Главная страница
Навигация по странице:

  • Стек IPX/SPX

  • Стек NetBIOS/SMB

  • Лекция 8 Типы адресов стека TCP/IP.

  • Курс лекций по дисциплине компьютерные сети специальность 09. 02. 07 Информационные системы и программирование пос. Электроизолятор


    Скачать 0.59 Mb.
    НазваниеКурс лекций по дисциплине компьютерные сети специальность 09. 02. 07 Информационные системы и программирование пос. Электроизолятор
    Дата13.03.2023
    Размер0.59 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаKurs_lektsiy_Seti_3_kurs (2).docx
    ТипКурс лекций
    #986235
    страница2 из 5
    1   2   3   4   5

    Протоколы и стеки протоколов. Структура стеков OSI, IPX/SPX, NetBios/SMB. Стек протоколов TCP/IP. Его состав и назначение каждого протокола. Распределение протоколов по назначению в модели OSI. Сетевые и транспортные протоколы. Протоколы прикладного уровня FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3.

    Важнейшим направлением стандартизации в области вычислительных сетей явля­ется стандартизация коммуникационных протоколов. В настоящее время в сетях используется большое количество стеков коммуникационных протоколов. Наибо­лее популярными являются стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA и OSI. Все эти стеки, кроме SNA на нижних уровнях — физическом и канальном, — используют одни и те же хорошо стандартизованные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и некоторые другие, которые позволяют использовать во всех сетях одну и ту же аппаратуру. Зато на верхних уровнях все стеки работают по своим собственным протоколам. Эти протоколы часто не соответствуют рекомендуемому моделью OSI разбиению на уровни. В частности, функции сеансового и представи­тельного уровня, как правило, объединены с прикладным уровнем. Такое несоот­ветствие связано с тем, что модель OSI появилась как результат обобщения уже существующих и реально используемых стеков, а не наоборот.

    Стек OSI

    В отличие от других стеков протоколов стек OSI полностью соответствует модели OSI, он включает спецификации протоколов для всех семи уровней взаимодействия, определенных в этой модели. На нижних уровнях стек OSI поддерживает Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколы глобальных сетей, Х.25 и ISDN, — то есть использует разработан­ные вне стека протоколы нижних уровней, как и все другие стеки. Протоколы сетевого, транспортного и сеансового уровней стека OSI специфицированы и реа­лизованы различными производителями, но распространены пока мало. Наиболее популярными протоколами стека OSI являются прикладные протоколы. К ним относятся: протокол передачи файлов РТАМ, протокол эмуляции терминала УТР, протоколы справочной службы Х.500, электронной почты Х.400 и ряд других.

    Протоколы стека OSI отличает большая сложность и неоднозначность специ­фикаций. Эти свойства явились результатом общей политики разработчиков стека, стремившихся учесть в своих протоколах все случаи жизни и все существующие и появляющиеся технологии.

    Из-за своей сложности протоколы OSI требуют больших затрат вычислитель­ной мощности центрального процессора, что делает их наиболее подходящими для мощных машин, а не для сетей персональных компьютеров.

    Стек TCP/IP

    Стек TCP/IP был разработан по инициативе Министерства обороны США более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Сегодня этот стек используется для связи компьютеров всемирной информационной сети Internet, а также в огромном числе корпоративных сетей.

    Стек TCP/IP на нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты фи­зического и канального уровней (для локальных сетей –Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных — протоколы SLIP, РРР, протоколы территориальных сетей Х.25 и ISDN).

    Хотя протоколы TCP/IP неразрывно связаны с Internet, суще­ствует большое количество локальных, корпоративных и территориальных сетей, в которых также используют протоколы TCP/IP. Чтобы отличать их от Internet, эти сети называют сетями TCP/IP или просто IP-сетями.

    Поскольку стек TCP/IP изначально создавался для глобальной сети Internet, он имеет много преимуществ при построении сетей, включающих глобальные связи.

    В частности, очень полезным свойством является его способность фрагментировать пакеты. В каждой из подсетей может быть установлена собственная величина максимальной длины кад­ра. В таком случае при переходе из одной сети в другую возникает необходимость деления передаваемого кадра на несколько частей. Протокол IP стека TCP/IP эф­фективно решает эту задачу.

