Adresy internetowe

Budowa internetu
Routery
Właściwości adresowania w internecie
Adresy IP
Sposób zapisu adresu IP
Podział adresów IP na klasy
Sczególne znaczenie wybranych adresów
Adresowanie bezklasowe
Adresowanie przez nazwy w języku naturalnym
DNS
Domeny
Strefy
Zalety i wady DNS





Budowa Internetu

Internet nie jest siecią fizyczną. Chociaż zachowuje się podobnie jak sieć fizyczna, to jednak jest on tworem wirtualnym, wymyślonym przez jego projektantów i zrealizowanym w całości programowo. W rzeczywistości składa się on z różnego rodzaju sieci fizycznych połączonych ze sobą za pomocą routerów.

Do komunikacji między sobą komputery używają protokołów TCP/IP. Protokoły TCP/IP traktują wszystkie sieci jednakowo, niezależnie od ich wielkości czy rozmiesczenia. Oznacza to, że w Internecie nie ma komputerów uprzywilejowanych, lecz wszystkie mają taki sam priorytet.



Routery

Jeżeli dwie sieci A i B połączymy za pomocą routera, to zadaniem routera będzie wyłapywanie tych pakietów z sieci A, które mają trafić do sieci B i odwrotnie. Jeżeli połączymy ze sobą więcej sieci, to aby pracować poprawnie każdy router musi mieć informacje na temat topologii wszystkich przyłączonych sieci, a nie tylko tych sieci do których jest fizycznie podłączony. Pomaga to także w wyborze drogi, którą mają zostać przesłane dane co może zwiększyć przepustowość sieci. Aby zniejszyć wymagania w stosunku do sprzętu i przyspieszyć jego działanie w sieci internet przyjęto zasadę, że routery przy podejmowaniu decyzji gdzie skierować pakiet z danymu powinny wykorzystywać adres sieci docelowej, a nie adres konkretnego komputera. Pozwala to znacznie zmniejszych ilość gromadzonych informacji, gdyż nie trzeba przechowywać informacji o każdym komputerze, a tylko o całych sieciach.



Właściwości adresowania w internecie

Adres nie jest przypisany do komputera, ale do konkretnego przyłączenia (gniazdka sieciowego).

Komputer podłączony do kilu sieci będzie miał inny adres w każdej z tych sieci.

Po przeniesieniu komputera w inne miejsce jego adres się zmieni.



Adresy IP

Każda maszyna w sieci Internet jest identyfikowana przez 32-bitową liczbę całkowitą, która jest nazywana adresem IP. Aders ten jest używany przy wszystkich operacjach wymiany informacji z daną maszyną. Pomysłowość systemu adresów polega na tym, że umożliwiają one efektywne wyznaczanie tras pakietów. Ściśle mówiąc, ades IP zawiera informację o tym do jakiej sieci fizycznej podłączony jest dany komputer. Każdy adres IP można podzielić na dwie części. Pierwsza jest identyfikatorem sieci, druga natomiast określa konkretny komputer w tej sieci.



Sposób zapisu adresu IP

Ponieważ adres złożony z 32 bitów jest dosyć długi, więc wymyślono inny sposób jego przedstawiania, wygodniejszy dla człowieka. 32 dwa bity zostały podzielone na 4 równe części i każdej z nich została przypisana liczba w systemie dziesiętnym. Zamiast adresu w systemie dwójkowym podaje się te 4 liczby oddzielone od siebie kropkami, np. adresowi 10000010001111110000110111111110 odpowiada zapis: 130.63.21.255



Podział adresów IP na klasy

W zależności od liczby komputerów w sieci adresy IP zostały podzielone na klasy. Klasa adresu IP określona jest przez kilka najstarszych bitów (do zidentyfikowania przynależności adresu do obecnie używanych klas wystarczają 3 najstarsze bity).

Adresy klasy A wykorzystywane są przez największe sieci, w skład których wchodzi powyżej 65 533 komputery. Pierwszy bit takiego adresu ma wartość 0, 7 następnych bitów przeznaczonych jest na identyfikator sieci, a pozostałe 24 bity na identyfikator komputera.

Adresy klasy B używane są w średnich i duzych sieciach, które mają powyżej 254 komputerów, ale mniej niż 65 533. Adres tej klasy zaczyna się od ciągu bitów 10, nasteępne 14 bitów jest wykorzystywanych na identyfikator sieci, a ostatnie 16 bitów na identyfikator komputera.

