Символьное представление имени компьютера в сети

IP-адресация

Передача сообщений в Интернет основана на том, что каждый компьютер сети имеет индивидуальный адрес - IP-адрес. Этот адрес выражается одним 32-разрядным числом, имеющим две смысловые части. Одна часть IP-адреса опре­деляет номер сети, вторая - номер узла(компьютера) в сети. Так как оперировать длинными двоичными числами достаточно сложно, число, определяющее IР-ад­pec, разбивают на 4 октета - восьмиразрядных двоичных числа, а каждое из этих чисел представляют в десятичном виде. Октеты отделяют друг от друга точками. Таким образом, 32-разрядный IP-адрес представляется в виде: 255.255.255.255 (десятичное число может меняться от 0 до 255 - максимального значения восьмиразрядного двоичного числа). Например: 128.10.2.30 - десятич­ная форма представления IP-адреса,

10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

В сети Интернет различные глобальные сети, в зависимости от размера, делятся по классам:

Сети класса А: большие сети общего пользования, первый октет опреде­ляет номер сети, три последующие октета - номер узла;

Сети класса В: сети среднего размера. Два первых октета определяют но­мер сети, два оставшихся - номер узла;

Сети класса С: сети малого размера. В этих сетях три первых октета определяют номер сети и последний октет - номер узла.

В таблице 1 представлена общая характеристика схемы Интернет-адреса­ции.

Таблица 1

Класс	Диапазон значений первого октета	Общее количе­ство сетей	Максимальное коли­чество узлов в каж­дой сети
А	1 - 126		16 777 214
В	128-191	16 382	65 534
С	192-223	2 097 150

Некоторые IP-адреса имеют специальное назначение, например, адрес:

• 0.0.0.0 представляет адрес шлюза по умолчанию, т.е. адрес компьютера, которому следует направлять информационные пакеты, если они не нашли адресата в локальной сети;

• 127.любое число (часто 127.0.0.1) - адрес «петли». Данные, переданные по этому адресу, поступают на вход компьютера, как полученные по сети. Такой адрес необходим при отладке сетевых программ;

• 255.255.255.255 - широковещательный адрес. Сообщения, переданные по этому адресу, получают все узлы локальной сети, содержащей компьютер-источник сообщения (в другие локальные сети оно не передается);

• Номер сети . все нули - адрес сети;

• Все нули . номер узла - узел в данной сети. Может использоваться для передачи сообщений конкретному узлу внутри локальной сети;

• Номер сети . все единицы (двоичные) - все узлы указанной сети.

В локальных сетях используются специальные, так называемые «серые» IP-адреса. Они определены документом RFC1918 (RFC- RequestsForComments, предлагаемый проект стандарта, большинство документов, регламен­тирующих Интернет, описано в RFC) и приведены в табл. 2:

Таблица 2

Диапазоны IP-адресов, используемых в локальных сетях

10.0.0.0- 10.255.255.255

172.16.0.0- 172.31.255.255

192.168.0.0- 192.168.255.255

В небольших по размеру локальных сетях обычно применяется последний диапазон адресов. Сетевые маршрутизаторы не передают информацию для узлов с этими адресами, поэтому она оказывается «запертой» внутри локальной сети. Такая схема позволяет в разных локальных сетях использовать одни и те же IP-адреса и не приводит к конфликтам.

Для повышения гибкости использования IP-адресов деление адреса на ча­сти с использованием классов дополняется технологией CIDR (ClasslessInter-DomainRouting) - бесклассовой междоменной маршрутизации. В этом случае адрес сети формируется с помощью двух чисел: адреса и маски. Маска это тоже

32-разрядное двоичное число, с помощью которого из IP-адреса выделяется ад­рес сети. Схема формирования адреса сети с использованием маски проста, ее можно пояснить на примере, допустим, адрес представлен двоичным числом 110101, маска числом 111100. Маска накладывается на адрес, как трафарет, в ко­тором единицы соответствуют прорезям, в которых мы «увидим» адрес сети, в нашем примере адрес сети соответствует числу 110100. Маска всегда содержит такое двоичное число, старшие разряды которого подряд единицы, а младшие -нули, единицы представляют «прозрачную» часть трафарета, а нули - «непро­зрачную». Маска так же, как и адрес, записывается в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками и представляющих двоичные октеты. Для компакт­ной записи пары чисел: IР-адрес-маска, используется также другая форма, например: 10.0.0.8/30. Число до слеша представляет собой IP-адрес, а число по­сле слеша - количество разрядов в IP-адресе, отводимых для адресации сети. Число 30 после слеша соответствует маске 255.255.255.252. После определения адреса сети, оставшаяся часть IP-адреса используется для адресации узлов в сети.

