|
|
|
§ 14. Основы построения компьютерных сетей
Как устроен Интернет
Глобальные сети ориентированы на обслуживание неограниченного круга пользователей. Самый впечатляющий пример глобальной сети — Интернет.
Основой аппаратной структуры сети Интернет можно считать мощные компьютеры (узлы) и связывающие их высокоскоростные магистральные каналы передачи данных. Компьютерный узел, как правило, представляет собой несколько мощных компьютеров, постоянно подключённых к сети. Организации, имеющие в собственности и обслуживающие это оборудование, являются первичными провайдерами (от англ, provider — поставщик) услуг Интернета. Это так называемый, первый уровень доступа к Интернету. К первичным провайдерам присоединяются провайдеры следующих уровней, которые, в свою очередь, обеспечивают доступ к каналам Интернета своим клиентам — провайдерам более низкого уровня, локальным сетям и отдельным пользователям. Надёжность функционирования Интернета обеспечивается наличием большого количества каналов связи между входящими в него сетями.
Так как Интернет не имеет единого внешнего управления, его нельзя единовременно выключить целиком. Координирует развитие Интернета общественная организация Общество Интернета (Internet Society, ISOC). За каждым компьютерным узлом в Интернете закреплён постоянный адрес, называемый IP-адресом. IP-адреса получают и компьютеры пользователей сети Интернет, но в отличие от адресов узловых компьютеров их адреса действуют лишь во время подключения пользователя к сети и изменяются при каждом новом сеансе связи. IP-адрес представляет собой 32-битный идентификатор, например: 01010101.10001110.00010011.00011110. Точками 32-битная цепочка разделена только для более удобного её восприятия человеком, которому в отличие от технических устройств трудно работать с длинными последовательностями нулей и единиц. Именно поэтому в большинстве случаев мы используем запись IP-адреса в виде четырёх разделённых точками десятичных чисел — от 0 до 255 каждое. Например, десятичная запись представленного выше адреса будет иметь вид: 85.142.19.30. Интернет является сетью сетей, и система IP-адресации учитывает эту структуру. IP-адрес состоит из двух частей, одна из которых определяет адрес сети, а вторая — адрес самого узла в этой сети. При этом деление адреса на части определяется маской — 32-битным числом, в двоичной записи которого сначала стоят единицы, а потом — нули. Первая часть IP-адреса, соответствующая единичным битам маски, относится к адресу сети. Вторая часть IP-адреса, соответствующая нулевым битам маски, определяет числовой адрес узла в сети. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к IP-адресу узла и маске.
Чтобы найти адрес сети, применим к IP-адресу узла и маске поразрядную конъюнкцию:
Вспомним, что десятичный ноль может быть представлен цепочкой из восьми нулей, а 25510 = 111111112. Что касается операции конъюнкции (логического умножения), то для неё справедливы следующие равенства: А & 1 = А, А & 0 = 0, где А — некоторая логическая переменная. На этом основании, пропустив этап преобразования операндов в двоичную систему счисления, можем заключить: 1) результатом поразрядной конъюнкции любого целого числа А (от 0 до 25510) и числа 25510 будет само А; 2) результатом поразрядной конъюнкции любого целого числа А (от 0 до 25510) и числа 0 будет число 0. Таким образом:
Для выполнения поразрядной конъюнкции чисел 21510 и 11010 переведём их в двоичную систему счисления. Вспомнить возможные способы перевода целых десятичных чисел вам помогут следующие записи.
21510 = 110101112. 11010 = 64 + 32 + 8 + 4 + 2 =11011102 = 011011102. Выполним поразрядную конъюнкцию:
Выполним перевод двоичного числа 01000110 в десятичную систему счисления:
Запишем искомый адрес сети: 231.165.70.0
|
|
|