    Другой особенностью технологии TCP/IP является гибкая система адреса­ции, позволяющая более просто по сравнению с другими протоколами аналогич­ного назначения включать в интерсеть сети других технологий.

    Однако за получаемые преимущества платой оказываются высокие требования к ресурсам и сложность администрирования IP-сетей. Мощные функциональные возможности протоколов стека TCP/IP требуют для своей реализации высоких вычислительных затрат. Гибкая система адресации и отказ от широковещательных рассылок приводят к наличию в IP-сети различ­ных централизованных служб типа DNS, DHCP и другие. Каждая из этих служб направлена на облегчение администрирования сети, в том числе и на облегчение конфигурирования оборудования, но в то же время сама требует пристального внима­ния со стороны администраторов.

     Стек IPX/SPX

    Этот стек является оригинальным стеком протоколов фирмы Novell, разработан­ным для сетевой операционной системы NetWare еще в начале 80-х годов. Популярность стека IPX/SPX непосредственно связана с опе­рационной системой Novell NetWare, которая еще сохраняет мировое лидерство, хотя в последнее время ее популярность несколько снизилась и по темпам роста она отстает от Microsoft Windows NT.

    Многие особенности стека IPX/SPX обусловлены ориентацией ранних версий ОС NetWare на работу в локальных сетях небольших размеров, состоящих из компьютеров со скромными ресурсами. В результате протоколы стека IPX/SPX до недавнего времени хорошо работали в локальных сетях и не очень — в больших корпоративных сетях, так как они слишком перегружали медленные глобальные связи широковещатель­ными пакетами. Сейчас стек IPX/SPX реализован не только в NetWare, но и в других сете­вых ОС, например, SCO UNIX, SunSolaris, Microsoft Windows NT.

    Стек NetBIOS/SMB

    Этот стек широко используется в продуктах компаний IBM и Microsoft. На физи­ческом и канальном уровнях этого стека используются все наиболее распростра­ненные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и другие. На верхних уровнях работают протоколы NetBEUI и SMB.

    Протокол NetBIOS (Network Basic Input/Output System) появился в 1984 году как сетевое расширение стандартных функций базовой системы ввода/вывода (BIOS) IBM PC для сетевой программы РС Network фирмы IBM. Протокол NetBEUI разрабатывался как эффектив­ный протокол, потребляющий немного ресурсов и предназначенный для сетей, насчитывающих не более 200 рабочих станций. Этот протокол содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к сетевому, транспортному и сеансовому уровням модели OSI, однако с его помощью невозможна маршрутиза­ция пакетов. Это ограничивает применение протокола NetBEUI локальными сетя­ми, не разделенными на подсети, и делает невозможным его использование в составных сетях. Некоторые ограничения NetBEUI снимаются реализацией протокола NBF (NetBEUIFrame), который включен в операционную систему Microsoft Windows NT.
     

    Модель OSI

    IBM/Micrisoft

    TCP/IP

    Novel

    Стек OSI

    Прикладной

     

    SMB

     

    Telnet, FTP, SNMP, SMTP, WWW

     

    NCP, SAP

     

    X.400

    X.500

    FTAM

    Представительный

     

     

     

     

    Представительный протокол OSI

    Сеансовый

     

    NetBIOS

     

    TCP

     

     

    Сеансовый протокол OSI

    Транспортный

     

     

     

    SPX

     

    Транспортный протокол OSI

    Сетевой

     

    IP, RIP, OSPF

     

    IPX, RIP, NLSP

     

    ES-ES

    IS-IS

    Канальный

     

    802.3 (Ethernet), 802.5 (Toker ring), FDDI, Fast Ethernet, SLIP, 100VG-AnyLAN, X.25, ATM, LAP-B, LAP-D, PPP

    Физический

     

    Коаксикал, экранированная и неэкранированная витая пара, оптоволокно, радиоволны

     

    Рисунок 3.13. Соответствие популярных стеков протоколов модели OSI
    Самый верхний уровень в иерархии протоколов Интернет занимают следующие протоколы прикладного уровня:

