Для начала давайте вспомним, что протоколы обмена даннымиэто некоторые стандарты, определяющие, каким образом компьютеры должны воспринимать и преобразовывать числа, представляющие собой передаваемые данные. Например, в определении протокола описано, какие части принятого (или переданного) пакета данных являются служебной информацией, а какие собственно полезными данными. Для успешного обмена информацией между собой компьютеры должны использовать совместимые протоколы, если сильно упростить ситуацию, то можно сказать, что компьютеры должны использовать один и тот же протокол.
Уместна аналогия с языками общения людей. Два человека лучше понимают друг друга в разговоре если используют язык, известный им обоим. Занятно, что это не обязательно один язык. Протоколы обмена данными имеют некоторые заметные отличия от живых языков, например, в них не всегда встречаются глаголы, но представление о протоколе передачи данных как о языке вполне информативно.
Протокол IP, входящий в состав группы TCP/IP, определяет адресацию сетевых узлов в Интернете и задает правила доставки пакетов данных от узла к узлу. Часть, обозначаемая TCP, отвечает за установление и работу сеанса связи, то есть некоторого «разговора», в рамках которого может быть передано и, что важно, получено большое количество пакетов. Числа, составляющие IP-адрес, определяют не только узел Интернета, но и сеть, к которой тот принадлежит (ведь Интернетэто сеть сетей).
По мере роста количества пользователей компьютерных сетей выяснилось, что числа вообще привычны лишь небольшой части этих пользователей. Поэтому неудивительно, что чисто человеческие трудности с практическим использованием чисел, определяющих адреса в Интернете, возникли довольно давноеще в начале 80-х годов XX века.
Числа весьма отличаются от привычных нам слов того или иного языка. Разница особенно заметна в случае представления и обработки данных компьютером. Конечно, и числа могут быть записаны словами, и словачислами. Однако слова человеческого языка обозначают многогранные понятия, существующие в памяти человека. Именно из-за связи с речью словесные обозначения лучше запоминаются.
Первопричиной прихода буквенных, точнее, алфавитно-цифровых обозначений в систему адресации Интернета стала электронная почта. Оказалось, что для людей гораздо удобнее представлять адреса электронной почты в формате, сходном с адресами для почты обычной. Понятно, что удобство записи и запоминания адресов человеком способствует росту эффективности использования электронной почты. Поэтому вместо сложных комбинаций чисел сейчас применяются адреса вида alex.ivanov@test.ru.
Конечно, 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 появиласьсперва в качестве научного лабораторного проектасистема доменных имен Интернета. Сокращенное название DNS обозначает одновременно и Domain Name System (систему имен), и Domain Name Service (сервис по преобразованию адресов). Эквивалентное русскоязычное названиедоменная 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 адрес 192.168.17.101.
Заметьте, что это далеко не единственная задача, которую решает DNS. Система гораздо гибче и универсальнее. DNSраспределенная база данных, ориентированная на хранение и поиск записей, представляющих собой пары значений. Пара «доменIP-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.
Домены для Интернета придумал Пол Мокапетрис (Paul Mockapetris), ученый из США. Именно он разработал основополагающие для DNS документыRFC 882 и RFC 883.
Аббревиатура RFC уже не первый раз встречается в тексте. Что она обозначает? RFC (Request for Comments) это достаточно свободная форма определения тех или иных стандартов и протоколов работы Глобальной сети, сложившаяся в результате исторического развития интернет-сообщества. Можно сказать, что большая часть документов RFC, касающихся Интернета, это описания новых технологий, добровольно принимаемые ко вниманию и исполнению всеми заинтересованными разработчиками.
В современном Интернете документы RFC 882 и RFC 883 (их тексты опубликованы на специальном сайте по адресам http://tools.ietf.org/html/rfc882 и http://tools.ietf. org/html/rfc883) не действуютсейчас их заменили более новые версии. Однако по фундаментальным принципам работы нынешняя система DNS Сети не отличается от системы, предложенной более четверти века назад.
Современный Интернет все больше ассоциируется с вебом и веб-сайтами. Большинство новых пользователей вообще не слышали о других технологиях Интернета, для них понятия «веб» и «Интернет» эквивалентны. Но если старые технологии типа Gopher давно умерщвлены всемогущим вебом, то DNS только окрепла, ведь именно символьные имена позволяют вебу виртуализировать понятия реального мира, отражая их в именах доменов.
Современные пользователи Интернета давно привыкли к символьным именам. Подавляющему их большинству даже не придет в голову набирать в адресной строке браузера загадочную цепочку чисел вместо привычного www.nic.ru. Текстовые имена проще воспринимаются в рекламе. Адреса, заданные в виде доменных имен, могут быть привязаны не только к названию бренда (что необходимо для корпоративных сайтов), но и к той отрасли, к тому сектору рынка, с которым относится сайт. Примером подобного «говорящего» имени могут быть auto.ru и gramota.ru.
То есть без символьного именования сайтов никакого интернет-бума быть не моглони первого, ни второго. Скорее всего, после очередного «схлопывания инвестиционного пузыря» (а оно неминуемо наступит) в выигрыше опять останутся держатели доменного пространства как единственной технологии, позволяющей через языковые конструкции мертвым узлом привязать виртуальный мир к реальному.
Глава 2Обнаружение адреса
DNS преобразует строки символов в IP-адреса. Часто неспециалистам, оперирующим «банальной эрудицией», этот процесс кажется тривиальным. Действительно, возьмите простую таблицу соответствий «доменадрес» и работайте по нейтак 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.
По-научному только что упомянутая «плоская структура» Интернета со связями между узлами называется графом. Сами методы успешной и эффективной передачи данных между узлами глобальной Сети помогает разработать в том числе и такая математическая дисциплина, как теория графов. Графы как математическое понятие придумали задолго до появления Интернетаони служили удобным инструментом для исследования сетей электроснабжения.