Адресация в сети Интернет

Классификация компьютерных сетей

Компьютерная сеть (англ. computer network) - совокупность компьютеров, соединенных линиями связи. Компьютерные сети создаются для совместного использования пользователями и программами аппаратных, программных и информационных ресурсов всех компьютеров сети. Компьютеры по той роли, которую они играют в сети, можно разделить на рабочие станции и сервера. Рабочая станция - это компьютер, подключенный к сети, на котором пользователь выполняет свою работу. Сервер - это компьютер, подключенный к сети, на который возложены функции по управлению сетью и предоставлению доступа к различным сетевым ресурсам. По масштабу компьютерные сети делятся на:

1. персональные (англ. personal area network) - объединяет компьютеры и другие устройства пользователя, расположенные в пределах нескольких метров;

2. локальные (англ. personal area network) - объединяет компьютеры, как правило, одной организации, расположенные в пределах нескольких сотен метров;

3. глобальные (англ. wide area network) - объединяет компьютеры, расположенные в пределах нескольких тысяч километров.

По топологии компьютерные сети делятся на:

1. звезда - все компьютеры присоединены к центральному узлу (концентратору или коммутатору). Применяется в сетях, построенных с помощью витой пары.

2. общая шина - каждый компьютер присоединен к общей линии связи (шине), образуя незамкнутую цепь. Применяется в сетях, построенных с помощью коаксиального кабеля.

3. кольцо - компьютеры присоединены последовательно друг к другу, образуя замкнутую цепь. Применяется в сетях, построенных с помощью оптоволоконного кабеля.

По структуре компьютерные сети делятся на:

1. одноранговая сеть - каждый компьютер сети может выполнять роль как рабочей станции, так и сервера;

2. сеть с выделенным сервером - один из компьютеров сети выполняет роль сервера, все остальные компьютеры сети выполняют роль рабочих станций.

Принципы построения сетей

Сетевой протокол - набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между устройствами в сети. Наиболее распространенной системой классификации сетевых протоколов является модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем), в соответствии с которой протоколы делятся по своему назначению на следующие уровни:

1. физический уровень (протокол Ethernet) - работа со средой передачи данных;

2. канальный уровень (протокол Ethernet) - физическая адресация данных;

3. сетевой уровень (протокол IP) - логическая адресация данных;

4. транспортный уровень (протокол TCP) - передача данных между узлами;

5. сеансовый уровень (протокол SSL) - управление сеансами связи;

6. уровень представления данных - представление и кодирование данных;

7. прикладной уровень (протоколы HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP) - доступ к сетевым службам.

Подключение к сети

Сетевое оборудование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети. К сетевому оборудованию относятся следующие устройства:

• сетевая плата (Ethernet-адаптер) - устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.
• концентратор (англ. hub) - устройство, усиливающее пришедший на него сигнал и передающее его на все подсоединенные к нему устройства.
• коммутатор (англ. switch) - устройство, усиливающее пришедший на него сигнал и передающее его только устройству, являющемуся получателем сигнала. Это повышает производительность и безопасность сети по сравнению с использованием концентратора.
• маршрутизатор (англ. router) - устройство, определяющее маршрут передачи данных между устройствами в сети.
• шлюз (англ. gateway) - устройство, позволяющее организовать обмен данными между сетями, использующими разные сетевые протоколы обмена данными.

Технологии подключения компьютера к локальной сети делятся на проводные и беспроводные. При создании локальных сетей с использованием проводных технологий применяются следующие виды кабеля:

• коаксиальный кабель - состоит из двух цилиндрических проводников, соосно вставленных один в другой. Пропускная способность до 10 МБит/сек на расстоянии до 200 метров. Для подключения к сетевой плате используется соединитель BNC.
• витая пара - состоит из одной или нескольких пар проводников, скрученных между собой. Пропускная способность до 1 ГБит/сек на расстоянии до 100 метров. Для подключения к сетевой плате используется соединитель RJ-45.
• оптоволоконный кабель - состоит из стеклянной или пластиковой светопроводящей нити. Пропускная способность до 10 ГБит/сек на расстоянии до 10 километров.
• электрическая проводка - состоит из одного проводника. Пропускная способность до 100 МБит/сек на расстоянии до 300 метров.

К беспроводным технологиям передачи данных относятся:

• Bluetooth (названа в честь Харальда I Синезубого) - пропускная способность до 3 МБит/сек на расстоянии до 10 метров.
• Wi-Fi - пропускная способность до 300 МБит/сек на расстоянии до 100 метров.
• WiMAX - пропускная способность до 70 МБит/сек на расстоянии до 10 километров.

