НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Московский инженерно-физический институт
Факультет «Автоматики и электроники»
Кафедра «Микро- и наноэлектроники»
Компьютерный практикум – КП-15
Домены. Все, что нужно знать о ключевом элементе Интернета
Студент А4-11: Коршунов Н.А.
Преподаватель: доцент В.А. Лапшинский
Москва
(версия 3.0 четверг, 16 июня 2015 г.)
Конспект составлен по книги Александра Венедюхина «Домены. Все, что нужно знать о ключевом элементе интернета» , где рассматривается такое важное понятие как домен, как он появился и и в чем его ключевая функция. Данная работа включает в себя
Глоссарий
Домен — это адрес сайта или определенная зона, которая имеет свое имя, не похожее ни на одно другое в системе доменных имен.
Интернет — всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации.
DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах.
IP-адрес ( англ. Internet Protocol Address) — уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP.
Протокол — набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами.
ICANN – это аббревиатура от Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, что означает буквально «Интернет-корпорация по распределяемым именам и числам».
Введение
В стародавние времена, когда люди не знали еще даже текстового Интернета, сети связи были другими: к ним относились, например, дороги, по которым гонцы разносили грамоты с сообщениями и приказами. Доменами тогда называли огромные королевские владения. Плодородные пахотные земли, реки, полные рыбы, деревни с работящими крестьянами, леса с тучными круторогими оленями – все это несметное богатство составляло королевский домен, переходивший по наследству.
Домен приносил доход, позволяя существовать королевскому двору. И именно из домена монарх жаловал земли и ресурсы своим вассалам, поддерживавшим его власть на территории государства силой оружия и убеждения. За домены шли кровопролитнейшие многолетние войны между королевствами и аристократическими домами. Эти войны и составили всемирную историю.
С тех пор прошли столетия. Появился Интернет. Времена изменились, и королей в реальном мире почти не осталось. Зато о доменах теперь можно услышать гораздо чаще, чем о королях.
В XXI веке доменом именуют владения в адресном пространстве Интернета. Реальные земли сменились виртуальными. Но домены Интернета, как и прежние, приносят доход своим хозяевам. «Короли» выделяют из доменов наделы «вассалам». «Вассалы» утверждают в домене свою власть и поддерживают власть «короля». За домены идут многолетние судебные споры. За контроль над доменами борются государства и транснациональные корпорации. Домены отбирают силой, уводят хитростью, покупают за астрономические суммы. Передел виртуального пространства идет активно, и не первый год.
Домен в Интернете, с одной стороны, предстает несложной строкой из алфавитно-цифровых символов, обозначающей некоторый участок адресного пространства всемирной Сети. Например, .net, nic.ru, www.example. com, whois.ripn.net – это домены или, как тоже часто говорят, доменные имена. С другой стороны, за символами доменов скрывается хитроумный клубок технологий, делающий использование доменов возможным для всего Интернета. А обе стороны создают новый объект, объединяющий виртуальный и реальный миры, – объект, ставший первопричиной изменений в законах больших государств и перевернувший жизнь многих и многих людей. Эта книга повествует о жизни доменов и о жизни вокруг них.
Числа и Сеть сетей
Веб – это группа технологий, позволяющих публиковать гипертекстовые документы, связанные между собой. Логически обособленный набор таких документов, вместе с сопутствующими данными, сейчас называют веб-сайтом. Веб, разработанный в 1989–90 годах, в наши дни стал настолько популярным, что для многих пользователей превратился в синоним Интернета. Однако веб – лишь один из сервисов, работающих на базе Интернета, пусть и весьма популярный. Хорошим примером другой технологии, популярной и работающей на базе Интернета, является IP-телефония. Доменные имена являются фундаментом и для веба, и для IP-телефонии, и для массы других сервисов, транспорт для которых обеспечивает Интернет.
