Разрешение именДля идентификации компьютеров в сети часто используют не номера, а имена. Однако компьютеры могут работать только с числами, следовательно, необходимы службы, преобразующие имена в IP-адреса. В процессах сетевой коммуникации используются различные типы имен. В Internet имена хостов (компьютеров) организованы в иерархическую структуру внутри доменов (домен – часть сети). В сетях Microsoft каждому компьютеру присваивается также имя NetBIOS. Это 16-символьное имя, присвоенное администратором, используется для идентификации ресурсов локальной сети. Чтобы коммуникация в протоколе TCP/IP стала возможной, имена обоих этих типов должны быть преобразованы в IP-адреса. Символьное имя Символьное имя включает в себя несколько доменных имен, разделенных точками. Крайний правый - домен верхнего уровня, далее справа налево, следуют имена второго уровня и так далее. Например, в записи magnitka.fio.ru доменом верхнего уровня является домен ru, второго fio, третьего magnitka. Так доменами верхнего (первого) уровня государственной принадлежности являются, например: § uk - Великобритания; § au - Австралия § ca - Канада; § ru - Россия; § ua - Украина; а также домены преимущественно американских организаций, что обусловлено историей сети Интернет: § com - первоначально предназначался для коммерческих организаций; § net - первоначально предназначался для сетей провайдера услуг Internet; § org - первоначально предназначался для бесприбыльных организаций; § edu - для учебных организаций; § mil - для военных организаций; § int - для международных организаций. В последнее время появились внегосударственные домены (int, aero, biz, info, museum, name и другие). Например, в США создается детская доменная зона (kids.us), контроль за содержанием материалов которой, будет осуществляться правительством США. В мире зарегистрировано около 50млн. доменов. Для упорядочивания структуры доменных имен в России существует сеть доменных имен второго уровня отраслевого и более 100 географического типа, в рамках которых предоставляются домены третьего уровня. К отраслевым доменам относятся: § ac.ru − для научно-исследовательских организаций: высших учебных заведений, учреждений культуры, ведущих научные исследования; § com.ru − для коммерческих организаций; § edu.ru − для учебных заведений, имеющих лицензию на образовательную деятельность; § int.ru − для международных организаций; § net.ru − для организаций, связанных с развитием сети; § org.ru − для некоммерческих организаций; § pp.ru − для физических лиц и т.д. Все организации и отдельные лица регистрируют имена доменов второго уровня внутри доменов верхнего уровня, например, ibm.com, fio.ru и т.п. Внутри домена второго уровня индивидуальные компьютеры идентифицируются именем хоста, именем домена второго уровня и именем домена верхнего уровня. В полном имени эти имена отделяются друг от друга точками, например, www.fio.ru (сервер с именем www в домене fio.ru идентифицируется как www.fio.ru). Такое иерархическое имя с точками называется полностью определенным именем домена (Fully Qualified Domain Name - FQDN). Система доменных имен (Domain Name System - DNS) поддерживает 37 ASCII символов: буквы английского алфавита A-Z, цифры 0-9 и дефис "-". Причины таких ограничений своими корнями уходят в 70-е годы, когда происходили основные процессы, наложившие отпечаток на дальнейшее развитие информационных технологий, в том числе развитие и становление Интернета. С развитием инфраструктуры сети после появления протокола передачи гипертекста (HTTP - Hypertext Transfer Protocol) очередным шагом в глобализации сети Интернет стало использование символов национальных алфавитов на веб-страницах. Для большинства пользователей сети английский язык не только не является родным, но, более того, представляет серьезное неудобство