Adresy klasy C są używane w średnich i małych sieciach, które mają mnie niż 254 komputery. Adres klasy C zaczyna się od ciągu bitów 110, następnie jest 21 bitów identyfikujących sieć, a ostatnie 8 bitów określa komputer.

Adresy klasy D zaczynają się od ciągu bitów 1110, ale nie służą one do identyfikacji fizycznej sieci, lecz są wykorzystywane do rozgłaszania grupowego, czyli przesyłania informacji do więcej niż jednego komputera.

Wyróżnia sie także adresy klasy E, które zaczynają się od ciągu bitów 11110, ale nie są one wykorzystywane.

Postać adesów IP umożliwia szybkie określenie adresu maszyny dla której przeznaczony jest pakiet, a także adresu sieci, do której przyłączona jest ta maszyna. Umożliwia to szybką pracę routerów, które do wyznaczania trasy pakietów używają identyfikatorów zawartych w adresach.

Zakresy wartości adresów w poszczególnych klasach:

Klasa	Najniższy adres	Najwyższy adres
A	0.1.0.0	126.255.255.255
B	128.0.0.0	191.255.255.255
C	192.0.1.0	223.255.255.255
D	224.0.0.0	239.255.255.255
E	240.0.0.0	247.255.255.255

Adresy zaczynające się od ciągu bitów 1111 są zarezerwowane do wykorzystania w przyszłości. Inne nie wymienione wyżej adresy są zarezerwowane do celów specjalnych. Np. adres 127.0.0.0 jest zarezerwowany dla tzw. pętli zwrotnej, służącej do testowania TCP/IP.

Wynika stąd, że:
- jest 126 możliwych numerów sieci klasy A, w każedej może być maksymalnie 16 777 214 komputerów.
- są 16 382 możliwe numery sieci klasyn B, w każdej może być maksymalnie 65543 komputery.
- jest 2 097 150 możliwych numerów sieci klasy C, w każdej może być maksymalnie 254 komputery.



Szczególne znaczenie wybranych adresów

Przyjęta jest także konwencja, że adres złożony z jedynek jest traktowany jako "każdy", a adres złożony z zer jako "bieżący". W praktyce wykorzystywane są tylko następujące kombinacje:

Adres sieci	Adres komputera	Znaczenie
same zera	same zera	dany komputer
same zera	komputer	komputer w danej sieci
same jedynki	same jedynki	Ograniczone rozgłaszanie (w sieci lokalnej)
sieć	same jedynki	Ukierunkowane rozgłaszanie

Oczywiście powyższe adresy mają sens tylko wtedy, gdy można je jednoznacznie zinterpretować.



Adresowanie bezklasowe.

Gdy tworzono system podziału adresów IP na klasy, niespodziewano się że tak szybko będzie on się rozwijać. Obecnie zaczyna już brakować adresów, szczególnie z klasy C. Dlatego też stworzono rożne sposoby, żeby ominąć podział na klasy. Opierają się one na na założeniu, że nie jast ważne w jaki sposób odbywa się wewnętrzne adresowanie w sieci, jeżeli dla użytkowników z zewnątrz jest to widoczne tak jakby odbywało się zgodnie z podziałem na klasy. Jednym z tych sposobów jest używanie masek.

Maska jest to ciąg 32 bitów, gdzie jedynki oznaczają adres sieci, a zera adres komputera. Pozwala to ominąć podział na klasy i swobodnie dzielić przestrzeń adresową.

Np. w sieci klasy C użycie maski 11111111 11111111 11111111 11100000 oznacza, że 27 bitów to adres sieci, a 5 bitów przeznaczonych jest na adres komputera. Pozwala to na utworzenie 8 podsieci, po 29 komputerów w każdej. Na zewnątrz będą one widziane jako jedna sieć.

Np. Adres 11011100 00010001 01000101 00000011 na zewnątrz bedzie oznaczał, że adresem sieci jest 11011100 00010001 01000101, a adresem komputera 00000011. Węwnątrz interpratacja będzie inna. Adresem sieci bedzie 11011100 00010001 00000101 010, natomiast adresem komputera 00101.

Oczywiście żeby ten system funkcjonował wszystkie routery łączące daną sieć z internetem muszą być odpowiedzio skonfigurowane i stosować taką samą maskę, żeby prawidłowo interpretować adresy.



Adresowanie przez nazwy w języku naturalnym.