Интернет придумали как саморегулирующуюся сеть компьютерных сетей – и в итоге эту сумму телекоммуникационных технологий использовали для обеспечения надежности межсетевого взаимодействия в масштабе стран и огромных территорий. Древний Интернет в плане адресации был числовым, потому что его придумали специалисты в области компьютерных технологий, а как известно, компьютеры очень любят самые разнообразные числа и не любят слова и естественные языки. Более того, именно использование правильного числового представления позволило решить сложную задачу создания саморегулирующейся сети передачи данных. Числами обозначались адреса подключенных к Интернету компьютеров. С помощью преобразований чисел компьютеры находили пути доставки данных внутри Сети друг другу.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, идентифицируется специальным адресом – так называемым IP-адресом. Грубо говоря, IP-адрес позволяет отличить один узел от другого. По этой причине редкая книга об Интернете обходится без рассказа о группе протоколов TCP/IP. Прежде чем приступить к краткому рассказу о них, я поясню важный момент: сама по себе передача данных в глобальной Сети организована довольно-таки сложным образом. Если подвергнуть эту организацию детальному строгому разбору, то быстро выяснится, что первоочередное значение имеют вовсе не сами IP-адреса, а такие непривычные для неспециалиста объекты, как автономные системы (AS), представляющие собой группы компьютеров; политики маршрутизации, определяющие в конечном итоге доступность отдельных узлов сети для остального Интернета (да, вовсе не сам IP-адрес позволяет обмениваться данными с другими компьютерами на земном шаре); точки обмена трафиком, реализующие физическую коммутацию между крупными сегментами Интернета, и т. д. Однако эта книга о доменах, а не об IP-сетях. Потому IP я уделю лишь несколько слов, изложив упрощенно некоторые важные особенности фундаментального транспортного протокола.
В настоящее время (то есть на начало 2014 года) наибольшее распространение в Интернете имеет версия протокола IPv4. Довольно давно разработана новая версия, имеющая ряд весьма существенных отличий, – IPv6. Предполагается, что IPv6 полностью вытеснит IPv4 в ближайшие годы, хотя прогресс здесь пока движется небыстро.
Итак, в наиболее распространенной версии, IPv4, адреса состоят из 32 бит. Такой IP-адрес можно записать с помощью нескольких чисел в десятичной системе счисления – например, 192.168.35.101 или 10.10.101.123.
Наверное, самым часто озвучиваемым отличием новой версии протокола – IPv6 – является длина записи адреса: в IPv6 для представления полного адреса используется 128 бит против 32 в IPv4. Это очень серьезное увеличение «пространства адресации». Так, с помощью IPv6 можно выделить уникальный IP-адрес всем когда-либо произведенным человечеством электронным устройствам. При этом останется еще предостаточно адресов для использования, скажем, в целях нумерации всех автомобилей, холодильников или даже всех рубашек, проданных на территории Китая. Нумерация рубашек IP-адресами, возможно, окажется полезна в том случае, если они будут оснащены микрочипами и попадут в автоматическую химчистку, центральный компьютер которой захочет выяснить, какие на конкретной рубашке присутствуют пятна.
Обнаружение адреса
Системы, преобразующие числовые адреса в символьные строки, в компьютерных сетях были известны и ранее, до появления электронной почты. Более того, некоторые из таких систем использовались задолго до появления TCP/IP. Тем не менее именно межсетевое распространение электронной почты подтолкнуло инженеров к идее введения общей системы «символьной адресации» в Интернете. Так в 1983 году появилась – сперва в качестве научного лабораторного проекта – система доменных имен Интернета. Сокращенное название DNS обозначает одновременно и Domain Name System (систему имен), и Domain Name Service (сервис по преобразованию адресов). Эквивалентное русскоязычное название – доменная система имен.
DNS представляет собой сложный распределенный технологический механизм, позволяющий, помимо прочего, сопоставить символьному имени домена (строке символов) один или несколько числовых IP-адресов, определяющих соответствующий узел Интернета. Например, доменному имени test.ru соответствует адрес192.168.17.101.