    DNS - распределенная система доменных имен, которая по запросу, содержащему доменное имя хоста сообщает IP адрес;

    HTTP - протокол передачи гипертекста в Интернет;

    HTTPS - расширение протокола HTTP, поддерживающее шифрование;

    FTP (File Transfer Protocol - RFC 959) - протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях;

    Telnet (TELecommunication NETwork - RFC 854) - сетевой протокол для реализации текстового интерфейса по сети;

    SSH (Secure Shell - RFC 4251) - протокол прикладного уровня, позволяющий производить удаленное управление операционной системой и передачу файлов. В отличие от Telnet шифрует весь трафик;

    POP3 – протокол почтового клиента, который используется почтовым клиентом для получения сообщений электронной почты с сервера;

    IMAP - протокол доступа к электронной почте в Интернет;

    SMTP – протокол, который используется для отправки почты от пользователей к серверам и между серверами для дальнейшей пересылки к получателю;

    LDAP - протокол для доступа к службе каталогов X.500, является широко используемым стандартом доступа к службам каталогов;

    XMPP (Jabber) - основанный на XML расширяемый протокол для мгновенного обмена сообщениями в почти реальном времени;

    SNMP - базовый протокол управления сети Internet.

    HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)- протокол передачи гипертекста, работает на 80 порту. Исп-ся в WWW для передачи гипертекстовых HTML-страниц. При работе по этому протоколу, каждый элемент HTML — страницы загружается отдельно, причем соединение между загрузками прерывается и никакой инф-ии о соединении не сохраняется. Это сделано для того, чтобы пользователя Web- страниц каждый получал "по чуть-чуть, в порядке общей очереди". В противном случае могла бы создаться ситуация, когда один человек качает страницу с большим количеством рисунков высокого разрешения, а все остальные ждут пока он это закончит.

    FTP (File Transfer Protocol.) - протокол передачи файлов, работает на 20 и 21 порту. Предназначен для копирование файлов между компами. Полностью занимает канал, пока не будет получен файл, сохраняет информацию о соединении. При сбое возможна докачка с того места, где произошел сбой.

    TELNET — используется для подключения и управления удаленным компом, работает на 23 порту. После подключения каждый символ, введенный на локальной машине, обрабатывается так, как если бы он был введен на удаленной машине. Либо может использоваться командный режим — управление удаленной машиной при помощи специальных команд.

    Протоколы электронной почты

    1) Протокол РОР3 (Post Office Protocol 3): по этому протоколу пользователи получают корреспонденцию из своих почтовых ящиков на постовом сервере в локальные файлы, РОР 3 переносит всё содержимое почтового ящика с почтового сервера на рабочую станцию, его целесообразно использовать в случае индивидуальной эксплуатации компьютера пользователя;

    2) Протокол IMAP 4 (Internet Message Access Protocol) был разработан как более надёжная альтернатива протоколу РОР 3, главным отличием является возможность поиска нужного сообщения непосредственно на почтовом сервере, не перенося весь почтовый ящик на почтовую станцию, IMAP 4 более эффективен в случае использования одного и того же компьютера несколькими пользователями, а также при необходимости осуществления доступа к почтовому ящику с разных компьютеров;

    3) Протокол SMTP: был разработан для обмена почтовыми сообщениями в сети Интернет, протокол SMTP является основным протоколом передачи сообщений электронной почты, взаимодействие в рамках SMTP строится по принципу двусторонней связи, которая устанавливается между получателем и отправителем сообщения;

    4) Протокол UUCP: позволяет пересылать файлы из одной системы в другую, используется для получения и отправки сообщений электронной почты и новостей USENET, приняв файлы, программа UUCP удалённой системы преобразует их и передаёт в почтовую очередь, протокол UUCP эффективен при низкокачественных линиях связи.
    Лекция 8

    Типы адресов стека TCP/IP. Типы адресов стека TCP/IP. Локальные адреса. Сетевые IP-адреса. Доменные имена. Формат и классы IP-адресов. Подсети и маски подсетей. Назначение адресов автономной сети. Централизованное распределение адресов. Отображение IP-адресов на локальные адреса. Система DNS.