Сетевые утилиты

В операционной системе Windowsсуществует большое число утилит (спе­циальных программ), предназначенных для управления и анализа сетевых со­единений, рассмотрим три из них: IPCONFIG, ARP, NETSTAT.

Утилита IPCONFIG

Позволяет просмотреть текущую конфигурацию адресов TCP/IP для всех установленных на данном компьютере сетевых адаптеров и коммутируемых со­единений, с ее помощью можно определить IP-адрес данного компьютера. Запу­щенная без параметров, команда ipconfigвыдает в качестве результата текущую конфигурацию адресов TCP/IP для всех установленных на данном компьютере сетевых адаптеров и коммутируемых соединений (рис. 1).

Риc. 1.

Команду ipconfigследует первой использовать для диагностирования воз­можных проблем с соединением TCP/IP. С ее помощью можно определить, был ли вообще назначен IP-адрес сетевому адаптеру, а также узнать адрес шлюза.

Утилита NETSTAT

Команда позволяет получить подробную информацию о соединениях, ак­тивных в настоящее время. Дополнительные ключи позволяют также получить информацию о сетевых портах, об IP-адресах компьютеров, участвующих в под­ключении, а также о других сетевых параметрах. Параметры:

-а Вывод всех активных подключений TCPи прослушиваемых компьютером портов TCPи UDP(рис.).

-е Вывод статистики Ethernet, например количества отправленных и принятых байтов и пакетов. Этот параметр может комбинироваться с ключом -s. -п Вывод активных подключений TCPс отображением адресов и номеров пор­тов в числовом формате без попыток определения имен.

Рис. 3. Вывод активных подключений с помощью команды netstat. -о вывод активных подключений TCPи включение кода процесса (PID) для каж-дого подключения. Код процесса позволяет найти приложение на вкладке Про-цессы диспетчера задач Windows. Этот параметр может комбинироваться с клю-чами-а, -nи -р.

-рпротокол Вывод подключений для протокола, указанного параметром прото­кол. В этом случае параметр протокол может принимать значения tcp, udp, tcpv6или udpv6. Если данный параметр используется с ключом -sдля вывода статистики по протоколу, параметр протокол может иметь значение tcp, udp, icmp, ip, tcpv6, udpv6, icmpv6илиipv6.

-sВывод статистики по протоколу. По умолчанию выводится статистика для протоколов TCP, UDP, ICMPи IP. Если установлен протокол IPv6 для WindowsХР, отображается статистика для протоколов TCPчерез IPv6, UDPче­рез IPv6, ICMPv6 и IPv6. Параметр -р может использоваться для указания набо­ра протоколов.

-г Вывод содержимого таблицы маршрутизации IP(рис.). Эта команда эквива­лентна команде routeprint.

Рис. 4. Вывод таблицы маршрутизации с помощью команды netstat.

интервал

Обновление выбранных данных с интервалом, определенным параметром ин­тервал (в секундах). Нажатие клавиш CTRL+Cостанавливает обновление. Если этот параметр пропущен, netstatвыводит выбранные данные только один раз. /? Отображение справки в командной строке.

Утилита ARP

Служит для вывода и изменения записей кэша протокола ARP, который со­держит одну или несколько таблиц, использующихся для хранения IP-адресов и соответствующих им физических адресов Ethernetили TokenRing. Для каждого сетевого адаптера Ethernetили TokenRing, установленного в компьютере, ис­пользуется отдельная таблица. Запущенная без параметров, команда агр выводит справку. Параметры

-а Вывод таблиц текущего протокола ARPдля всех интерфейсов (рис. 5).