при использовании интернет-ресурсов. В первую очередь это относится к странам азиатского и тихоокеанского регионов, где проживает около двух третей всего населения планеты. Именно иероглифическая система письма, принципиально отличающаяся от европейских языков, и серьезные трудности с использованием английского алфавита населением этих стран впервые поставили вопрос о необходимости доработки системы доменных имен. В последнее время предпринимаются попытки внедрения системы с использованием символов национальных алфавитов. При этом существует ряд затруднений по использованию смешанного набора доменного имени, так как для ввода имен доменов на национальном языке необходимо будет загружать программу, которая будет производить необходимые преобразования для браузера. Использование национальных символов в электронных адресах пока невозможно. В 1999 году в составе специальной комиссии - IETF (Internet Engineering Task Force), отвечающей за разработку стандартов Интернет была создана рабочая группа IDN(Internationalized Domain Name), которая должна была подготовить требования и стандарт использования доменных имен, включающих в себя символы национальных алфавитов. В марте 2003 года были опубликованы стандарты для многоязычных доменных имен, которые подробно и однозначно описывают фундаментальные принципы системы многоязычных доменных имен. Важным аспектом принятых стандартов является их полная универсальность и независимость, ни один из них не регламентирует собственно процесс регистрации. Все организационные мероприятия находятся в введении администратора того или иного домена. Преобразования имен в числа Для преобразования имен в числа можно воспользоваться следующими средствами: § файлы HOSTS и LMHOSTS; § службы DNS или DDNS; § серверы WINS. Изначально при появлении Internet для сопоставления имен хостов с IP-адресами с целью коммуникации в протоколе TCP/IP использовался файл HOSTS. Этот текстовый файл, содержит список всех имен хостов и соответствующих IP-адресов. Файлы HOSTS легко создавать, модифицировать, работая в любом текстовом редакторе, например, Windows Notepad. Однако, при добавлении в сеть новых хостов файл HOSTS нужно было вручную модифицировать и копировать на все компьютеры сети. По мере роста Internet эта задача усложнялась. Файл LMHOSTS выполняет аналогичные функции, однако, он отображает IP-адреса не на имена компьютеров, а на имена NetBIOS.Файл LMHOSTS имеет те же недостатки, что и HOSTS: его нужно обновлять вручную. С ростом сети Internet потребность в более совершенном способе отображения имен на IP-адреса становилась все более острой, были созданы новые службы. Службы DNS и DDNS Служба имен доменов (Domain Name System - DNS) разработана с целью устранения недостатков файла HOSTS. На серверах DNS хранятся базы данных, в которых IP-адреса отображаются на имена хостов, а свойства TCP/IP клиентских компьютеров конфигурируются с адресом сервера DNS. В системе Internet существует иерархия серверов DNS. Если на сервере DNS нет запрошенного клиентским компьютером IP-адреса или имени хоста, он передает запрос на другой сервер DNS, пока запрошенная информация не будет найдена. Адрес сервера DNS можно ввести вручную или получить от сервера DHCP (если компьютер сконфигурирован как клиент DHCP). [Протокол DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol предназначен для автоматического присвоения хостам IP-адресов]. По сравнению с локальными файлами HOSTS служба DNS обладает существенными преимуществами. База данных хранится на центральном сервере, поэтому обновлять ее нужно только в одном месте, а не на всех клиентских компьютерах. Однако база данных на сервере по-прежнему должна обновляться вручную. Эта проблема решается с помощью динамических серверов DNS (DDNS), в которых базы данных DNS обновляются автоматически.