    Internet Protocol или IP— маршрутизируемый протокол сетевого уровня модели стека протоколов TCP/IP. Благодаря протоколу IP существует нынешняя сеть Интернет, поскольку именно этот протокол стал связующей нитью между разрозненными компьютерными сетями во всем мире. На данный момент нам нужно выделить два ключевых понятия в протоколе IP: минимально единицей измерения данных здесь является IP-пакет (о единицах измерения в компьютерных сетях), который чаще всего инкапсулируется в Ethernet кадр, а также каждый узел на сетевом уровне в модели TCP/IP должен иметь IP-адрес.

    Если говорить коротко, то протокол IP нужен для логической адресации устройств в компьютерной сети или сети передачи данных.

    Тут стоит сразу заметить, что IP-адреса делятся на две большие группы: публичные IP-адреса, которые должны быть уникальными во всем мире и частные IP-адреса, которые могут использоваться в любых частных/локальных сетях. Так, например, каждый в мире знает, что IP-адрес 8.8.8.8 принадлежит компании Google и это адрес их публичного DNS-сервера.

    А, например, в моей домашней сети есть четыре устройства, которые подключатся к роутеру, то есть моя домашняя сеть состоит из пяти железяк, для этих пяти железяк на роутере выделена сеть 192.168.1.0/24, это означает, что чисто теоретически в этой сети может работать сразу 254 устройства включая роутер, так как IP-адрес 192.168.1.0 – это номер сети, а адрес 192.168.1.255 – это адрес широковещательной рассылки (эти адреса нельзя задавать узлам сети), пропинговав который можно опросить все узлы данной сети. Но главное здесь то, что у каждого устройства должен быть уникальный IP-адрес из выделенной подсети, например, у роутера будет адрес 192.168.1.1, у настольного ПК будет адрес 192.168.1.2, а у ноутбука 192.168.1.3, а если я захочу подключиться к роутеру мобильным телефоном, то на нем нужно будет настроить любой адрес от 192.168.1.4 до 192.168.1.254, чтобы этот телефон смог взаимодействовать с другими устройствами моей локальной сети.

    Какие выводы мы делаем? Правильно, первая функция протокола IP заключается в том, чтобы дать уникальные имена узлам в компьютерной сети. Чтобы было более наглядно обратите внимание на Рисунок, на нем показана схема, описанная словами выше.



    Рисунок 3.14. Пример использования IP-адресов в локальной сети
    Стоит обратить внимание на то, что сейчас для нас неважно как узлы получают IP-адреса: назначаются они руками, или их выдает DHCP-сервер, также мы сейчас даже не затрагиваем вопрос: как частные IP-адреса превращаются в публичные при выходе в сеть Интернет, забегая вперед отмечу, что делается это при помощи протокола NAT.

    Вторая функция протокола IP заключает в том, чтобы предоставить услугу вышестоящему уровню, то есть транспортному уровню. Тут нужно заметить, что модель TCP/IP не предполагает взаимодействие с установлением соединения на сетевом уровне, вид взаимодействия определяется транспортным уровнем (при помощи выбора одного из двух протоколов: TCP или UDP), следовательно сам протокол IP работает без установления соединения и как бы это странно не прозвучала, но услугой протокола IP для транспортного уровня является передача данных между сетями или же транспортировка. То есть протоколы TCP и UDP рассматривают IP как рабочую лошадку, которая таскает пакеты из точки А в точку Б, минуя множество различных подсетей, если мы говорим о сети Интернет.

    Как мы знаем, протокол IP связан с канальным уровнем при помощи протокола ARP, который можно отнести к метафорическому уровню 2.5, так как он работает между канальным и сетевым уровнем. Сейчас мы этот факт просто для себя отмечаем и запоминаем, в дальнейшем пригодится. Также на сетевом уровне работают протоколы динамической маршрутизации, такие как OSPF, IS-IS, RIP, EIGRP, в английской литературе эти протоколы объединены общим словом Routing, то есть те, кто маршрутизирует, сам же IP именуется Routed, то есть тот, кого маршрутизируют. Internet Control Message Protocol или просто ICMP также относится к сетевому уровню. Просто чтобы напомнить приведу здесь рисунок, на котором показана модель TCP/IP.



