждый компьютер получает свой уникальный адрес. При чем компьютеры при пересылке информации используют цифровые адреса, а пользователи, то бишь мы, используют имена, построенные по определенным правилам.

     В обычных почтовых адресах, как мы все прекрасно знаем, используется последовательное уточнение страны, города, улицы и дома, в который  доставляется письмо. Система имен, используемая в Интернете, называется доменной системой имен, и она также использует принцип последовательных уточнений.

     Глава I. IP- адреса Интернета

     Для того чтобы маршрутизаторы могли определять куда направлять каждый конкретный пакет информации, передаваемый по сети, в заголовке каждого пакета обязательно указывается адрес отправителя и адрес получателя пакета.

     Адресация в сети Интернет организована очень  просто. Каждой точке подключения  любого устройства к сети (интерфейсу), присваивается уникальный номер, который  и называют – IP-адресом.

     Необходимо  подчеркнуть, что IP-адрес присваивается  не устройству (компьютеру или маршрутизатору), а именно интерфейсу, поскольку многие устройства могут иметь несколько  точек подключения к сети, а  следовательно и несколько различных IP-адресов.

     Компьютеры  и маршрутизаторы «знают» свои IP-адреса, и адреса своих «соседей в сети», а маршрутизаторы еще и могут  определять с помощью таблиц маршрутизации, куда направлять пакеты со всеми прочими IP-адресами.

     Для программно-аппаратных устройств IP-адрес  это просто целое число для  хранения которого выделяется ровно 4 байта памяти. Т.е. число в диапазоне  от 0 до 4294967295. Человеку запоминать такие  громоздкие числа сложно. Поэтому  для наглядности, IP-адрес записывается в виде последовательность четырех  чисел разделенных точками в  диапазоне от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Каждое из этих четырех чисел соответствует  значению отдельно каждого байта  из тех четырех, в котором хранится все число.

1. IP-сети и маски подсетей

     Для обеспечения правильности работы маршрутизаторов  и коммутаторов в сети, IP-адреса распределяются между интерфейсами не произвольно, а, как правило, группами, называемыми  сетями или подсетями. Причем IP-адреса могут группироваться в сети и подсети только по строго определенным правилам.

     Количество IP-адресов (размер) в любой подсети  всегда должно быть кратно степени  числа 2. То есть – 4, 8, 16, 32 и т.д. Других размеров подсетей быть не может. Причем, первым адресом подсети должен быть такой адрес, последнее (из четырех) чисел которого должно делиться без  остатка на размер сети.

     При использовании любой IP-сети нужно  всегда помнить, что первый и последний  адреса подсети – служебные и  использовать их в качестве IP-адресов  интерфейсов нельзя.

     Для сокращения и упрощения описания подсетей, существует понятие «маска подсети». Маска указывает на размер подсети и может быть описана  двумя вариантами записи – коротким и длинным.

     Например, описать подсеть, размером 4 адреса, начинающейся с адреса 80.255.147.32 с  помощью маски можно следующими вариантами:

• Короткий – 80.255.147.32/30
• Длинный – сеть 80.255.147.32, маска 255.255.255.252

     Не  вдаваясь в особенности двоичной арифметики, подробно объяснить –  что такое маска довольно сложно, но знакомые с бинарной математикой  могут разобраться в этом сами, а для большинства – это  не суть важно.  

     Таблица 1. Соответствие для масок подсетей

2. «Белые» и «серые» IP –адреса

     К сожалению, общее количество возможных IP-адресов ограничено. Во времена  создания сети Интернет и разработки основных протоколов ее работы никто  и подумать не мог, что более чем 4 миллиардов допустимых адресов может  быть мало. Но с развитием сети Интернет этого количества уже давно не хватает. Поэтому предпринимаются  различные меры для жесткой экономии IP-адресов.

     Одним из способов экономии является разделение всего пула адресов на так называемые приватные или «серые» и реальные или «белые» IP-адреса.