Серверы WINS Еще один метод отображения имен хостов на IP-адреса состоит в применении серверов WINS. В базе данных на сервере WINS хранятся имена NetBIOS, используемые для идентификации компьютеров и служб в сетях Microsoft. Серверы Windows NT, Windows 2000 могут работать как серверы WINS. В отличие от FQDN (имен хостов в DNS), имена NetBIOS не иерархические, а однородные. Если некоторый сервер имеет имя FQDN, например, exeter.tacteam.net, то его имя NetBIOS можно записать просто Exeter. Протокол TCP не воспринимает имена NetBIOS, для коммуникации ему нужны IP-адреса. Как и файл HOSTS, сервер WINS преобразует имя в IP-адрес. В сервере WINS применяется автоматическое обновление базы данных. Когда клиент WINS подключается к сети, он объявляет об этом серверу WINS и передает ему свое имя и IP-адрес. На основе этой информации сервер WINS поддерживает свою базу данных. В одной той же сети службы DHCP, DNS и WINS могут работать совместно и одновременно. В новых операционных системах, например, Windows 2000 эти три службы объединены и эффективно взаимодействуют. Краткая информация о методах разрешения имен представлена в табл. 15. Методы разрешения имен
Таблица 15
Передача данных Данные при передаче по сети разбиваются на небольшие управляемые блоки (кадры, пакеты) с целью избежания следующих проблем: а) при пересылке больших блоков данных, посылаемых одним компьютером, кабель становится заполненным, что «связывает» работу всей сети; б) при возникновении ошибок при передаче – приходится опять передавать весь большой блок. При разбиении данных на пакеты сетевая операционная система добавляет к каждому пакету специальную управляющую информацию. Она обеспечивает передачу небольшими блоками, сбор данных в определенном порядке (при получении) и проверку данных на наличие ошибок (после сборки). Компоненты пакета: а) заголовок содержит служебную информацию, например, адрес источника и получателя; б) данные; с) трейлер (концевик) содержит информацию для проверки ошибок при передаче (приведены на рис.30).
При передаче данных: 1) компьютер-отправитель разбивает данные на пакеты; 2) платы сетевого адаптера всех компьютеров сети проверяют адрес получателя каждого пакета, передаваемого по сегменту сети. Так как плата сетевого адаптера имеет уникальный аппаратный адрес (MAC адрес), то она прерывает работу компьютера лишь тогда, когда обнаружит пакет, адресованный этому компьютеру; 3) на компьютере-получателе пакеты из кабеля поступают на плату сетевого адаптера; 4) сетевое программное обеспечение обрабатывает пакет, который сохранен в приемном бункере платы сетевого адаптера. При этом вычислительная мощность, необходимая для приема и проверки адреса каждого принимаемого пакета встроена в плату сетевого адаптера, т.е. не используются ресурсы компьютера; 5) сетевая операционная система получателя собирает из пакетов файл, помещает его в память компьютера, откуда он передается, например, на принтер (если была посылка на печать). Данные передаются по линиям (каналам) связи. Линии связи в общем случае состоят из физической среды, посредством которой происходит передача информационных сигналов, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель (набор проводов, изоляционных, защитных оболочек и соединительных разъемов),а также земную атмосферу или космическое пространство (используется беспроводное соединение аппаратуры сети). При беспроводном соединении передача данных может осуществляться посредством радиосигналов, лазерного луча, инфракрасных устройств, спутниковой связи. При использовании кабельных линий связи применяют следующие разновидности кабеля: а) витая пара, б) коаксиальный, в)волоконно-оптический. Витая пара – скрученная пара проводов. Существует экранированная и неэкранированная. Экранированная – пара медных проводов обертывается в изоляционный экран. Неэкранированный кабель не имеет изоляционной обертки. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех. В настоящее время широко используется во всех сетях Ethernet, что обусловлено дешевизной, гибкостью и легкостью установки. Коаксиальный кабель состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует большое количество типов коаксиальных кабелей, используемых в сетях различного типа (телефонных, телевизионных и компьютерных). По кабелям (витая пара и коаксиал) распространяются электрические сигналы. Волоконно-оптический кабель состоит из тонких стеклянных или пластмассовых волокон (5-60 микрон), по которым передаются сигналы в виде световых импульсов. Кабель обладает высокой пропускной способностью (100 Мбит/с, 1Гбит/с и выше). Можно передавать сигналы на большое расстояние (до 2 км и более), нечувствителен к электромагнитным помехам, безопасность данных при передаче высокая (незаметно подключиться к оптической линии почти невозможно). Однако, это дорогие линии связи, установку которых должны выполнять квалифицированные специалисты.
|
