Принципы построения и аппаратные компоненты компьютерных сетей. Сетевые протоколы. Сеть Интернет. Адресация в сети Интернет. Система доменных имён

Принципы построения и аппаратные компоненты компьютерных сетей. Сетевые протоколы. Сеть Интернет. Адресация в сети Интернет. Система доменных имён

локальные сети . Во многом большинство характеристик локальных сетей определяется конфигурацией или топологией сетей. Топология — это конфигурация сети, способ соединения ее элементов друг с другом.

Чаще всего используются следующие топологии сетей:

• Шинная топология. Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю.
• Кольцевая топология. Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому.
• Ячеистая — топология сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими рабочими станциями этой же сети.
• Древовидная топология. Образуется соединением между собой несколькими звездообразных топологий.

Сетевой протокол — это набор правил, определяющий принципы взаимодействия устройств в сети.

Чтобы отправка и получение информации прошли успешно, все устройства-участники процесса должны принимать условия протокола и следовать им

TCP/IP — модель, на которой работает сеть Интернет

TCP/IP расшифровывается как Transmission Control Protocol/Internet Protocol, или протокол управления передачей (данных)/интернет-протокол .

• Internet Protocol ( IP ) — это наиболее простой протокол, объединивший отдельные компьютеры в глобальную сеть. Главной его задачей является определение маршрута следования пакетов по узлам сети. Каждое устройство — ваш ПК, принтер и т.д. — имеет IP-адрес, чтобы данные попадали к нужному адресату.

например, отправленный на печать файл не окажется вместо принтера в личном ПК вашего коллеги.

В качестве минусов протокола можно отметить низкую надежность . Он не определяет факт передачи пакета и не контролирует целостность данных. IP просто осуществляет пересылку.

IPv4 является 32-разрядной системой, состоящей из четырех разделов (123.123.123.123).

Он поддерживает до 4 294 967 296 адресов и является протоколом по умолчанию.

Основным его преимуществом является простота.

В недостатках — ограниченное адресное пространство, также называемое «исчерпанием адресов».

IPv6 — 128-битное адресное пространство, которое обеспечивает приблизительно 2^128 степени адресов.

Формат записи состоит из восьми разделов, в каждый из которых записывается четыре 16-ричных цифры.

Недостаток протокола — в сложности сетевого администрирования.

TCP — протокол обмена сообщениями в сети Интернет

TCP помогает устройствам в сети обмениваться сообщениями.

Для передачи информации происходит дробление исходного файла на части, которые передаются получателю, а далее собираются обратно.

Например, человек запрашивает веб-страницу, далее сервер обрабатывает запрос и высылает в ответ HTML-страницу при помощи протокола HTTP. Он, в свою очередь, запрашивает уровень TCP для установки требуемого соединения и отправки HTML-файла. TCP конвертирует данные в блоки, передавая их на уровень TCP пользователя, где происходит подтверждение передачи.

UDP — аналог TCP: описание отличий в поведении протокола в сети

User Datagram Protocol обеспечивает передачу данных без получения подтверждения от пользователя о результате действия. Благодаря этому достигается большая скорость работы и передачи данных в ущерб надежности и безопасности.

подходит для приложений, например, Skype, Discord и другие, которые работают в реальном времени и где задержка передачи данных может быть проблемой. Также его предпочтительно использовать в приложениях с большим количеством подключенных клиентов — например, в играх, голосовых или видеоконференциях, а также при потоковой передаче мультимедиа.

Протокол UDP любят злоумышленники при организации DDOS — или DOS-атак.

SCTP — протокол передачи управления потоком

Еще один протокол, который относится к транспортному уровню.

SCTP обеспечивает надежную последовательную передачу данных.

Поддерживает многоадресное соединение, когда один или оба конечных узла могут состоять из более чем одного IP-адреса. Это обеспечивает прозрачное переключение между резервными сетевыми путями.

RTP — транспортный протокол реального времени

Real-time Transfer Protocol — это протокол, который используется при передаче потокового аудио и видео и применяется при передаче голоса преимущественно в IP-телефонии.

ICMP — протокол управляющих сообщений в сети

Основная цель ICMP — сообщать об ошибках.