Рис. 5. Результат выполнения команды arp-а.

Чтобы вывести записи ARPдля определенного IP-адреса, следует указать его после ключа через пробел: Arp -aIP-adpec

Чтобы вывести таблицы кэша ARPдля определенного интерфейса, следует ука­зать параметр-NArp -a -Nиф_адрес

иф_адрес, где иф_адрес- это IP-адрес, назначенный интерфейсу. Параметр -N

вводится с учетом регистра.

-gВыполняет те же функции, что и-а.

-dIP-адрес [иф_адрес]

Выполняет удаление записи с определеннымIP-адресом. Чтобы удалить запись таблицы для определенного интерфейса, следует указать этот интерфейс после IP-адреса. Чтобы удалить все записи, нужно ввести звездочку (*) вместо пара­метра IP-adpec.

-sIP-адрес Ethernet_адрес [иф_адрес]

Добавление статической записи, которая сопоставляет IP-адрес с физическим адресом в кэш ARP. Чтобы добавить статическую запись кэша ARPв таблицу для определенного интерфейса, следует указать параметр иф_адрес, где иф_ад-рес - это IP-адрес, назначенный интерфейсу. /? Отображение справки в командной строке.

IP-адресация

Передача сообщений в Интернет основана на том, что каждый компьютер сети имеет индивидуальный адрес - IP-адрес. Этот адрес выражается одним 32-разрядным числом, имеющим две смысловые части. Одна часть IP-адреса опре­деляет номер сети, вторая - номер узла(компьютера) в сети. Так как оперировать длинными двоичными числами достаточно сложно, число, определяющее IР-ад­pec, разбивают на 4 октета - восьмиразрядных двоичных числа, а каждое из этих чисел представляют в десятичном виде. Октеты отделяют друг от друга точками. Таким образом, 32-разрядный IP-адрес представляется в виде: 255.255.255.255 (десятичное число может меняться от 0 до 255 - максимального значения восьмиразрядного двоичного числа). Например: 128.10.2.30 - десятич­ная форма представления IP-адреса,

10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

В сети Интернет различные глобальные сети, в зависимости от размера, делятся по классам:

Сети класса А: большие сети общего пользования, первый октет опреде­ляет номер сети, три последующие октета - номер узла;

Сети класса В: сети среднего размера. Два первых октета определяют но­мер сети, два оставшихся - номер узла;

Сети класса С: сети малого размера. В этих сетях три первых октета определяют номер сети и последний октет - номер узла.

В таблице 1 представлена общая характеристика схемы Интернет-адреса­ции.

Таблица 1

Класс	Диапазон значений первого октета	Общее количе­ство сетей	Максимальное коли­чество узлов в каж­дой сети
А	1 - 126		16 777 214
В	128-191	16 382	65 534
С	192-223	2 097 150

Некоторые IP-адреса имеют специальное назначение, например, адрес:

• 0.0.0.0 представляет адрес шлюза по умолчанию, т.е. адрес компьютера, которому следует направлять информационные пакеты, если они не нашли адресата в локальной сети;

• 127.любое число (часто 127.0.0.1) - адрес «петли». Данные, переданные по этому адресу, поступают на вход компьютера, как полученные по сети. Такой адрес необходим при отладке сетевых программ;

• 255.255.255.255 - широковещательный адрес. Сообщения, переданные по этому адресу, получают все узлы локальной сети, содержащей компьютер-источник сообщения (в другие локальные сети оно не передается);

• Номер сети . все нули - адрес сети;

• Все нули . номер узла - узел в данной сети. Может использоваться для передачи сообщений конкретному узлу внутри локальной сети;

• Номер сети . все единицы (двоичные) - все узлы указанной сети.