Заметьте, что это далеко не единственная задача, которую решает DNS. Система гораздо гибче и универсальнее. DNS – распределенная база данных, ориентированная на хранение и поиск записей, представляющих собой пары значений. Пара «домен – IP-адрес» – только одна из возможных. При помощи DNS выполняют и обратное преобразование, позволяющее найти символьное имя, соответствующее IP-адресу. В этой книге основное внимание уделено функциям DNS, используемым для работы с IP-адресами применительно к символьным адресам ресурсов. Это один из самых востребованных классов функций DNS.
DNS преобразует строки символов в IP-адреса. Часто неспециалистам, оперирующим «банальной эрудицией», этот процесс кажется тривиальным. Действительно, возьмите простую таблицу соответствий «домен – адрес» и работайте по ней – так они предлагают. Первые системы прото-DNS были устроены подобным образом. Но в масштабах глобальной сети это простое решение вполне предсказуемо оказывается неверным.
Например, соответствие IP-адресов и имен доменов изменяется. Для этого есть целый ряд причин: скажем, домен может сменить владельца, и новый администратор захочет настроить соответствие имен и адресов таким образом, чтобы домен указывал на его сетевой узел, а не на узел прежнего владельца домена. В маленькой локальной сети из десяти машин, содержащей два собственных домена, наверное, нет никаких проблем с тем, чтобы разослать измененную «таблицу соответствия» всем компьютерам. Но когда речь идет о сотнях миллионов доменов, помноженных на сотни миллионов компьютеров, разбросанных по всему земному шару, идея с рассылкой общей таблицы имен доменов оказывается, мягко говоря, абсурдной. А ведь нужно учитывать постоянный бурный рост Интернета. Так что реально работающая система DNS устроена не так просто.
Можно сказать, что IP-адресация формирует из множества узлов Интернета одноуровневую структуру. Узлы в ней соединяют разным образом проложенные линии связи. DNS представляет собой иерархическую древовидную структуру, разбивающую одноуровневое множество узлов (или серверов) Интернета на отдельные районы – кластеры. Каждый такой кластер может состоять из многих тысяч серверов или включать в себя только один сервер. Кластеры способны пересекаться, то есть один и тот же узел-сервер может входить в несколько кластеров.
Как несложно догадаться, с каждым доменом связан единственный узел древовидной структуры DNS. В свою очередь, те серверы Интернета, которые попали в соответствующий узлу кластер, оказываются внутри данного домена. То есть в древовидной структуре DNS каждому узлу дерева соответствует один кластер узлов Интернета – это так называемая зона DNS. Можно сказать, что дерево DNS как бы добавляет адресной системе Интернета еще одно измерение. Ведь в иерархии доменных имен кластеры вкладываются друг в друга, образуя несколько уровней.
Деление дерева DNS по уровням (первый, второй, третий и т. д.) – важнейшая особенность всех отношений, возникающих вокруг доменов. Система доменных имен, как и всякое дерево, начинается с единственного корневого домена (это нулевой уровень). Правда, современная реализация работы с DNS на компьютерах пользователей позволяет не указывать корневой домен в адресной строке.
Рис.1. Структура иерархии DNS
Благодаря этому про существование корневого домена сейчас помнят только специалисты. Адреса сайтов с использованием DNS записываются в виде последовательности, отражающей данную иерархию имен. Чем выше уровень домена, тем правее он записывается в строке адреса. Разделяются домены точками.
Адресная строка с указанием корневого домена выглядит, например, так: site.test.ru. – здесь корневой домен (он не обозначен никакими буквами) отделен последней, крайней справа точкой.
Работу DNS в масштабах всего Интернета обеспечивает распределенная система из многих серверов, образующих собственную иерархию. Каждый такой сервер имеет свою зону ответственности, то есть за ним закреплен некоторый участок адресного пространства DNS, где он определяет соответствие IP-адресов и доменных имен, а также другие параметры систем адресации и работы сервисов, находящихся в этой доменной зоне. Например, ответственный сервер (специалисты называют его авторитативным) определяет, на какой сервер приходит электронная почта, предназначенная для адресов в домене.
