logo search
Информатика 2 семестр / лекции / Локальные и глобальные сети ЭВМ

Структура и принципы работы Интернет

Слово Интернет происходит от выражения Interconnectednetworks (связанные сети). В узком смысле – это глобальное сообщество малых и больших сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям; работающих по самым разнообразным протоколам; связанных между собой различными линиями связи; передающих физически данные по телефонным проводам, оптоволокну, через спутники и радиомодемы. В более широком смысле – это глобальное информационное пространство, хранящее огромное количество информации на миллионах компьютерах, которые обмениваются данными. Каждый компьютер, подключенный к Интернету, – это часть Сети.

Интернет состоит из разнородных подсетей, соединенных друг с другом шлюзами. В качестве подсетей могут выступать разные локальные сети (Token Ring, Ethernet и т.п.), различные национальные, региональные и глобальные сети. К этим сетям могут подключаться машины разных типов. Каждая из подсетей работает в соответствии со своими принципами и типом связи.

За Интернет никто централизовано не платит, каждый платит за свою часть. Представители сетей собираются вместе и решают, как им соединяться друг с другом и содержать эти взаимосвязи. Пользователь платит за подключение к некоторой региональной сети, которая в свою очередь платит за свой доступ сетевому владельцу государственного масштаба. Интернет не имеет никакого собственника, здесь нет и специального органа управления, который бы контролировал всю работу сети Интернет. Локальные сети различных стран финансируются и управляются местными органами согласно политике данной страны.

Существование Интернет стало возможным только после создания базовых протоколов TCP/IP, которые и предназначены для объединения сетей. Эти протоколы работают на двух уровнях:

Доменная система имен DNS (Domain Name System).DNS позволяет пользователям и программам подключаться к IP-узлам не по цифровым адресам, а по доменным именам. В отличие от IP-адреса узла DNS-имя узла читается в обратном порядке: вначале идет имя узла, затем имя сети, в которой он находится.

Пространство имен DNS.Система именования DNS представляет собой иерархическую и логическую древовидную структуру, которую называют пространство имен DNS, где есть один корень, у которого может быть любое число поддоменов.

У отдельных поддоменов в свою очередь могут быть дочерние поддомены. Например, в пространстве Интернет корень “” (пустая строка) объединяет множество нижележащих доменных имен верхнего уровня, одно из которых – .ru. В домене ru может быть поддоменac.ru, который в свою очередь является родительским для дочернего домена следующего уровня, например,ugatu.ac.ru.

Доменные имена. Каждый узел в дереве DNS-домена идентифицируется по его полному доменному имени (FQDN –FullyQualifiedDomainNames), которое однозначно определяет его расположение по отношению к корню дерева доменов.

Например, FQDNсервера кафедры Информатики в доменеugatu.ac.ruбудетinformatic.ugatu.ac.ru. Оно представляет собой объединение имени узла (informatic) и суффиксаDNS(ugatu.ac.ru), разделенных точкой.

Итак, полное DNS-имя компьютера называется FQDN, содержит имя узла (Hostname) и суффикса DNS (Suffix). Например,

\\informatic.ugatu.ac.ru

Корень (самый верхний уровень) пространства имен Интернет управляется организацией ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Она координирует присвоение идентификаторов, которые должны быть уникальны во всем Интернет (доменные имена, IP-адреса, параметры протоколов и номера портов). Существует три типа таких доменов:

В ноябре 2000 года ICANN объявила о создании семи дополнительных доменов верхнего уровня:

Ниже доменов верхнего уровня ICANN или другие уполномоченные органы передают домены различным организациям, например, microsoft.com. Эти организации подключаются к Интернету и присваивают имена узлам в пределах своих доменов. Служба DNS предназначена для преобразования имен узлов в IP-адреса в зоне действия пространства имен организации.

DNS-серверы. DNS-сервер – это компьютер с соответствующим программным обеспечением, который поддерживает базу данных доменных имен и обрабатывает запросы на разрешение имен, поступающие от клиентов. В ответ на запрос DNS-сервер предоставляет запрашиваемую информацию, дает ссылку на другой сервер, который может ответить на запрос, либо сообщает, что информация недоступна или не существует. Сервер может быть полномочным для одного или нескольких уровней иерархии. Например, корневые DNS-серверы в Интернете являются полномочными только для доменных имен верхнего уровня (например, .com), но не для поддоменов (например,microsoft.com). Полномочные серверы для .com, полномочны только для имен типаmicrosoft.com, но не для доменов третьего уровня и т.д.

Механизм работы DNS-запросов. Клиент отправляет рекурсивный запрос своему DNS-серверу, который в свою очередь начинает рассылать интерактивные запросы к другим DNS-серверам.

Например, клиент запрашивает IP-адрес (Рис. 2 .53) доменного имени mail.ufanet.ruу своего DNS-сервера (1), если тот его не знает, то формирует широковещательный запрос по протоколу UDP (2), приходит ответ «знаю IP-адрес зоны ru» (3), DNS-сервер запрашивает DNS-сервер зоны ru (4), приходит ответ «знаю IP-адрес зоны ufanet.ru» (5), DNS-сервер запрашивает DNS-сервер зоны ufanet.ru – 81.30.199.5 (6), приходит ответ «IP-адрес mail.ufanet.ru – 81.30.199.38», свой DNS-сервер передает IP-адрес клиенту (8), и сохраняет на время этот адрес в своем Сash.

Рис. 2.53. Механизм работы DNS-запросов