В локальных сетях используются специальные, так называемые «серые» IP-адреса. Они определены документом RFC1918 (RFC- RequestsForComments, предлагаемый проект стандарта, большинство документов, регламен­тирующих Интернет, описано в RFC) и приведены в табл. 2:

Таблица 2

Диапазоны IP-адресов, используемых в локальных сетях

10.0.0.0- 10.255.255.255

172.16.0.0- 172.31.255.255

192.168.0.0- 192.168.255.255

В небольших по размеру локальных сетях обычно применяется последний диапазон адресов. Сетевые маршрутизаторы не передают информацию для узлов с этими адресами, поэтому она оказывается «запертой» внутри локальной сети. Такая схема позволяет в разных локальных сетях использовать одни и те же IP-адреса и не приводит к конфликтам.

Для повышения гибкости использования IP-адресов деление адреса на ча­сти с использованием классов дополняется технологией CIDR (ClasslessInter-DomainRouting) - бесклассовой междоменной маршрутизации. В этом случае адрес сети формируется с помощью двух чисел: адреса и маски. Маска это тоже

32-разрядное двоичное число, с помощью которого из IP-адреса выделяется ад­рес сети. Схема формирования адреса сети с использованием маски проста, ее можно пояснить на примере, допустим, адрес представлен двоичным числом 110101, маска числом 111100. Маска накладывается на адрес, как трафарет, в ко­тором единицы соответствуют прорезям, в которых мы «увидим» адрес сети, в нашем примере адрес сети соответствует числу 110100. Маска всегда содержит такое двоичное число, старшие разряды которого подряд единицы, а младшие -нули, единицы представляют «прозрачную» часть трафарета, а нули - «непро­зрачную». Маска так же, как и адрес, записывается в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками и представляющих двоичные октеты. Для компакт­ной записи пары чисел: IР-адрес-маска, используется также другая форма, например: 10.0.0.8/30. Число до слеша представляет собой IP-адрес, а число по­сле слеша - количество разрядов в IP-адресе, отводимых для адресации сети. Число 30 после слеша соответствует маске 255.255.255.252. После определения адреса сети, оставшаяся часть IP-адреса используется для адресации узлов в сети.

Символьное представление имени компьютера в сети

Каждый компьютер в сети имеет уникальный адрес. При использовании IP-адресации это IP-адрес. Однако человеку достаточно трудно оперировать длинными наборами цифр, не несущих смысловой нагрузки, поэтому всегда применяются системы преобразования имен, ставящие в соответствие цифрово­му адресу компьютера его символьное имя. В глобальных сетях и сети Интернет это служба DNS (DomainNameSystem) - распределенная база данных, поддер­живающая иерархическую систему имен для идентификации узлов в сети Ин­тернет. Определенные части базы данных доменных имен хранятся на специаль­ных серверах - DNS-серверах, обрабатывающих запросы любого компьютера и определяющие имя, соответствующее IP-адресу или наоборот. В каждой локаль­ной сети, подключенной к Интернет, работает по крайней мере один DNS-cep-вер. База данных DNSимеет структуру дерева, называемого доменным про-странством имен, в котором каждый домен (узел дерева) имеет имя и может со-держать поддомены. Имя домена идентифицирует его положение в этой базе данных по отношению к родительскому домену, а точки в имени отделяют ча-сти, соответствующие узлам домена, например, www.tusur.ru.

Для именования компьютеров в локальных сетях используются плоские (не имеющие иерархии) символьные имена, так называемые NetBIOS-имена. Протокол NetBIOS (NetworkBasicInput/OutputSystem), как расширение стан­дартных функций базовой системы ввода-вывода, был разработан в 1984г. компанией IBMи широко применяется в ее продуктах, а также продуктах компа­нии Microsoft. В протоколе NetBIOSреализован механизм широковещательного разрешения имен, когда все компьютеры в локальной сети получают запрос на разрешение имени, соответствующего некоторому IP-адресу. Кроме того, компа­ния Microsoftдля своей сетевой операционной системы WindowsNTразработа­ла централизованную службу разрешения имен WINS(WindowsInternetNameService). WINS-сервер, работающий в локальной сети, централизованно обраба­тывает все запросы, касающиеся разрешения имен в сетях Windows.При большом числе компьютеров в локальной сети WINS-сервер необходим. Однако в малых сетях, содержащих менее 10 компьютеров, часто используется широко­вещательный механизм разрешения имен протокола NetBIOS, упрощающий административное обслуживание таких сетей.