Основываясь на специальных правилах «доверия» и используя особые протоколы, серверы глобальной DNS обмениваются между собой информацией об изменениях в адресации. При этом изменения, конечно, не отражаются на всех участвующих в процессе серверах моментально – напротив, для распространения информации об изменениях в адресации для того или иного домена по всему Интернету может потребоваться несколько суток. Это одна из ключевых особенностей системы, которую постоянно приходится учитывать инженерам, обеспечивающим работу информационных ресурсов в Глобальной сети. Так, если настройки адресации в доменной зоне изменились, это не означает, что все пользователи сразу станут работать с новыми настройками. Напротив, некоторое время в глобальной системе будут действовать и новые, и старые настройки. Если изменился IP-адрес сайта, то пользователи будут некоторое время попадать на узел, размещенный под старым адресом.
Среди всех разнообразных серверов DNS есть самые важные – это корневые серверы системы, обеспечивающие работу DNS в целом. Таких серверов 13, данные адресации на этих серверах контролируются техническим центром, входящим в структуру корпорации ICANN, управляющей адресным пространством Интернета.
Таблица 1. Корневые серверы, административная и технологическая структуры
Работа корневых серверов имен DNS – ключевой аспект современного Интернета. Если вдруг корневые серверы разом остановятся, то через некоторое время для рядового пользователя весь Интернет просто «погаснет»: ведь обыватель не умеет работать с ресурсами Сети без использования доменных имен. Не станет привычного веба, не будет электронной почты – то есть случится катастрофа.
Как нетрудно догадаться, корневые серверы распространяют сведения об адресации, заданной для корневой доменной зоны (корневого домена). Благодаря древовидной структуре доменной системы имен сведения из корневой зоны определяют вид всего дерева. То есть в конечном итоге от этой зоны зависит доступность любого домена глобальной DNS.
Итак, корневых серверов 13. Существует весьма неплохое объяснение тому, почему выбрано именно это популярное и многозначительное число. Дело в том, что некоторые технические ограничения протокола, используемого для передачи ответов системы доменных имен, требуют, чтобы пакет данных с информацией об адресах всех корневых серверов умещался в 512 байтов. В эти байты удается поместить данные лишь о 13 серверах.
Когда говорят о 13 серверах, то имеют в виду логические серверы c именами следующего вида: a.root-servers.net, b. root-servers.net и т. д. вплоть до m.root-servers.net (и, например, такие IPv4-адреса: 198.41.0.4, 192.228.79.201, 202.12.27.33 и др.). На деле за каждым из этих имен и адресов скрывается довольно сложная компьютерная система, включающая в себя не один физический компьютер. Более того, используя специальную технологию, люди научились распределять по всему миру узлы корневых серверов, оптимизируя таким образом работу с ними для пользователей из самых разных уголков Земли.
Администраторы и реестры
Доменов в Интернете очень много. Особое значение имеют домены первого уровня, среди которых принято особо выделять домены общего назначения (или, как их иногда называли раньше, домены общего пользования) и национальные. Например, к доменам общего назначения принадлежит самая популярная (по количеству зарегистрированных имен) зона .com с практически ничем не ограниченной регистрацией. В качестве примера национального домена можно назвать RU, выделенный России. Впрочем, в такой сложной и многогранной глобальной виртуальной среде, как Интернет, не следует ожидать жесткого деления доменов по классам. Напротив, это деление временами – очень условное.
Итак, домен – это кусочек виртуального интернет– пространства. Любой подобный кусочек ценен, он дорожает вместе с интернет-пространством и может быть в той или иной мере полезен своему хозяину. Важно только правильно понимать, кто в домене хозяин.
Любая хозяйственная деятельность для верного исполнения требует записей и отчетов. Домены – не исключение. Автомобиль, дом или быстроходный катер, как объекты вполне материальные, учитываются с помощью присвоения им номеров и регистрации в соответствующих государственных структурах. С доменами несколько иная ситуация, хотя момент регистрации также играет важную роль.
