Лекция: Принципы адресации компьютеров в компьютерной сети.

Наибольшее распространение получили три варианта адресации:

— аппаратные адреса предназначены для сетей небольшого размера, поэтому они имеют простую неиерархическую структуру. Адреса могут быть закоди­рованы в двоичной или в шестнадцатеричной системах счисления. Разряд­ность адреса может быть любой — это внутреннее дело конкретной сети или подсети. Присвоение аппаратных адресов происходит автоматически: либо они встраиваются в аппаратуру (модемы, адаптеры и т. д.), либо генерируют­ся при каждом новом запуске оборудования;

— символьные адреса или имена предназначены для пользователей и поэтому должны нести смысловую нагрузку. В больших сетях такие адреса имеют ие­рархическую систему и состоят из отдельных доменов, идентифицируемых буквенными сокращенными наименованиями объектов, часто понятных поль­зователю (подобие доменных адресов в сети Интернет). Они могут иметь очень большую длину;

— числовые составные адреса фиксированного компактного формата. В качест­ве примера можно сослаться на IP-адреса в Интернете.

В современных сетях для адресации часто одновременно сочетаются все три варианта адресов. Пользователь указывает символьный адрес, который сразу же в сети заменяется на числовой (по таблицам адресов, хранимых на сервере имен сети). При поступлении передаваемых данных в сеть назначения числовой адрес заменяется на аппаратный. Возможная технология адресации сообщений заклю­чается в следующем. Компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети широковещательное сообщение с просьбой опознать свое числовое имя. Опознав­шему адрес компьютеру высылается аппаратный адрес, а затем и само сообщение.

Оптимальная маршрутизация обеспечивает:

□ максимальную пропускную способность сети;

□ минимальное время прохождения пакета от отправителя к получателю;

□ надежность доставки и безопасность передаваемой информации.

Маршрутизация может быть централизованной и децентрализованной. Централи­зованная маршрутизация допустима только в сетях с централизованным управ­лением: выбор маршрута осуществляется в центре управления сетью и коммута­торы в узлах лишь реализуют поступившее решение. При децентрализованной маршрутизации функции управления распределены между узлами коммутации, в которых, как правило, имеется связующий процессор.

Каждый сетевой интерфейс в Internet должен иметь свой уникальный IP-adpec {IP address), иногда также называемый Internet-адресом {Internet address). IP-адрес содер­жит 32 двоичных разряда (4 байта). Множество IP-адресов (так называемое адресное пространство Internet) структурировано: оно разбито на 5 различных классов (рис. 1.).

netID — идентификатор сети

hostID — идентификатор хоста

multicast group ID — идентификатор группы (групповой адрес)

Рис. 1… Классы IP-адресов

Конкретные IP-адреса принято записывать десятичными значениями (0-255) че­тырех байтов, разделенных точками. Такой способ обозначения называется точечно-десятичной записью {dotted-decimal notation). Например, основной рабочей станцией автора при написании этой книги был хост с адресом 140.252.13.33 в сети класса В.

Распознать класс сети в заданном адресе легко — он определяется первым числом в точечно-десятичной записи. Диапазоны адресов для всех 5 классов приведены в таблице на рис. 2. (значения первого байта выделены жирным шрифтом). Отме­тим, что многосвязный хост будет иметь несколько IP-адресов — как минимум по одному на каждый свой интерфейс.

Рис. 2. Диапазоны значений для различных классов IP-адресов

Так как всякий интерфейс в Internet должен иметь свой уникальный IP-адрес, то необходима централизованная служба, распределяющая адреса для сетей, присоеди­няемых к всемирной сети Internet. Такой службой является InterN 1С (Internet, Netzvork Information Center — сетевой информационный центр Internet). InterNIC ведает реги­страцией сетей, предоставляя каждой уникальный идентификатор (поле IP-адресов данной сети, называемое netID). Распределение конкретных IP-адресов данной сети между ее хостами (то есть закрепление за ними определенных значений поля hostID) — задача, возлагаемая на системного администратора сети.

InterNIC был создан 1 апреля 1993 года. В нем существуют три отдела: служба регистрации (rs. internic. net), служба каталогов и баз данных (ds. internic. net) и служба информа­ции (is.internic.net). Подробности об InterNIC можно узнать из источника, указанного в контрольном попросс 1.8.

Прежде вопросами регистрации IP-адресов и имен доменов для DNS в Internet занимался дру­гой центр — NIC (nic.ddn.mil). В настоящее время NIC занимается только запросами, связан­ными с DDN (Defense Data Network — сеть оборонных данных).

По числу адресатов различают три типа IP-адресов: однозначный (unicast) — пред­назначенный для единственного хоста, широковещательный (broadcast) — для всех хостов в одной сети и групповой (multicast) — для нескольких хостов, образующих так называемую группу рассылки.