OSPF — протокол маршрутизации состояния канала сети

Open Shortest Path First используется для поиска наилучшего пути между исходным и конечным маршрутизатором

FTP — протокол передачи данных в сети

FTP — это клиент-серверный протокол, который использует два канала для передачи данных: командный, управляющий процессом передачи, и транспортный, непосредственно передающий информацию.

Для FTP-протокола устройство конечного пользователя называется локальным хостом, а второй компьютер — удаленным хостом, играющим роль сервера. Для работы протокола требуется его правильная настройка со стороны хоста и специальный клиент на локальном хосте.

HTTP(S) — протокол передачи гипертекста

HTTP является основой интернета и используется для загрузки веб-страниц с использованием гипертекстовых ссылок

SSH — основное средство подключения к серверам

SSH , или Secure Shell, — это защищенный протокол, который используется как основное средство подключения к серверам.

С помощью него при подключении к серверу пользователь входит в уже существующую учетную запись, где выполняются все отправленные команды

Чтобы компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании Интернет – адресов.

Каждый компьютер , подключенный к Интернету имеет свой уникальный 32 – битный ( в двоичной системе) – Интернет – адрес.

• Интернет- адрес длиной 32 бита позволяет подключить к Интернету более 4 миллиардов компьютеров, так как:

DNS была разработана Полом Мокапетрисом в 1983 году

Основные понятия

• Домен  (англ.  domain  — область) — узел в дереве имён, вместе со всеми подчинёнными ему узлами (если таковые имеются), то есть именованная ветвь или поддерево в дереве имен.
• DNS-сервер  — специализированное ПО для обслуживания DNS, а также компьютер, на котором это ПО выполняется. DNS-сервер может быть ответственным за некоторые зоны и/или может перенаправлять запросы вышестоящим серверам.
• DNS-клиент  — специализированная библиотека (или программа) для работы с DNS. В ряде случаев DNS-сервер выступает в роли DNS-клиента.
• DNS-запрос  (англ.  DNS query ) — запрос от клиента (или сервера) серверу. 

DNS

- фундаментальная технология современной интернет-среды, которая отвечает за хранение и обработку информации о доменных адресах.

Инструмент используется для преобразования доменных имен в IP-адреса в момент отправки пользователем запроса на сервер. IP-адрес — уникальный числовой идентификатор устройства. Он позволяет узнать, откуда загружается страница нужного сайта.

Получается, технология DNS служит своеобразной «телефонной книгой», в которой хранится база доменных имен и их адресов.

Работу DNS-технологии в качестве «телефонной книги» обеспечивает   DNS-сервер — оборудование или программное обеспечение, с помощью которого предоставляется доступ к системе доменных имен, хранятся данные о соответствии конкретного IP-адреса соответствующему домену, а также осуществляется кэширование информации в виде IP-адреса и соответствующего ему домена других DNS-серверов.

Система доменных имен работает не в виртуальном пространстве, а на определенных физических устройствах. Все данные о доменах хранятся в формате записей на компьютерах, оснащенных соответствующим программным обеспечением.

DNS-сервер Google: 8.8. 8.8 & 8.8. 4.4.

Как работают DNS-технологии

Пользователь вводит в адресную строку браузера доменное имя, а преобразователь доменных имен обращается к DNS-серверу. После получения IP-адреса сервер передает его браузеру пользователя. Затем браузер делает запрос на сервер по этому IP-адресу и после получения ответа отображает страницу ресурса.

Как работают DNS-серверы:

• Пользователь вводит запрос в строке браузера. Тот в свою очередь перенаправляет его DNS-серверу, который ищет совпадения между доменным именем и IP. При обнаружении совпадений браузер делает запрос по IP-адресу сервера и получает в ответ нужную информацию, после чего браузер отображает ее. Если совпадения не обнаружены, тогда запрос перенаправляется корневому серверу.

• Корневой сервер снова перенаправляет запрос серверу первого уровня, а тот отправляет запрос серверу второго уровня. Процесс продолжается до тех пор, пока совпадение не будет найдено.

• Как только IP-адрес найден, браузер направляет запрос серверу, получает ответ и отображает полученную информацию.