Інформаційні ресурси телекомунікаційних мереж (стр. 2 )

На стороне Web-клиента используются программы, называемые Web-браузерами (Web-browsers). Эти программы позволяют сформировать выводимые на дисплей Web-страницы из полученного с Web-сервера документа HTML и файлов MIME-типов. При формировании Web-страницы могут использоваться как встраиваемые модули Web-браузера, так и внешние программы.

Структура протоколов Internet

В середине 70-х годов DARPA – агентство по перспективным исследовательским оборонным проектам (Defense Advanced Research Project Agency) начало финансирование работ по исследованиям в области технологий в сетях с пакетной коммутацией. В результате этих исследований в конце 70-х годов было создано семейство протоколов для сети ARPANET, а затем (после добавления межсетевого уровня) для сети Internet, по имени которой эти протоколы получили свое название. Из этих протоколов самыми известными являются TCP – протокол управления передачей (Transmission Control Protocol) и IP – межсетевой протокол (Internet Protocol). По именам этих протоколов иногда все протоколы Internet называют протоколами TCP/IP, хотя семейство включает протоколы, реализующие функции всех уровней модели OSI.

В настоящее время протоколы Internet являются самыми распространенными в компьютерных сетях по следующим причинам:

·  они специально созданы для неоднородных сетей и одинаково хорошо работают как в локальных, так и в глобальных сетях;

·  они не ориентированы на конкретную компьютерную платформу или операционную среду (хотя имеются их реализации для всех распространенных в настоящее время операционных сред);

·  имеется документация по всем функциям и протоколам (в отличие от протоколов OSI/ISO, часть из которых еще находится в различных стадиях разработки).

Стандарты для Internet разрабатываются Комитетом по деятельности Internet – IAB (Internet Activities Board). Комитет состоит из группы специалистов, регулярно собирающихся для обсуждения вопросов функционирования Internet, в том числе и выработки стандартов Internet. Стандарты Internet входят в число документов RFC – запросов на комментарии (Requests For Comments). Название стандартов RFC связано с технологией их утверждения: сначала некоторая инициативная группа разрабатывает положения того или иного стандарта, а затем эти положения рассылаются по сети для внесения замечаний и предложений (комментариев) широкому кругу организаций и лиц – специалистов и пользователей данного стандарта. Процедура доработки и согласования может включать несколько итераций и занимать довольно продолжительное время, однако позволяет учесть предложения всех заинтересованных лиц. Такая процедура разработки и принятия приводит к тому, что стандарты Internet, как правило, являются простыми и не содержат неясностей и противоречий, что в конечном счете послужило одной из причин широкого распространения протоколов Internet.

Поскольку протоколы Internet начали разрабатываться до появления эталонной модели OSI, архитектура Internet существенно отличается от этой модели (хотя функции, выполняемые эталонной моделью OSI/ISO и протоколами Internet являются одинаковыми) и содержит следующие четыре уровня:

·  сетевой, предназначенный для приема пакетов и их передачи через физическую сеть;

·  межсетевой, управляющий обменом сообщениями между машинами;

·  транспортный, организующий обмен сообщениями между различными прикладными процессами;

·  прикладной, обеспечивающий выполнение прикладных задач пользователей.

Адресация в Internet

Каждый уровень протоколов Internet имеет собственную систему адресации. Например, для уровня сетевого интерфейса (соответствующего физическому уровню и уровню канала данных модели OSI/ISO) в локальных сетях используется физический адрес интерфейса. Он представляет собой 48-битный адрес, как правило, записанный в память платы. Для отображения физического адреса в адрес протокола верхнего уровня (Internet) используется, как уже говорилось, ARP и RARP.

Уровень Internet (или сетевой уровень модели OSI/ISO) в качестве адресов использует IP-адреса.

Адресация компьютеров в сети Internet построена на концепции сети, состоящей из хостов и других сетей. Хост представляет собой объект сети, который может передавать и принимать IP-пакеты, например, сервер, рабочую станцию или маршрутизатор.

Каждый IP-адрес (длиной в 32 бита) можно представить состоящим из двух частей: адреса (или идентификатора) сети и адреса хоста в этой сети. Существует пять возможных форматов IP-адреса, отличающихся по числу бит, которые отводятся на адрес сети и адрес хоста. Эти форматы определяют классы адресов, получивших названия от A до E. Определить используемый формат адреса позволяют первые биты, как это показано на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Классы адресов Internet

Взаимосвязанные сети должны обеспечивать общее адресное пространство. Адрес IP каждого хоста этих сетей должен быть уникальным. На практике это достигается с использованием иерархии, заложенной в базовый формат адреса. Информационный центр сети NIC (Network Information Center) отвечает за назначение номеров сетей, следя за их уникальностью, в то время как администраторы отдельных сетей могут назначать номера хостов, также следя за уникальностью этих номеров в рамках собственной сети. В итоге каждый хост получит уникальный адрес. В случае глобальной сети Internet уникальность адресов также должна выполняться глобально.