Так, среди доменов «общего» назначения есть такие, регистрация в которых фактически ограничена по государственной принадлежности регистрирующего доменное имя лица: например, домен первого уровня MIL, который на эксклюзивной основе «оккупировали» государственные военные структуры США. А среди необычных национальных доменов широко известен домен первого уровня SU. В свое время этот домен выделили Советскому Союзу. И вот государства не существует уже более двух десятков лет, а домен остается в строю, иногда даже демонстрируя всплески числа регистраций – настолько мощным оказалось международное правовое наследие СССР.
Прежде всего нужно разобраться, чем предстает домен с точки зрения компьютеров, обеспечивающих работу Интернета. А он для них – лишь запись в специальной базе данных, не более. Каких-либо других форм существования у домена нет. Это не компакт-диск, не кусок микросхемы. Домены не перевозят трехтонными грузовичками, как персидские ковры. Наверное, максимум физического воплощения домена, которое мог бы придумать лирик, – это какое-то множество электромагнитных импульсов, размазанных по кабелям и электронике глобальной Сети.
Тем не менее внесение записи о домене в базу данных приводит к тому, что некоторый кусочек Интернета начинает функционировать по-другому, главное – правильно выбрать базу данных.
Мы уже выяснили, что параметры функционирования домена как единицы системы адресации Интернета задаются соответствующими ему серверами DNS (авторитативными серверами имен, name servers – NS). А сами эти серверы, в свою очередь, определяет администратор домена.
Заметьте, что тот, кто способен установить какие-либо серверы имен для домена, полностью контролирует этот домен в техническом смысле. Так, обладающее подобными полномочиями лицо может поменять содержимое сайта, адресуемого доменом (это делается при помощи замены одного сервера, хранящего сайт, на другой), и получить любую электронную почту, поступающую на адреса в этом домене (достаточно заменить почтовые сервера на свои). Такими полномочиями обладает администратор домена.
Администратор домена – главное лицо в домене. Именно он обладает правами по управлению доменом и определяет, какой сайт или ресурс будет доступен под данным доменом.
Конечно, на практике администратор не обязан владеть техническими навыками управления доменом, ведь он может поручить фактическое выполнение процедур квалифицированным техническим службам. Точно так же владельцу грузового судна не обязательно быть капитаном дальнего плавания: капитана и команду можно нанять. (Главное – не ошибиться при выборе капитана, иначе он может увести судно к пиратам. Иногда, впрочем, передать судно пиратам способен и кок, если он является их главарем, но это несколько более редкая история, тем более в доменном бизнесе.)
Как мы рассказывали в предыдущей главе, доменное пространство Интернета обладает иерархической структурой. Соответственно, иерархическую структуру имеет и делегирование полномочий администраторам доменов.
В настоящий момент (на 2014 год) во главе иерархии находится корпорация ICANN. ICANN – это аббревиатура от Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, что означает буквально «Интернет-корпорация по распределяемым именам и числам».
Заключение
Конспект по данной книге всего лишь знакомит читателя с таким понятием как домен. Для более полного изучения лучше воспользоваться более «глубокой» литературой.
Список литературы
- Верстка. Требования к оформлению книг / Уч. пособие для студентов по специальностям «Издательское дело», «Дизайн», «Реклама» / Сост. Минаева О.Е. – М.: ФГОУ СПО «МИПК им. И. Фёдорова», 2011. – 60 с.
- http://www.valinfo.ru/forum/index.php?showforum=29 – форум «Любимый Word», посвященный ДЗ №1 в курсе «Компьютерный практикум».
- Лапшинский В.А. Информатика: Компьютерный практикум: решение практических задач в среде MS.Office. – М.: МИФИ, 2007. – 104 с.
- Леонтьев В.П. Новейший самоучитель Office 2013 и Office 365. – М.: ОЛМА Медиа Групп, 2013. – 320 с.
Приложение |
