20. Адресация в сетях. Адресация в сетях TCP/IP. Протоколы ARP, DHCP.
Адресация в сетях
В любых сетях, не только в TCP/IP, необходимо идентифицировать отдельные, взаимодействующие между собой программы. Программы, в свою очередь, выполняются на конкретном компьютере, а компьютер размещается в некоторой локальной сети. Если предположить, что взаимодействующие программы выполняются на компьютерах, расположенных в разных локальных сетях, имеющих между собой межсетевое соединение, то получится, что полный сетевой адрес — это триада:
- адрес сети (подсети);
- адрес хоста (компьютера) в подсети;
- адрес программы на данном компьютере.
Любой стек протоколов должен так или иначе осуществлять адресацию трех вышеперечисленных объектов.
Адресация в сетях TCP/IP
В стеке TCP/IP для адресации используются следующие объекты: IP-адреса, номера портов и символьные доменные имена. IP — это основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. IP версии 4 (IPv4) занимает 4 байта, например, 109.26.17.100. Если IPX/IPX использует MAC-адреса канального уровня, то IP-адресация — это самостоятельная, независимая от технологий канального уровня, система адресации. Как мы уже говорили, это было сделано преднамеренно, так как TCP/IP предназначался изначально для объединения локальных сетей, использующих разнообразные технологии передачи данных, и, следовательно, нужна была самостоятельная система адресации, позволяющая уникально идентифицировать любой компьютер в глобальном масштабе. Несмотря на то, что в TCP/IP не рассматриваются технологии канального и физического уровней, при реальной передаче данных все равно приходится отображать IP адрес на адрес канального уровня. Например, отображение на MAC-адреса осуществляет Address Resolution Protocol (ARP).
IP назначается не производителем, а администратором сети во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP состоит из двух основных частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран произвольно администратором, либо назначен по рекомендации специального подразделения InterNIC (Internet Network Information Center), если подсеть должна работать как составная часть Internet. Поставщики услуг Internet (или провайдеры) получают диапазоны IP-адресов, а затем распределяется между абонентами сети. IP — не зависит от локального адреса компьютера. Маршрутизатор по определению входит в несколько сетей, поэтому каждое соединение имеет свой IP. Конечный узел может также входить в несколько сетей, поэтому справедливо было бы сказать, что отдельный IP-адрес характеризует одно сетевое соединение.
Выше мы говорили о том, что полный сетевой адрес — это триада. В этом контексте IP адрес отвечает за идентификацию подсети и хоста в этой подсети. За идентификацию программы на данном компьютере отвечает номер порта. Номера портов — двухбайтные числа. Номера портов со значениями ниже 1024 называются популярными портами, они зарезервированы за стандартными сервисами.
Так, например, если клиент осуществил соединение с сервером на порту номер 25, то это значит, что пользователь желает отправить сообщение электронной почты. Тогда триада сетевого адреса в этом случае будет представлена в виде: 109.26.17.100:25. Сетевые запросы и ответы в глобальной сети всегда сопровождаются адресной информацией в виде: ‘IP-адрес:порт’.