Маршрутизация и доменная система имен в Интернет

Можно считать, что в целом Интернет имеет иерархическую структуру. Она образована из регионов (доменов): кустовые домены включены в городские, городские – в региональные, региональные домены подключены к высокоскоростным магистральным сетям.

Реально Интернет имеет сложную, постоянно меняющуюся топологию и это приводит к тому, что существует большое количество путей (маршрутов), по которым может двигаться отправленное по Сети сообщение, чтобы достичь адресата. Поэтому Интернет часто называют «всемирной паутиной».

В соответствии с правилами протокола TCР/IР, сообщение, передаваемое по Сети, разбивается на пакеты со стандартной структурой. Каждый пакет содержит адрес отправителя, адрес назначения, заголовок, собственно передаваемую информацию. При этом маршрут, по которому будет двигаться пакет, заранее неизвестен. При отправке сообщения, каждому пакету присваивается номер так, чтобы в точке получения пакеты можно было собрать в нужной последовательности.

К каждому пакету приписывается контрольная сумма, соответствующая его содержимому. В точке получения она вычисляется вновь. Если результат не совпадает с полученной ранее контрольной суммой, передача пакета запрашивается вновь. Процедура установления пути от отправителя к получателю называется маршрутизацией. Она выполняется для каждого передаваемого пакета на основании алгоритмов, описанных в специальных протоколах маршрутизации.

Реализуют эти алгоритмы специальные устройства – маршрутизаторы (или роутеры). Их функции очень близки к функциям почтовых подстанций, которые передают обычное письмо из одного населенного пункта в другой. В процессе движения по маршруту, письмо проходит через несколько почтовых подстанций. По аналогии с этим электронное сообщение может проходить через несколько роутеров, при этом так же, как существуют районные, областные почтовые отделения, существуют роутеры разных уровней, соответствующие городским, региональным, национальным доменам. В настоящее время существует около 130 протоколов маршрутизации.

Чтобы компьютер, подсоединенный к Сети, мог получить предназначенную ему информацию, он должен иметь уникальный адрес (IР-адрес). IР-адрес каждого компьютера в Сети представляет собой набор из четырех групп цифр, разделенных точками. Каждая группа может иметь значение от 0 до 255 (например, 222.123.67.38). Говоря о системе имен в Интернет, отметим, что до 1984 года использовались только цифровые уникальные адреса компьютеров, подключенных к Сети. Позже, для предоставления пользователям возможности использовать легко запоминающиеся символьные имена, была введена доменная система имен.

Выше уже было отмечено, что Интернет объединяет различные образования – домены. Более мелкие домены входят в состав более крупных доменов. Именно это свойство иерархии и используется для построения доменного имени. Такой адрес представляет собой набор групп символов, разделенных точками. Рассмотрим, например, адрес osр.mesi.ru. Здесь ru – домен высшего уровня, обозначающий страну, mesi – обозначает домен, входящий в состав домена высшего уровня (официальный сайт МЭСИ), а osр – имя информационного сервера, содержащего данные об учебном процессе МЭСИ.

Так как система доменных имен начала функционировать в США, имена доменов верхнего уровня соответствовали типам организаций (например, административные домены образовательных организаций имеют названия «.edu» от английского слова education, домены военных организаций – «.mil» от англ. militarу, коммерческих организаций «.com» от англ. commercial, поставщики сетевых услуг имеют название «.net» от англ. network). Позже появились домены, соответствующие странам (географические домены), также относящиеся к верхнему уровню (.ru, .ua, .jр, .dn и другие – от английских аббревиатур названия стран).

Таким образом, вся система доменных имен представлена древовидной структурой. Корнем дерева является корневой домен, внутри домена верхнего уровня регистрируется домен второго уровня, внутри него субдомен. Однако по причине технических особенностей сетевых протоколов информация в Сети может быть доставлена только по цифровому адресу. Поэтому возникла необходимость преобразования доменных (символьных) имен в цифровые. Первоначально эта задача решалась с помощью таблиц соответствия, которые хранились на каждом компьютере. С ростом Сети от этого пришлось отказаться.

Для преобразования имен был создан сервис DNS (Domain Name Sуstem), программы которого функционируют на DNSсервере. При необходимости отправки сообщения компьютеру с указанным доменным именем происходит следующий процесс. Сначала компьютер передает сообщение DNSсерверу для преобразования адреса в цифровую форму. Если компьютер сети ранее обращалась к DNSсерверу с таким запросом, цифровой адрес хранится в его временной памяти и может быть быстро определен. В противном случае, DNSсервер может обратиться к другому DNSсерверу, обладающему большей информацией. Таким образом, общий принцип состоит в том, что DNSсервер выполняет последовательные обращения к цепочке таких же серверов, объединенных в иерархическую систему, с целью преобразования символьного адреса в цифровой.