IP-адрес

Адресация в Сети

Машин в Интернете много, это факт. Так что вопрос о том, как можно их эффективно идентифицировать в пределах этой сети, оказывается далеко не праздным. Кроме того, практически все современные операционные системы работают в многозадачном режиме (поддерживают одновременную работу нескольких программ). Это значит, что возникает также вопрос о том, как нам идентифицировать конкретную систему или программу, желающую обмениваться данными через Сеть. Эти две задачи решаются стеком TCP/IP при помощи IP-адреса и номера порта.

Любой компьютер, подключенный к Интернету и желающий обмениваться информацией со своими "сородичами", должен иметь некоторое уникальное имя, или IP-адрес. Вот уже 30 лет (надо думать, и в ближайшее десятилетие тоже) IP-адрес выглядит примерно так:

127.12.232.56

Как видим, это — четыре 8-разрядных числа (то есть принадлежащих диапазону от 0 до 255 включительно), соединенные точками. Не все числа допустимы в записи IP-адреса: ряд из них используется в служебных целях (например, адрес 127.0.0.1 выделен для обращения к локальной машине - той, на которой был произведен запрос, а число 255 соответствует широковещательной рассылке в пределах текущей подсети). Возникает вопрос: ведь компьютеров в Интернете миллионы (а скоро будут миллиарды). Как же, простые пользователи, запросив IP-адрес машины, в считанные секунды с ней соединяются? Как "протокол" узнает, где на самом деле расположен компьютер и устанавливает с ним связь, а в случае неверного адреса адекватно на это реагирует? Машина, с которой Вы собираетесь связаться, вполне может находиться за океаном, и путь к ней пролегает через множество промежуточных серверов.

В деталях вопрос определения пути к адресату довольно сложен. Однако достаточно представить себе некую общую картину, точнее, некоторую ее модель. Предположим, что у нас есть 1 миллиард компьютеров (завышенные цифры), каждый из которых напрямую соединен с 11 (к примеру) другими через кабели. Получается этакая паутина из кабелей. Кстати, отсюда, одна из наиболее популярных служб Интернета, базирующаяся на протоколе HTTP, и названа WWW (World Wide Web, или Всемирная паутина). Следует отметить, что в реальных условиях, конечно же, компьютеры не соединяют друг с другом таким большим количеством каналов. Вместо этого применяются всевозможные внутренние таблицы, которые позволяют компьютеру "знать", где конкретно располагаются некоторые ближайшие его соседи. То есть любая машина в Сети имеет информацию о том, через какие узлы должен пройти сигнал, чтобы достигнуть самого близкого к ней адресата — а если не обладает этими “знаниями”, то получает их у ближайшего "компа" соседа по сети, в момент загрузки операционной системы. Разумеется, размер таких таблиц ограничен и они не могут содержать маршруты до всех машин в Интернете (хотя в самом начале развития Интернета, когда компьютеров в Сети было немного, именно так и обстояло дело). Потому-то и проведена аналогия с одиннадцатью соседями.

Пусть компьютер номер 1 соединяется с машиной somehost с каким-то IP-адресом. Наш компьютер запрашивает своих соседей, об адресе somehost. Запрос рассылается в одиннадцать сторон, этот запрос (будем считать, что длительность его -- около 0,1с, т. е. все происходит практически одновременно — размер запроса не настолько велик, чтобы сказалась задержка передачи данных), и ждет ответа. Каждый из компьютеров окружения действует по точно такому же плану. Он запрашивает у своих десятерых соседей, о somehost. Это, еще 0,1с. Всего за 0,2с проверено уже 11x10=110 компьютеров. Но это еще не все, ведь процесс нарастает лавинообразно. Нетрудно подсчитать, что за время порядка 1 секунды будет получен ответ от 10¹⁰ машин, т. е. в 10 раз больше, чем мы имеем! На самом деле процесс идет медленнее: какие-то системы заняты и не ответят сразу. С другой стороны, должен быть механизм, который бы обеспечивал, чтобы одна машина не "опрашивалась" многократно.

В действительности дело обстоит куда сложнее. Отличия от представленной схемы частично заключаются в том, что компьютеру совсем не обязательно "запрашивать" всех своих соседей — достаточно ограничиться только некоторыми из них. Для убыстрения доступа все возможные IP-адреса делятся на четыре группы — так называемые адреса подсетей классов А, В, С и D. Но это технические детали и не представляет такого интереса, чтобы на них задерживаться. О TCP/IP написаны целые тома.

Дата добавления: 2014-01-06