Типи адресів стеку ТСР/ІР

Розрізняють три типи адрес стеку TCP/IP: локальні, IP-адреси та доменні імена.

Під локальною (апаратною, фізичною) адресою розуміють такий тип адреси, який використовується засобами базової технології для доставки даних в межах підмережі, що є елементом складеної інтермережі. В різних підмережах є допустимими різні мережеві технології, різні стеки протоколів, тому при створенні стеку TCP/IP передбачалась наявність різних типів локальних адрес.

Для того щоб в мережі Ethernet стала можливою локальна доставка фреймів, необхідна певна система адресації, тобто присвоєння імен комп’ютерам та інтерфейсам. Кожен вузол має унікальний спосіб самоідентифікації. Ніякі дві фізичні адреси в мережі не повинні збігатись. Фізичні адреси, які, в Ethernet також називають адресами керування доступом до середовища передавання (Media Access Control, MAC), записані в мережевому адаптері ПК або мережевих інтерфейсах пристроїв (маршрутизаторів, комутаторів тощо).

MAC-адреса має довжину 48 бітів і записується у вигляді дванадцяти шістнадцяткових цифр (наприклад, 00-60-2F-3A-07-BC). Перші шість цифр, що задаються IEEE, ідентифікують виробника або продавця пристрою і, містять унікальний ідентифікатор організації (Organizationally Unique Identifier – OUI). Другі шість цифр містять серійний номер інтерфейсу або інше значення, що задається конкретним виробником. MAC-адресу іноді називають прошитою (Burned-In Address – BIA), оскільки вона записана в постійній пам’яті (Read-Only Memory – ROM)інтерфейса або пристрою. На рис. 5.1 показано формат MAC-адреси.

Без MAC-адрес локальна мережа представляла б собою лише групу ізольованих комп’ютерів, і доставка Ethernet-фреймів була б неможливою. Внаслідок цього на канальному рівні до даних верхніх рівнів додається заголовок, що містить MAC-адресу пристрою та кінцевик. Заголовок та кінцевик містять службову інформацію, призначену для канального рівня пристрою, якому направляється фрейм. Дані верхніх рівнів інкапсулюються в заголовок та кінцевик канального рівня.

IP-адреси є основним типом адрес, на основі яких мережевий рівень передає пакети між мережами. Ці адреси складаються з 4 байтів і записуються у десятково-точковій нотації (наприклад, 195.1.7.26). Кожна з частин адреси, розділених точками, називається октетом (оскільки складається з 8 біт). IP-адреса призначається адміністратором під час конфігурування комп’ютерів та маршрутизаторів.

IP-адреси утворюють номер мережі та номер вузла. Номер мережі може бути вибраний адміністратором довільно, або призначений за рекомендацією спеціального підрозділу Internet (Internet Network Information Center,InterNIC), якщо мережа повинна працювати як складова частина Internet. Зазвичай постачальники послуг Internet отримують діапазони адрес у підрозділів InterNIC, а потім розподіляють їх між своїми абонентами. Номер вузла в протоколі IP призначається незалежно від локальної адреси вузла. Маршрутизатор за визначенням входить одразу до декількох мереж. Тому кожен порт маршрутизатора має власну IP-адресу. Кінцевий вузол також може входити до декількох IP-мереж В цьому випадку комп’ютер повинен мати декілька IP-адрес, за числом мережевих зв’язків. Таким чином, IP-адреса характеризує не окремий комп’ютер або маршрутизатор, а одне мережеве з’єднання.

Рисунок 5.1 – Формат MAC-адреси

Символьні доменні імена. Вся мережа Internet побудована на ієрархічній системі адресації. Такий підхід дозволяє здійснювати маршрутизацію, засновану на класах адрес, а не на індивідуальних адресах. Однак використання IP-адрес не дуже зручно для користувачів. Так, різниця між адресами 194.6.197.26 та 194.6.197.62 практично непомітна, хоча обидві адреси належать до різних ресурсів мережі. Ймовірність того, що користувач може помилитьсь і ввести неправильну IP-адресу, досить висока, оскільки числова IP-адреса ніяк не пов’язана з тематикою ресурсу.

Для прив’язування вмісту Web-сторінки та її адреси була розроблена спеціальна система доменних імен (DNS). Служба DNS призначена для трансляції IP-адрес в імена і навпаки. Домен – це група вузлів, що розташовані в одній географічній області, або ж вузлів, що використовуються зі спільною метою. Доменним іменем називають рядок символів і/або цифр, і зазвичай таке ім’я відповідає цифровій IP-адресі Web-вузла в мережі Internet. На сьогодні в мережі Internet існує більш як 200 доменів верхнього (або першого) рівня. Домени першого рівня можуть бути створені за географічною ознакою [1, 4, 10  12]: .ua – Україна; .ru – Росія; .us – США; .de – Німеччина; .uk – Об’єднане Королівство. Крім того, існує багато загальних доменних імен: .edu – Web-сторінки, присвячені освітнім закладам; .com – комерційні Web-вузли; .gov – урядові вузли; .org – некомерційні вузли; .net – мережеві служби.

Сервер доменних імен – мережевий пристрій, який за запитом користувача перетворює доменні імена у відповідні IP-адреси і повертає результат клієнту. Система доменних є строго ієрархічною, тому існує декілька рівнів імен і, відповідно, серверів DNS [1, 4, 11].

Якщо ім’я не може бути трансльовано в IP-адресу на місці, то запит передається вищому за рівнем DNS-серверу, який, в свою чергу, теж намагається визначити IP-адресу вузла. Якщо на цьому рівні DNS-сервер може здійснити перетворення імені в IP-адресу, то результат запиту повертається клієнту. Якщо ж і цей сервер не може виявити необхідний запис, то запит передається вище. Процес повторюється доти, доки не буде визначено IP-адресу запитаного вузла або доки не буде досягнуто DNS-сервера верхнього рівня. Якщо для доменного імені не знайдено відповідної адреси і на цьому рівні, то клієнту відправляється повідомлення про помилку. Всі додатки, які використовують доменні імена для представлення IP-адрес, звертаються до DNS-серверів, які виконують відповідну трансляцію.