    Рисунок 3.15. Модель стека протоколов TCP/IP
    Собственно, на этом можно завершить разговор о назначении протокола IP, у которого мы выделили две важные функции: первая заключается в логическом именовании узлов сети передачи данных на сетевом уровня, вторая заключается в том, чтобы доставить пакет из точки А в точку Б через множество промежуточных сетей. При этом IP-пакеты при передаче данных могут быть изменены (иногда это не стороннее вмешательство с целью взлома, а необходимость), потеряны, повреждены, пакеты могут прийти получателю не в той последовательности, в которой они были отправлены, обо всем этом протокол IP не заботится, его задача организовать маршрут между точкой А находящейся в одной сети и точкой Б, находящей в другой сети. Задачи, описанные выше, решают другие протоколы.

    Протоколу IP не важно какими характеристиками обладает компьютерная сеть, какая топология у сети передачи данных, протоколу IP даже не важно поверх какого протокола канального уровня работать, протокол IP будет точно будет работать, если между устройствами будет один из следующих каналов: Ethernet (например, IP поверх Ethernet II есть RFC 894), ATM (RFC 1932), линки типа точка-точка (например, протоколы PPP или HDLC), есть даже документ, описывающий работу протокола IP поверх голубей (RFC 1149), и это далеко не полный список. Протоколу IP не важен даже размер компьютерной сети, его можно использовать как в сетях BAN, так и в сетях WAN.

    Типы адресов в модели TCP/IP

    Теперь стоит поговорить не конкретно о видах IP-адресов, а о видах адресов в сети, построенной по архитектуре TCP/IP, тут для нас будут важны четыре вида адресов:

    локальные адреса, для нас это будут MAC-адреса;

    сетевые адреса, естественно, в нашем случае это IP-адреса;

    адреса транспортного уровня;

    символьные адреса или доменные имена.

    Начнем двигаться снизу-вверх по иерархии модели TCP/IP.

    Локальные адреса или мак-адреса

    Локальные адреса в общем случае, а в частном и самом распространенном случае это мак-адреса. Также вы можете услышать вместо локальный адрес или мак-адрес такие фразы: аппаратный адрес или физический адрес, но как бы странно это не звучало – это адрес канального уровня (он не имеет никакого отношения к физическому уровню эталонной модели), который позволяет взаимодействовать устройствам в одной канальной среде. Чтобы было более наглядно, посмотрите на рисунок ниже.



    Рисунок 3.16. Схема, в которой четыре узла и две подсети
    Здесь мы видим четыре узла, для них подписаны IP-адреса и маски подсети в префиксной записи, где /24 означает, что в маски подсети двадцать четыре единицы, из подписей можно сделать вывод, что стационарные ПК находятся в одной канальной среде или в одной подсети, а ноутбуки находятся в другой подсети. В данном случае взаимодействие между этими подсетями невозможно, то есть ноутбук не сможет достучаться до компьютера и наоборот, поскольку узлы соединены коммутатором, а как вы помните, обычный L2 коммутатор ничего не знает про IP-адреса (хорошо еще, что здесь мы не использовали хаб/сетевой концентратор, который работает на физическом уровне), он оперирует MAC-адресами.

    Вообще, мак-адреса должны быть уникальными во всем мире, ну вы помните, мы об этом говорили, когда разбирались со структурой мак-адреса, но достаточно, чтобы мак-адреса были различными в пределах одной канальной среды или в одной подсети. В нашем случае все четыре устройства имеют разные мак-адреса. Почему устройства из одной подсети должны иметь разные мак-адреса? Дело в том, что общение между этими устройствами происходит не на основе IP-адреса, а на основе мак-адреса.

    Как же тогда сделать так, чтобы компьютер смог общаться с ноутбуком? Тут у нас два варианта: первый заключается в том, чтобы «поместить» ноутбуки в одну подсеть с компьютерами, изменив их сетевые настройки, ну например: Laptop1 задать адрес и маску 192.168.2.3/24, а второму 192.168.2.4/24. Второй вариант заключается в использование роутера, тогда один интерфейс роутера будет смотреть в сеть с ноутбуками и на этом интерфейсе будет задан адрес из этой подсети, например, IP-адрес 192.168.1.3/24, а второй интерфейс роутера будет смотреть в сеть стационарных ПК и на нем будет задан адрес из этой подсети: 192.168.2.25/24.