     В Интернет-сообществе существует договоренность, что часть адресов разрешено  использовать только для устройств, работающих в локальных IP-сетях, не имеющих выхода в глобальную сеть Интернет. Эти IP-адреса принято называть приватными или «серыми».  

     Таблица 2. Полный перечень возможных «серых» адресов

     Все остальные IP-адреса называют реальными  или «белыми».

     Для того, чтобы пакеты с «серыми» адресами в заголовке не попадали в глобальный Интернет, на устройствах, установленных  на границах локальных и глобальной сетей (т.н. «граничных маршрутизаторах») такие пакеты просто отфильтровываются. Поэтому, в разных локальных сетях  могут работать устройства с одним  и тем же «серым» IP-адресом и  друг другу они «мешать не будут».

     Для правильного функционирования всей сети Интернет необходимо строгое обеспечение  уникальности «белых» IP-адресов. Для  этого провайдеры тщательно контролируют адреса своих клиентов. Контроль обеспечивается двумя способами:  

• При постоянном подключении клиентов по выделенным каналам, провайдер так конфигурирует  свое оборудование, что клиент может  использовать только конкретные, выделенные только ему IP-адреса и при попытке  использовать другие, клиент доступа  в сеть просто не получит.
• При подключении на сеанс связи оборудование клиента (модем или компьютер) прежде чем получит от провайдера IP-адрес, должен произвести авторизацию на сервере доступа провайдера по Логину/Паролю. И только в случае успешной авторизации, сервер доступа выдаст оборудованию клиента «белый» «динамический» или «статический» IP-адрес.

     Если  клиент заменит выделенные ему IP-адреса на какие-нибудь другие, доступа в  сеть он не получит, т.к. ближайшие к  клиенту маршрутизаторы находятся  под управлением провайдера и  они эту смену адресов просто проигнорируют. Максимум (да и то далеко не всегда) клиент сможет отправить  какие-то пакеты информации в сеть, но получить никакой информации он не сможет. Причем, если провайдер заметит  такие действия клиента – он может  быть строго наказан вплоть до полного  отключения от сети.

3.   «Динамические» и «статические» IP-адреса.

     Еще один способ экономии IP-адресов, используемый в основном провайдерами – применение так называемых динамически выделяемых IP-адресов.

     В идеальном случае каждое устройство в сети должно иметь постоянный (или  «статический») IP-адрес. Но для устройств, подключающихся к сети только иногда – время от времени (на «сеанс связи»), закреплять за ними постоянные адреса слишком расточительно.  

     Суть  приема заключается в следующем. Провайдер заранее выделяет некоторое  количество адресов для подключения  клиентов на сеанс связи. Причем общее  количество таких адресов обычно значительно меньше, чем общее  количество клиентов. При подключении  очередного клиента, ему выдается произвольный и на данный момент свободный IP-адрес  из этого зарезервированного списка и он у провайдера помечается как  «занятый». При отключении клиента, признак заменяется на «свободный»  и этот IP-адрес может быть выдан  другому, вновь подключившемуся клиенту.

     Если  же клиенту важно, чтобы его IP-адрес  был всегда один и тот же, то в  этом случае провайдер «закрепляет» конкретный IP-адрес за клиентом, т.е. – ему выделяется «статический» IP-адрес.

     Такое подключение может потребоваться  клиентам, которые со своих компьютеров  обращаются к особым – защищенным ресурсам сети, владельцы которых  установили ограничение на доступ к  своим ресурсам, или хотят его  контролировать, для чего проверяют, а с какого IP-адреса произошло обращение к ресурсу.

     Например, если сотрудник какой-либо организации  подключается из дома к сети Интернет «на сеанс связи» и хочет обращаться к компьютерам, установленным у  него на работе. Как правило, в организациях строго контролируется доступ извне  в сеть предприятия, но при наличии  статического IP-адреса для этого  адреса можно сделать исключение. В случае динамического адреса такое  исключение сделать нельзя, так как  заранее неизвестно, какой именно IP-адрес получит клиент после  подключения.

