Интернет

     ВВЕДЕНИЕ 
 

     Актуальность  работы заключается в том, что несколько лет назад Интернет был роскошью и далеко не каждый пользователь компьютера мог позволить себе это удовольствие. Сегодня Интернет стал доступен практически каждому. Более того, многим он сейчас просто необходим. Что же дает работа в сети?

     Интернет - кладовая информации.

     В сети доступна наиболее свежая информацию об общественно-политических, финансово-экономических, спортивных событиях по всему миру. Информация появляется раньше, чем в газетах и аналитических журналах. Кроме того новости ежечасно ( а бывает и ежеминутно) обновляются.

     Финансисты, работники банков и биржевые игроки – это люди, чья успешная работа зависит от свежих новостей. Котировки акций, курс валют, оптовые, розничные цены на товары, услуги и так далее – все это более чем доступно в сети.

     Работая за своим компьютером, мы можем получить сертификаты различных курсов и дипломы университетов. Можно учить иностранные языки или экономические науки. Ничто не затягивает глубже в сети Интернет, чем «чат» – общение с людьми из различных уголков мира в реальном времени. То есть, мы у себя дома печатаете текст на клавиатуре, а наш партнер сразу же видит его на экране и уже готов печатать ответ. Такой диалог возможен, как с одним, так и с несколькими партнерами одновременно.

     Электронная почта – понятие неотделимое от понятия «сеть Интернет». Исторически почта была одним из самых первых видов сервиса и использовалась для передачи личных сообщений. Передача сообщений предполагает наличие специального компьютерного почтового адреса и определённых программных средств для создания, отправки и получения письма. Сейчас помимо передачи служебной и личной информации с посланием можно отправить какой-нибудь небольшой файл.

     1 АДРЕСАЦИЯ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ   
 

     1.1 Что такое IP-адрес и зачем он нужен  

     Адресация в сети Интернет организована очень просто. Каждой точке подключения любого устройства к сети (интерфейсу), присваивается уникальный номер, который и называют – IP-адресом.

     IP-адрес  присваивается не устройству (компьютеру или маршрутизатору), а именно интерфейсу, поскольку многие устройства могут иметь несколько точек подключения к сети, а следовательно и несколько различных IP-адресов.

     Компьютеры  и маршрутизаторы «знают» свои IP-адреса, и адреса своих «соседей в сети», а маршрутизаторы еще и могут определять с помощью таблиц маршрутизации, куда направлять пакеты со всеми прочими IP-адресами.

     Для программно-аппаратных устройств IP-адрес  это просто целое число для  хранения которого выделяется ровно 4 байта памяти. Т.е. число в диапазоне от 0 до 4294967295. Человеку запоминать такие громоздкие числа сложно. Поэтому для наглядности, IP-адрес записывается в виде последовательность четырех чисел разделенных точками в диапазоне от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Каждое из этих четырех чисел соответствует значению отдельно каждого байта из тех четырех, в котором хранится все число.  

     1. 2 Что такое IP-сети и маски подсетей  

     Для обеспечения правильности работы маршрутизаторов  и коммутаторов в сети, IP-адреса распределяются между интерфейсами не произвольно, а, как правило, группами, называемыми сетями или подсетями. Причем IP-адреса могут группироваться в сети и подсети только по строго определенным правилам.

     Количество IP-адресов (размер) в любой подсети  всегда должно быть кратно степени числа 2. То есть – 4, 8, 16, 32 и т.д. Других размеров подсетей быть не может. Причем, первым адресом подсети должен быть такой адрес, последнее (из четырех) чисел которого должно делиться без остатка на размер сети.

     При использовании любой IP-сети нужно всегда помнить, что первый и последний адреса подсети – служебные и использовать их в качестве IP-адресов интерфейсов нельзя.

     Для сокращения и упрощения описания подсетей, существует понятие «маска подсети». Маска указывает на размер подсети и может быть описана двумя вариантами записи – коротким и длинным.

     Например, описать подсеть, размером 4 адреса, начинающейся с адреса 80.255.147.32 с  помощью маски можно следующими вариантами:

1. Короткий – 80.255.147.32/30
2. Длинный – сеть 80.255.147.32, маска 255.255.255.252

     Не  вдаваясь в особенности двоичной арифметики, подробно объяснить – что такое маска довольно сложно, но знакомые с бинарной математикой могут разобраться в этом сами, а для большинства – это не суть важно.

     В таблице 1 приведены соответствия для масок подсетей.

Таблица 1- Соответствия масок подсетей

 

 

      1.3 «Белые» и «Серые» IP-адреса 

     К сожалению, общее количество возможных IP-адресов ограничено. Во времена  создания сети Интернет и разработки основных протоколов ее работы никто и подумать не мог, что более чем 4 миллиардов допустимых адресов может быть мало. Но с развитием сети Интернет этого количества уже давно не хватает. Поэтому предпринимаются различные меры для жесткой экономии IP-адресов.

     Одним из способов экономии является разделение всего пула адресов на так называемые приватные или «серые» и реальные или «белые» IP-адреса.

     В Интернет-сообществе существует договоренность, что часть адресов разрешено использовать только для устройств, работающих в локальных IP-сетях, не имеющих выхода в глобальную сеть Интернет. Эти IP-адреса принято называть приватными или «серыми».

       Вот полный перечень возможных  «серых» адресов: 

1. 192.168.0.0 – 192.168.255.255 или 192.168.0.0/16
2. 172.16.0.0 – 172.31.255.255 или 172.16.0.0/12
3. 10.0.0.0 – 10.255.255.255 или 10.0.0.0/8

       Все остальные IP-адреса называют реальными или «белыми».