Ponieważ zapamiętanie adresów wyrażonych liczbami jest dosyć trudne wprowadzony został inny sposób indetyfikacji komputerów poprzez używanie ich nazw, które najczęściej były związane z rodzajem zasobów i usług oferownaych przez dany komputer.

Na początku zajęła się tym pewna organizacja w USA, która rejestrowała zgłoszone jej nazwy komputrów i umieszczała je na swoim serwerze FTP, skąd każdy mógł je ściągnąć. Jednak w krótkim czasie ilość pobrań zwiększyła się tak znacznie, że serwer ten nie był w stanie obsłużyć wszystkich chętnych. Dlatego wprowadzono nowy system z wykorzystaniem wielu komputerów, który został nazwany DNS.



DNS

DNS jest to sposób adresowania w internecie nazywany systemem nazw domen. Przypisuje on komputerom nazwy w języku naturalnym. Tłumaczeniem tych nazw na adresy IP zajmują się specjalnie do tego przeznaczone komputery, nazywane serwerami DNS.

Z punktu widzenia użytkownika DNS to rozproszona baza danych, służąca do lokalizacji komputera w internecie na podstawie jego nazwy. Udostępnianiem tych informacji zajmują się serwery DNS.

Adres w systemie DNS składa sie ze słów oddzielonych od siebie kropkami. Dzieli się on na nazwę komputera i nazwę domeny.



Domeny

Domeny są stukturą hierarchicznią, którą można przedstawić za pomocą dzrzewa (podobnie jak drzewo katalogów).

Na najwyższym poziomie znajduje się dwuliterowe oznaczenie kraju, np.

AD - Andora
BS - Bahamy
GL - Grenlandia
IN - Indie
KE - Kenia
TG - Togo
ZR - Zair

Na drugim poziomie jest rodzaj organizacji. Najczęściej używane to:

com - organizacje komercyjne
net - orgazizacje związane z siecią
gov - organizacje rządowe
edu - placówki edukacyjne
mil - instytucje wojskowe
int - organizacje międzynarodowe
org - organizacje typu non-profit

Na niższych poziomach mogą znajdować się kolejne poddomeny, które najczęściej są związanie z podziałem firmy badż instytucji na mniejsze jednoski organizacyjne.

Nazwy domen w adresie DNS ułożone są w ten sposób, że nazwa domeny najwyższego rzędu znajduje się z prawej strony. Dalej na lewo od niej znajdują się nazwy kolejnych poddomen, a najbardziej na lewo znajduje się nazwa komputera.



Strefy

Wszyskie domeny można przedstawić za pomocą drzewa. Każda domena jest obsługiwana przez określony serwer DNS, któremu jest przypisana pewna strefa, czyli obszar na drzewie. Może to być pojedyńcza domena, domena z poddomenami, a także kilka niezależnych domen, w zależności od ich wielkości i mocy obliczeniowej komputera.

Gdy serwer DNS otrzymuje pytanie o adres z domeny, której nie obsługuje kieruje je do odpowiedniego dla tej domeny serwera DNS. Odpowiedz zapamiętuje w odpowiednim buforze, i przy nastęstępnym pytaniu o ten sam adres może ją wykorzystać. Po pewnym czasie (od kilku minut do kilku dni) bufor jest opróżniany i adresy są uaktualniane.

Ponieważ w razie awari serwera DNS cała obsługiwana przez niego strefa może zostać odcięta od internetu, dlatego każdą strefę powinny obsługiwać przynajmniej dwa serwery DNS. Wśród serwerów DNS obsługujących jedną strefę można wyróżnić serwer pierwotnyć i serwery wtórne. Każdy z nich zawiera kopie wszystkich adresów danej strefy. Aby uaktualnić adresy wystarczy wykonać zmiany tylko na serwerze pierwotny. Pozostałe serwery same się znim skontaktują i uaktualnią swoje adresy.



Zalety DNS

Można używać łatwych do zapamiętania nazw.

Po przeniesieniu komputera w inne miejsce nie trzeba zmieniać nawzy, wystarczy tyko uaktualnić informacje na odpowiednim serwerze DNS.



Wady DNS

Zwieksza się czas potrzebny na odnalezienie komputera w sieci.

W razie awarii serwera DNS, lub nieprawidłowych informacji na serwerze komputery obsługiwane przez dany serwer DNS, mogą być niedostępne dla innych użytkowników.