     Глава II. Классификация IP-сетей

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

     Таблица 3. Соответствие значений первого октета и классов адресов

     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.    

Рис. 1. Объединенная сеть. Номера узлов и номера сетей

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

Рис. 2. Основные характеристики IP-адресов 

     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.

1. Двоичная  форма записи IP-адресов

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

     Глава III. DNS-адреса Интернета

     Уникальный  «белый» IP-адрес точно идентифицирует любое устройство, подключенное к  сети Интернет. Компьютерным программам работать с ними удобно, а вот  людям – не всегда... IP-адреса непросто запомнить, да и понятной для человека информации в IP-адресе не много.

     Для облегчения людям работы в сети придумана  другая система идентификации устройств. Любому IP-адресу в сети можно присвоить  какой-нибудь «словесный», более понятный для человека синоним, который называется «доменным именем» или просто «именем» устройства в сети.

     Доменное  имя – это последовательность из двух и более слов, разделенных  точками. Слово, или как оно еще  называется – домен может состоять из любой комбинации букв английского  алфавита, цифр и знака «–» («минус»  или «тире»). Другие символы в  доменном имени использовать нельзя.  

Рис. 4. Пример структуры доменного имени 

     Последний домен в доменном имени называется «доменом первого уровня», второй от конца – «доменом второго уровня»  и т.д.

     Существуют  две системы организации доменных имен – международная (национальная) и американская, однако, в последнее  время обе эти системы используются по всему миру и стали практически равнозначными.

     По  международной системе домен  первого уровня должен состоять из двух символов – сокращения от названия страны, в которой зарегистрировано доменное имя. Например: .ru – Россия, .pl – Польша, .fr – Франция, .us –  США, .ua – Украина и т.д.

     Доменами  второго и последующих уровней  могут быть любые допустимые комбинации символов.

     По  американской системе домен первого  уровня может состоять из трех или  более символов, комбинация которых, показывает принадлежность организации, пользующейся этим доменом, к тому или  иному типу организации. Например: .com – коммерческая организация, .gov –  государственная структура, .edu –  образовательное учреждение, .mil –  военная организация и т.д.

     Доменами  второго и последующих уровней  также могут быть любые допустимые комбинации символов.

     Доменные  имена первого и второго уровня регистрируются и учитываются Техническими Центрами поддержки доменнов. В России это – РосНИИРОС.

     Любой желающий, как юридическое, так и  физическое лицо, может (за умеренную  плату) зарегистрировать у Регистратора любой (не занятый на момент регистрации) домен второго уровня, либо в своем  национальном домене первого уровня (для России – .ru), либо в любом  другом домене первого уровня.

     Зарегистрировавший  домен второго уровня становится его владельцем и может им пользовать его по своему усмотрению, а также  определять принципы формирования поддоменов третьего и последующих уровней  в своем домене.

     В локальных сетях без доступа  в глобальный Интернет и использующих серые IP-адреса никто не запрещает  организовать свои собственные доменные имена по каким угодно правилам. Но обращаться к ресурсам по этим доменным именам можно будет только «изнутри» локальной сети. Из других сетей, в том числе и из глобального Интернета доступ по этим именам будет невозможен. 

           Таблица 4. Некоторые имена доменов верхнего уровня

     Так, компания Microsoft зарегистрировала домен  второго уровня microsoft в административном домене верхнего уровня com, а Московский институт открытого образования (МИОО) - домен второго уровня metodist в  географическом домене верхнего уровня ru.

     Имена компьютеров, которые являются серверами  Интернета, включают в себя полное доменное имя и собственно имя компьютера. Так, основной сервер компании Microsoft имеет  имя www.microsoft.com, а сервер компании МИОО - iit.metodist.ru. 

Рис. 5. Доменная система имен 
 
 

Таблица 5. Характеристики DNS 

     Таблица 6. Дополнительные возможности DNS