     Для того, чтобы пакеты с «серыми» адресами в заголовке не попадали в глобальный Интернет, на устройствах, установленных  на границах локальных и глобальной сетей (так называемых «граничных маршрутизаторах») такие пакеты просто отфильтровываются. Поэтому, в разных локальных сетях могут работать устройства с одним и тем же «серым» IP-адресом и друг другу они «мешать не будут».  

     1. 4 NAT-сервис  

     Существует  механизм, позволяющий устройствам  с «серыми» адресами из локальных сетей все-таки получать доступ к информации из глобальной сети. Для этого на граничном маршрутизаторе устанавливаются программы, реализующие так называемый NAT-сервис.

     Суть  работы NAT– сервиса заключается в следующем. Получив от устройства с «серым» адресом пакет с запросом на получение информации из глобальной сети, маршрутизатор запоминает, от какого «серого» адреса пришел запрос и заменяет в заголовке пакета «серый» адрес на свой «белый», а затем отправляет его в глобальную сеть. Получив из глобальной сети ответ, маршрутизатор определяет – для какого «серого» адреса пришла эта информация, заменяет в пакете свой «белый» адрес на «серый» адрес локального устройства и передает ему этот пакет.

     При использовании NAT-сервиса пользователь компьютера с «серым» адресом может получить по своим запросам полный доступ к любым ресурсам глобальной сети. То есть как Клиент получать любую информацию от Серверов в сети.

     Применение NAT-сервиса целесообразно для  домашних подключений частных лиц и небольших организаций, которые не имеют своих информационных ресурсов.

     Вообще-то, это не совсем точно. Существует механизм так называемого «обратного NATа», с помощью которого можно обеспечить доступ из глобальной сети к серверам (MAIL, WWW, FTP и другие) клиента работающим под «серым» адресом, но это требует не тривиальной настройки маршрутизатора клиента и далеко не каждый маршрутизатор это умеет делать...  

     1. 5 «Динамические» и «Статистические» IP-адреса  

     Еще один способ экономии IP-адресов, используемый в основном провайдерами – применение так называемых динамически выделяемых IP-адресов.

     В идеальном случае каждое устройство в сети должно иметь постоянный (или  «статический») IP-адрес. Но для устройств, подключающихся к сети только иногда – время от времени (на «сеанс связи»), закреплять на ними постоянные адреса слишком расточительно.

     Для большинства клиентов, подключающихся только на сеанс связи, совершенно безразлично, какой именно IP-адрес им будет выделен, поэтому провайдеры обычно им выделяют так называемые «динамические» IP-адреса.

     Суть  приема заключается в следующем. Провайдер заранее выделяет некоторое количество адресов для подключения клиентов на сеанс связи. Причем общее количество таких адресов обычно значительно меньше, чем общее количество клиентов. При подключении очередного клиента, ему выдается произвольный и на данный момент свободный IP-адрес из этого зарезервированного списка и он у провайдера помечается как «занятый». При отключении клиента, признак заменяется на «свободный» и этот IP-адрес может быть выдан другому, вновь подключившемуся клиенту.

     Если  же клиенту важно, чтобы его IP-адрес  был всегда один и тот же, то в  этом случае провайдер «закрепляет» конкретный IP-адрес за клиентом, то есть – ему выделяется «статический» IP-адрес.

     Такое подключение может потребоваться клиентам, которые со своих компьютеров обращаются к особым – защищенным ресурсам сети, владельцы которых установили ограничение на доступ к своим ресурсам, или хотят его контролировать, для чего проверяют, а с какого IP-адреса произошло обращение к ресурсу.  

     1.6 Уникальность  «белых» адресов и «подмена» IP-адреса  

     Для правильного функционирования всей сети Интернет необходимо строгое обеспечение  уникальности «белых» IP-адресов. Для  этого провайдеры тщательно контролируют адреса своих клиентов. Контроль обеспечивается двумя способами:

     1) При постоянном подключении клиентов  по выделенным каналам, провайдер так конфигурирует свое оборудование, что клиент может использовать только конкретные, выделенные только ему IP-адреса и при попытке использовать другие, клиент доступа в сеть просто не получит.

     2) При подключении на сеанс связи  оборудование клиента (модем или  компьютер) прежде чем получит от провайдера IP-адрес, должен произвести авторизацию на сервере доступа провайдера по Логину/Паролю. И только в случае успешной авторизации, сервер доступа выдаст оборудованию клиента «белый» «динамический» или «статический» IP-адрес.

     Если  клиент заменит выделенные ему IP-адреса на какие-нибудь другие, доступа в сеть он не получит.  

       1.7 Что такое «домен» и «доменное имя»?  

     Уникальный  «белый» IP-адрес точно идентифицирует любое устройство, подключенное к сети Интернет. Компьютерным программам работать с ними удобно, а вот людям – не всегда... IP-адреса непросто запомнить, и понятной для человека информации в IP-адресе не много.

     Для облегчения работы в сети придумана  другая система идентификации устройств. Любому IP-адресу в сети можно присвоить  какой-нибудь «словесный», более понятный для человека синоним, который называется «доменным именем» или просто «именем» устройства в сети.

     Доменное  имя – это последовательность из двух и более слов, разделенных точками. Слово, или как оно еще называется – домен может состоять из любой комбинации букв английского алфавита, цифр и знака «–» («минус» или «тире»). Другие символы в доменном имени использовать нельзя.