    Но это еще не все, для устройств из подсети «компьютеры» нам нужно будет прописать основной шлюз: 192.168.2.25, таким образом компьютеры будут знать: на какое устройство слать пакеты, если IP-адрес не из их локальной сети, ну а устройствам из сети «ноутбуки» нужно задать шлюз по умолчанию 192.168.1.3, для этих же целей. Что делает с Ethernet кадрами и IP-пакетами роутер, когда пересылает данные из одной сети в другую, мы смотрели, когда говорили про назначение роутеров и более обстоятельно эта тема раскрыта в теме разница между хабами коммутаторами и роутерами, сейчас на этом не останавливаемся.



    Рисунок 3.17. Схема, в которой четыре узла, две подсети и роутер
    Наша схема преобразилась и теперь в ней есть роутер, обратите внимание: в данном случае один физический порт роутера смотрит в сеть «компьютеры», а второй физический порт роутера смотрит в сеть «ноутбуки», граница между этими канальными средами проходит по роутеру, а у каждого порта роутера свой мак-адрес, дело все в том, что устройства из подсети будут обращаться к своему порту роутера при помощи мак-адреса. Собственно, по этой причине мак-адреса называют локальными, так как они нужны для взаимодействия в пределах одной подсети. Если вы не понимаете обозначения на схеме, то рекомендую ознакомится с темой «Условные обозначения Cisco и стандартные физические компоненты компьютерной сети».

    Все схемы собраны в программе Cisco Packet Tracer, вот инструкция по установке Cisco Packet Tracer в Windows, а вот мануал по установке Packet Tracer на Linux дистрибутив Ubuntu. Чтобы быстро разобраться с интерфейсом Cisco Packet Tracer, вы можете ознакомиться с публикацией простая схема сетевого взаимодействия.

    Сетевые адреса или IP-адреса

    Вы же помните, что IP решает две задачи: транспортировку и глобальную адресацию. И то, и другое возможно благодаря IP-адресу, который выглядит непрезентабельно, например, так: 192.168.1.1. Каких-то четыре числа разделенных точками. Хотя на самом деле число одно и для железок оно представлено в двоичном виде, а для нас как-то так. В IP-адресе зашифровано две важные вещи: номер сети и номер узла. В современно мире разделение делается на основе маски, раньше IP сети делились на классы, но и там были маски подсети, только сейчас используются маски переменной длинны, а раньше размер маски был фиксированный.

    В нашем случае, описанном выше, номер сети «ноутбуки» выглядит так: 192.168.1.0, в этой сети у нас три узла, у каждого из этих узлов есть номер: у первого ноутбука это 1, у второго 2, а у порта роутера 3. По аналогии можно понять, что творится в подсети «компьютеры». Определять где заканчивается номер сети и начинается номер узла в IP-адресе мы научимся позже, сейчас просто обозначаем. Нам важно сделать вывод о том, что в Интернете все сети имеют уникальные номера, но и это еще не все, все узлы в этих сетях также имеют уникальные номера. То же самое справедливо и для локальной сети, если она разбита на подсети, например, как наша, у нас есть две сети с уникальными номерами: 192.168.1.0 и 192.168.2.0, а внутри этих сетей есть узлы, у которых тоже номера уникальны.

    Классический маршрутизатор по своему определению должен смотреть своими интерфейсами в разные подсети, ведь его задача заключается в том, чтобы объединить две или более подсети в единую сеть, а это означает, что маршрутизатор будет иметь несколько IP-адресов из разных подсетей.

    Адреса транспортного уровня

    10.10.10.25:45678 (в данном случае число 45678 является случайно сгенерированным), этим сокетом воспользуется сервер, чтобы ответить клиенту; а также у нас будет сокет назначения: 192.168.1.67:443, в данном случае число 443 означает, что мы обращаемся к серверу по протоколу HTTPs, TCP порт 443 является хорошо известным. Разобраться со схемой взаимодействия клиент-сервер, вам поможет эта публикация.

