Адресація комп'ютерів

Проблемою, яку потрібно враховувати при об'єднанні трьох і більше комп'ютерів, є проблема їхньої адресації. До адреси вузла мережі й схемі його призначення можна пред'явити кілька вимог.

• Адреса повинна унікально ідентифікувати комп'ютер у мережі будь-якого масштабу.

• Схема призначення адрес повинна зводити до мінімуму ручна праця адміністратора й імовірність дублювання адрес.

• Адреса повинна мати ієрархічну структуру, зручну для побудови більших мереж. Цю проблему добре ілюструють міжнародні поштові адреси, які дозволяють поштовій службі, що організує доставку листів між країнами, користуватися тільки назвою країни адресата й не враховувати назву його міста, а тим більше вулиці.

• Адреса повинна бути зручний для користувачів мережі, а це значить, що він повинен мати символьне подання. Наприклад: Servers або www.cisco.com.

• Адреса повинна мати по можливості компактне подання, щоб не перевантажувати пам'ять комунікаційних апаратур — мережних адаптерів, маршрутизаторів і т.п.

Неважко помітити, що ці вимоги суперечливі - наприклад, адреса, що має ієрархічну структуру, швидше за все буде менш компактним, чим неієрархічний (таку адресу часто називають «плоским», тобто не має структури). Символьна ж адреса швидше за все зажадає більше пам'яті, чим число-число-адреса-число.

Тому що всі перераховані вимоги важко сполучити в рамках якої-небудь однієї схеми адресації, то на практиці звичайно використається відразу кілька схем, так що комп'ютер одночасно має кілька адрес-імен. Кожна адреса використається в тій ситуації, коли відповідний вид адресації найбільш зручний. А щоб не виникало плутанини й комп'ютер завжди однозначно визначався своєю адресою, використаються спеціальні допоміжні протоколи, які за адресою одного типу можуть визначити адреси інших типів.

Найбільше поширення одержали три схеми адресації вузлів.

• Апаратні (hardware) адреси. Ці адреси призначені для мережі невеликого або середнього розміру, тому вони не мають ієрархічної структури. Типовим представником адреси такого типу є адреса мережного адаптера локальної мережі. Така адреса звичайно використається тільки апаратурами, тому його намагаються зробити по можливості компактним і записують у вигляді двійкового або шестиадцатеричного значення, наприклад 0081005е24а8. При завданні апаратних адрес звичайно не потрібне виконання ручної роботи, тому що вони або вбудовуються в апаратури компанією-виготовлювачем, або генеруються автоматично при кожному новому запуску встаткування, причому унікальність адреси в межах мережі забезпечує встаткування. Крім відсутності ієрархії, використання апаратних адрес зв'язано ще з одним недоліком - при заміні апаратур, наприклад, мережного адаптера, змінюється й адреса комп'ютера. Більше того, при установці декількох мережних адаптерів у комп'ютера з'являється кілька адрес, що не дуже зручно для користувачів мережі.

• Символьні адреси або імена. Ці адреси призначені для запам'ятовування людьми й тому звичайно несуть значеннєве навантаження. Символьні адреси легко використати як у невеликих, так і великих мережах. Для роботи в більших мережах символьне ім'я може мати складну ієрархічну структуру, наприклад ftp-archl.ucl.ac.uk. Ця адреса говорить про те, що даний комп'ютер підтримує ftp-архів у мережі одного з коледжів Лондонського університету (University College London - ucl) і ця мережа ставиться до академічної галузі (ас) Internet Великобританії (United Kingdom - uk). При роботі в межах мережі Лондонського університету таке довге символьне ім'я явно избыточно й замість нього зручно користуватися коротким символьним ім'ям, на роль якого добре підходить сама молодша складового повного імені, тобто ім'я ftp-archl.

• Числові складені адреси. Символьні імена зручні для людей, але, через змінний формат і потенційно великої довжини їхня передача по мережі не дуже економічна. Тому в багатьох випадках для роботи в більших мережах як адреси вузлів використають числові складені адреси фіксованого й компактного форматів. Типовим представниками адрес цього типу є IP- і IPX-адреси. У них підтримується дворівнева ієрархія, адреса ділиться на старшу частину - номер мережі й молодшу - номер вузла. Такий розподіл дозволяє передавати повідомлення між мережами тільки на підставі номера мережі, а номер вузла використається тільки після доставки повідомлення в потрібну мережу; точно так само, як назва вулиці використається листоношею тільки після того, як лист доставлений у потрібне місто. Останнім часом, щоб зробити маршрутизацію у великих мережах більше ефективної, пропонуються більше складні варіанти числової адресації, відповідно до яких адреса має три й більше складові. Такий підхід, зокрема, реалізований у новій версії протоколу IPv6, призначеного для роботи в мережі Internet. У сучасних мережах для адресації вузлів застосовуються, як правило, одночасно всі три наведені вище схеми. Користувачі адресують комп'ютери символьними іменами, які автоматично заміняються в повідомленнях, переданих по мережі, на числові номери. За допомогою цих числових номерів повідомлення передаються з однієї мережі в іншу, а після доставки повідомлення в мережу призначення замість числового номера використається апаратна адреса комп'ютера. Сьогодні така схема характерна навіть для невеликих автономних мереж, де, здавалося б, вона явно надлишкова - це робиться для того, щоб при включенні цієї мережі в більшу мережу не потрібно було міняти склад операційної системи.

Проблема встановлення відповідності між адресами різних типів, який займається служба дозволу імен, може вирішуватися як повністю централізованими, так і розподіленими засобами. У випадку централізованого підходу в мережі виділяється один комп'ютер (сервер імен), у якому зберігається таблиця відповідності один одному імен різних типів, наприклад символьних імен і числових номерів. Всі інші комп'ютери звертаються до сервера імен, щоб по символьному імені знайти числовий номер комп'ютера, з яким необхідно обмінятися даними.

При іншому, розподіленому підході, кожний комп'ютер сам вирішує завдання встановлення відповідності між іменами. Наприклад, якщо користувач указав для вузла призначення числовий номер, те перед початком передачі даних комп'ютер-відправник посилає всім комп'ютерам мережі повідомлення (таке повідомлення називається широкомовним) із проханням пізнати це числове ім'я. Всі комп'ютери, одержавши це повідомлення, порівнюють заданий номер зі своїм власним. Той комп'ютер, у якого виявився збіг, посилає відповідь, що містить його апаратну адресу, після чого стає можливим відправлення повідомлень по локальній мережі.

Розподілений підхід гарний тим, що не припускає виділення спеціального комп'ютера, що до того ж часто вимагає ручного завдання таблиці відповідності імен. Недоліком розподіленого підходу є необхідність широкомовних повідомлень - такі повідомлення перевантажують мережа, тому що вони вимагають обов'язкової обробки всіма вузлами, а не тільки вузлом призначення. Тому розподілений підхід використається тільки в невеликих локальних мережах. У великих мережах поширення широкомовних повідомлень по всіх її сегментах стає практично нереальним, тому для них характерний централізований підхід. Найбільш відомою службою централізованого дозволу імен є служба Domain Name System (DNS) мережі Internet.

Дата добавления: 2014-01-11