Технологии подключения компьютера к глобальной сети также делятся на проводные и беспроводные. Способы выхода в Интернет с использованием проводных технологий:

• через стационарный телефон. В этом случае применяются следующие технологии: Dial-up (коммутируемый доступ) - скорость получения/передачи данных до 56 КБит/сек; ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - скорость получения данных до 24 МБит/сек; скорость передачи данных до 3.5 МБит/сек.
• через выделенную линию. В этом случае применяется технология FTTB (оптика до здания) - скорость получения/передачи данных до 100 МБит/сек;

К беспроводным способам выхода в Интернет относятся:

• через сотовый телефон. В этом случае применяются следующие технологии: GPRS - скорость получения/передачи данных до 56 КБит/сек; EDGE - скорость получения/передачи данных до 384 КБит/сек; UMTS - скорость получения данных до 2 МБит/сек; HSDPA - скорость получения данных до 14 Мбит/сек, скорость передачи данных до 7 МБит/сек; LTE - скорость получения данных до 326 Мбит/сек, скорость передачи данных до 173 МБит/сек.
• через спутник. В этом случае для получения данных применяется технология DVB - скорость получения данных до 2 МБит/сек.
• через точки доступа (хотспоты). В этом случае применяются следующие технологии: Wi-Fi - скорость получения/передачи данных до 300 МБит/сек; WiMAX - скорость получения/передачи данных до 70 МБит/сек.

Адресация в сети Интернет

Компьютер, подключенный к Интернет, называется хостом или узлом. Для идентификации каждого узла в сети имеются две системы адресов, используемые совместно:

1. IP-адрес - состоит их четырех (протокол IPv4) или шестнадцати (протокол IPv6) байтов. IP-адрес для протокола IPv4 записывается в виде четырех (протокол IPv4) десятичных чисел (каждое от 0 до 255), разделенных точками. IP-адрес для протокола IPv6 записывается в виде восьми шестнадцатеричных чисел (каждое от 0 до FFFF), разделенных двоеточием. IP-адрес состоит из двух частей: адреса сети и адреса узла. Для разделения IP-адреса на адреса сети и узла используется маска подсети, которая записывается в виде четырех (протокол IPv4) десятичных чисел (каждое от 0 до 255), разделенных точками. Для получения IP-адреса компьютера в операционной системе Windows используется программа ipconfig.

2. система доменных имен (англ. Domain Name System, DNS) - назначение символьных эквивалентов IP-адресов в соответствии с иерархической структурой подчинения узлов в сети. Каждый уровень в этой иерархии называется доменом. Доменное имя узла записывается в виде имен доменов, записанных с использованием латинских букв и, с 2010 года, букв национальных алфавитов (например, http://пример.испытание), цифр и знака тире, разделенных точками и упорядоченных справа налево от доменов верхнего уровня к доменам второго, третьего и более низких уровней. Домены верхнего уровня делятся на домены стран (имя домена указывает на название страны, в которой расположен узел) и общие домены (имя домена связано с типом организации, которой принадлежит узел). Примеры доменов верхнего уровня стран: ru (рф) - Российская федерация (например, администрация президента Российской Федерации - президент.рф); us - США, uk - Великобритания (например, корпорация Би-би-си - www.bbc.co.uk); de - Германия; fr - Франция (например, музей Лувр - www.louvre.fr); jp - Япония, cn - Китай; ua - Украина. Примеры общих доменов верхнего уровня: com и biz - коммерческие организации; net - организации, имеющие отношение к функционированию Интернет; org - некоммерческие организации (например, Википедия - ru.wikipedia.org); int - международные организации; info - информационные ресурсы; name - физические лица. Часть общих доменов верхнего уровня относятся к категории ограниченного использования: edu - образовательные организации США (например, Гарвардский университет - www.harvard.edu); gov - правительственные организации США (например, администрация президента США -www.whitehouse.gov); mil - военные организации США (например, министерство армии США - www.army.mil). В настоящее время домены верхнего уровня com, net, org, info, biz, name используются без ограничений.

Таблицы соответствия доменных имен и IP-адресов хранятся на DNS-серверах. В Интернет существует тринадцать корневых DNS-серверов, обозначенных латинскими буквами от A до М и хранящих информацию о доменах верхнего уровня. За распределение IP-адресов и регистрацию доменных имен отвечает ICANN (англ. Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). ICANN делегирует свои полномочия по распределению IP-адресов пяти региональным регистраторам, которые, в свою очередь, делегируют более мелкие диапазоны локальным интернет-провайдерам. Для записи адресов ресурсов в сети Интернет используется способ URL. Синтаксис записи URL: протокол://хост:порт/путь где протокол - протокол обращения к ресурсу; хост - доменное имя узла или IP-адрес; порт - номер порта для подключения к узлу; путь - уточняющая информация о месте нахождения ресурса (зависит от протокола).