    Какие выводы можно сделать? Да все очень просто! Адресация на транспортном уровне нужна и важна для конечных устройств. Именно благодаря ей конечные узлы понимают: для какого приложения приходят данные. Здесь мы поговорили очень сжато и скомкано, поскольку у нас будет отдельная тема по транспортному уровню, где мы все расставим по своим местам.

    Версии протокола IP: IPv4 и IPv6

    Из запланированного нам осталось коротко поговорить о версиях протокола IP, коих на данный момент две: IPv4 и IPv6. С версией IPv4 мы разберемся в данной теме, а вот версии IPv6 мы уделим свое внимание в отдельной теме ближе к концу. Сделаем поверхностный разбор каждой из представленных версий протокола IP.

    Начнем с IPv4, цифра четыре здесь не означает четыре октета в IP-адресе, просто так случайно вышло. Больше всего нас интересует IP-адрес, под него в IPv4 выделено четыре байта или октета, как известно, в байте 8 бит, то есть восемь двоичных значений (0 или 1), следовательно, максимально возможное десятичное число равно 255, минимально допустимое 0. Думаю, приводить примеры IP-адресов для IPv4 не нужно, вам они уже знакомы. Более детальное описание у нас будет в отдельной теме.

    Обмен информацией в IPv4 происходит при помощи IP-пакетов, у данной версии протокола этот пакет делится на два больших поля: поле данных, в котором переносится полезная информация и заголовок, в котором заложен весь функционал протокола, заголовок пакета IPv4 содержит 14 полей, тринадцать из которых обязательные и одно опциональное. Вообще, протокол IPv4 дает нам в распоряжение 2 в 32 степени IP-адресов или же 4 294 967 296. Но этих адресов уже начинает не хватать, дело все в том, что этот протокол был разработан 1980-ом году, тогда это число выглядело ужасающе большим, сейчас во времена интернет-чайников и тостеров со встроенным Wi-Fi этого пространства начинает не хватать.

    Осознание того, что 4.2 млрд адресов не хватит начало приходить в 90-ых годах, а в 1996 году появился протокол IPv6, который должен когда-нибудь заменить IPv4. Дело всё в том, что под IP-адрес в IPv6 выделено 128 бит или 16 байт, а это уже совсем другая история. Теперь давайте попытаемся немного по сравнивать IPv4 и IPv6. Во-первых, IPv6 делает такую технологию, как NAT в текущих условиях бесполезной (для кого-то это плюс, а для кого-то это минус, поскольку NAT не только позволяет «перебивать» много частных IP-адресов в один публичный, но является первой линией защиты вашей компьютерной сети).

    Маршрутизация в чистом своем виде (а есть и нечистые маршрутизации, которые очень ускоряют процесс обработки пакетов роутером) в IPv6 стала быстрее, чем в IPv4 даже несмотря на то, что адрес IPv6 значительно больше, дело все в том, что количество полей в IPv6 стало меньше, хотя сам заголовок оказался несколько длиннее, также немного изменен алгоритм обработки IPv6 пакетов маршрутизатором.

    DNS (Domain Name System). Система доменных имен. Если говорить в целом, то она хранит информацию о доменах. Например, какому IP адресу соответствует определенное имя. Приведу пример: когда вы открываете свой любимый сайт, то обращаетесь к нему по имени. Но в поля Source Address и Destination Address, которые работают на сетевом уровне (это тема следующей статьи, но я немного забегу вперед), нельзя вставить имя. Там обязательно должен присутствовать именно IP адрес. Вот DNS как раз этим и занимается. Она сообщает, какой IP адрес у запрошенного имени. Вы, к примеру, обращаетесь на google.ru. Ваш компьютер понятия не имеет, кто и что это. Он спрашивает у DNS-сервера: Кто такой google.ru? И сервер отвечает, что google.ru — это 74.125.232.239 (это один из его адресов). И уже после этого, компьютер отправляет запрос на 74.125.232.239. Для пользователя все останется по-прежнему, и в адресной строке он также будет видеть google.ru. 
    1   2   3   4   5


    написать администратору сайта