В соответствии с соглашением, принятым в Internet, IP-адрес описывается идентификатором W. X.Y. Z, содержащим четыре группы цифр, описывающих каждый байт в десятичной форме (при этом каждый компонент адреса меняется в диапазоне от 0 до 255). Идентификаторы сетей, в том случае, если сеть является частью Internet, распределяются NIC.

Адреса класса A позволяют использовать 7 бит для адресации сети, ограничивая таким образом количество сетей этого класса числом 126. Этот формат адреса напоминает формат, используемый в предшественнице современной глобальной сети Internet – сети ARPANET, и предназначен для больших сетей общего пользования. В те времена мало кто мог предвидеть столь бурное развитие этих технологий и число 126 не казалось малым.

Адреса класса B используются в сетях среднего размера, например, сетях университетов и крупных компаний. Число уникальных сетей класса A значительно больше – 16382, поскольку адрес сети состоит из 14 бит. Однако сегодня и этого недостаточно – поэтому адреса сетей этого класса больше не предоставляются.

В настоящее время выделяются сети с адресами класса C. Сетей такого класса в Internet может быть не более 2 097 150. Но и это число сегодня нельзя назвать большим. При этом в каждой сети класса C может находиться не более 254 хостов.

Адреса класса D резервируются для групповой адресации в соответствии с официальным документом RFC-1112 и используются для обращения к группам хостов.

Адреса класса E зарезервированы для использования в будущем.

Популярность локальных сетей в середине 80-х годов и стремительный рост числа пользователей Internet в последнее десятилетие привели к значительному «истощению» адресного пространства. Дело в том, что если организация использует только четыре адреса сети класса C, то остальные 250 адресов «потеряны» для сообщества Internet и использоваться не могут.

Поэтому для более эффективного распределения адресного пространства была предложена дополнительная иерархия IP-адреса. Теперь адрес хоста может в свою очередь быть разделен на две части – адрес подсети (subnetwork) и адрес хоста в подсети.

Заметим, что подсети по-прежнему являются отдельными сетями для протокола IP, требующими наличия маршрутизатора для передачи дейтаграмм из одной подсети в другую.

Для определения фактической границы между адресом подсети и хоста используется маска сети, представляющая собой 32-битное число, маскирующее единицами (в двоичном виде) номера сети и подсети и содержащее нули в позициях номера хоста. Модуль протокола IP производит логическую операцию "И" между маской и конкретным адресом, и таким образом определяет, предназначена ли эта дейтаграмма данному хосту (для модуля протокола хоста), или дейтаграмма адресована непосредственно подключенной подсети, или ее необходимо передать другому шлюзу для последующей доставки. Использование маски сети показано на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Использование маски сети для адресации хоста

Описанная выше технология использования масок подсети переменной длины VLSM (variable length subnet masks) была принята IETF (Internet Engineering Task Force) в 1992 г. и получила название бесклассовой внутридоменной маршрутизации CIDR (Classless Inter-Domain Routing). При этой технологии все организации, предоставляющие услуги Internet, разделяются не по классам своих сетей, а по маске предоставленного им адреса. Например, провайдер Internet "ABC", которому NIC делегировал адреса с 198.24.0.0 по 198.31.255.255 (маска 255.248.0.0) может назначить своему клиенту "ABC" группу адресов с 198.24.8.0 до 198.24.11.255 (маска 255.255.252.0). Ясно, что сеть "ABC" не принадлежит ни к какому классу, и, тем не менее, может успешно работать в Internet.

Новая структура адресного пространства позволит значительно сэкономить адреса для тех организаций, которым они действительно нужны, и взять лишние у других. Если организация желает получить пул адресов для работы в Internet, она заказывает кортеж <адрес, маска>, исходя из своих потребностей. Если, к примеру, ей нужно подсоединить к Internet 999 хостов, не нужно заказывать четыре сети класса C или одну класса B, достаточно заказать адрес и маску, позволяющие работать такому количеству хостов, например < 198.24.8.0, 255.255.252.0> – 1024 хоста.

Это удобно, во-первых, из экономических соображений – не нужно платить за неиспользованные адреса, во-вторых, сетевым администраторам не нужно хлопотать о настройке маршрутизации между группами хостов, принадлежащих разным классам, в третьих, значительно упрощается управление единой сетью.