Этапы разрешения доменного имени в MAC-адрес (через IP).

Если удается разрешить запрошенное имя, поступает ответ на запрос и процесс завершается.Кэш локального сопоставления имен может включать информацию об именах из двух возможных источников. Если имеется локальный файл Hosts, все сопоставления имен и адресов из этого файла предварительно загружаются в кэш при запуске службы «DNS-клиент».Записи ресурсов, полученные в ответах на запросы из предыдущих запросов DNS, добавляются в кэш и сохраняются в нем в течение определенного периода времени. Если клиент не находит сопоставления в кэше, процесс продолжается с помощью запроса на разрешение имени от клиента к DNS-серверу.Рисунок 2. Этапы разрешения доменных имен в IP адресаПроцесс разрешения доменных имен представлен на рисунке 2. Кратко опишем схему его работы. На первом этапе DNS клент обращается к локальному кэшу DNS (файлу Hosts) и производит поиск IP-адреса, соответствующего запрашиваемому доменному имени (Q1). Если соответствующая запись в DNS-кэше имеется, то в ответ клиент получает требуемый IP-адрес (A1). В противном случае формируется запрос на предпочтительный (и альтернативный, как в системах Windows) DNS-серверы (Q3 и Q4). При наличии соответствующей записи в базе данных DNS-сервера клиенту возвращается требуемый IP-адрес (А3 и А4). В случае отсутствия соответствующей записи в базе данных предпочтительного DNS-сервера информации о запрашиваемом доменном имени он формирует запрос на вышестоящий DNS-сервер, вплоть до корневого. При нахождении запрашиваемой информации клиенту возвращается требуемый IP-адрес (А5). В противном случае клиенту возвращается ответ о невозможности разрешить запрашиваемое доменное имя.Таким образом, после выполнения процедуры разрешения доменного имени DNS-клиенту возвращается либо требуемый IP-адрес, либо информация о невозможности разрешения запрашиваемого доменного имени.После получения IP-адреса запрашиваемого доменного имени клиент начинает процедуру разрешения полученного IP-адреса в соответствующий ему MAC-адрес.Разрешение IP адресов в MAC адресаНа канальном и физическом уровнях модели OSI для передачи IP-пакетов они должны содержать как минимум аппаратный (MAC) адрес получателя. Для определения MAC-адреса получателя необходим механизм сопоставления IP-адресу MAC-адреса.Задача определения адреса узла сети в одной системе по адресу этого же узла в другой системе адресации называется задачей разрешения адресов. Реально такая задача возникает в двух случаях: определение локального адреса узла по известному IP адресу и определение IP адреса узла по его доменному имени.Разрешение (преобразование) IP-адресов в соответствующие им MAC-адреса осуществляется при помощи протокола ARP (AddressResolutionProtocol). Процесс сопоставления адресов достаточно прост. Когда компьютер должен отправить пакет, ARP отправляет в локальную сеть широковещательный запрос об MAC-адресе узла с данным IP-адресом. Если узел находится в локальной сети, то он отвечает на ARP запрос и возвращает свой MAC-адрес. На этом процедура разрешения адресов заканчивается. Протокол ARP строит для каждого порта специальную ARP – таблицу, в которой указывает соответствие IP адресов и аппаратных адресов. В этой таблице могут содержаться как статические записи (внесенные администратором сети), так и динамические (внесенные автоматически самим протоколом). Динамические записи имеют срок жизни (порядка нескольких минут).Немного по-другому протокол ARP работает для узла-получателя в удаленной сети. Если узел находится в удаленной сети, то шлюз по умолчанию возвращает в ответ на запрос свой MAC-адрес. После этого компьютер отправитель отправляет при помощи протокола ICMP (InternetControlMessageProtocol, протокол используемый IP и другими высокоуровневыми протоколами для отправки и получения сообщений о статусе передаваемой информации) эхо-запрос узлу-получателю через шлюз по умолчанию, который пытается достичь конечного узла. При этом маршрутизатор (шлюз) начинает свой собственный ARP-сеанс – и так продолжается с каждым маршрутизатором по пути следования пакета, пока очередной маршрутизатор не обнаружит, что для него узел-получатель является локальным.Если предположить, что на пути между узлом-отправителем и узлом-получателем находится три маршрутизатора, каждый из которых должен определить аппаратный адрес узла адресата (иначе говоря, адрес не находится в ARP-кэше каждого маршрутизатора). Ближайший к узлу-отправителю маршрутизатор отправляет ARP-запрос следующему маршрутизатору, тот отправляет запрос третьему, а третий отправляет запрос уже непосредственно узлу-адресату.Когда узел-получатель сообщает своему локальному маршрутизатору свой аппаратный адрес, а также ответ на ICMP-запрос, процесс разрешения адресов для адресата в удаленной сети заканчивается. Такой процесс определения удаленного адреса называется ARP-прокси, поскольку маршрутизатор играет для запросов роль прокси-сервера.После того как узел-отправитель выяснил MAC-адрес, соответствующий данному IP-адресу, он записывает это соответствие в ARP-кэш. Если через некоторое время происходит отправка данных той же системе, MAC-адрес берется их кэша и широковещательный запрос не производится. По умолчанию записи в ARP-кэше хранятся в течение 10 минут, и по прошествию этого времени удаляются оттуда. В некоторых реализациях протокола TCP/IP отсчет начинается с заново, если компьютер взаимодействовал с узлом, которому соответствует запись.В большинство операционных систем включена утилита (команда) ARP, она имеет следующий синтаксис:arp <ключ> Таблица 3. Ключи команды ARP и их описаниеКлючОписание-aВывод записей содержащихся в ARP-кэше-NВывод записей содержащихся в ARP-кэше и относящихся к определенному интерфейсу-sДобавление статической записи в ARP-кэш-dУдаление статической записи в ARP-кэшАдреса можно вводить в ARP-кэш вручную (ключ -s), создаваемые таким образом статические записи не удаляются из кэша автоматически, однако они удаляются при перезагрузке системы или при получении широковещательного сообщения, свидетельствующего о неверности адреса. Если статическая запись изменяется в соответствии с широковещательным сообщением, ее тип тоже изменяется со статического на динамический и правило 10 минут вступает в силу.Существует протокол обратного разрешения адресов RARP (ReverseAddressResolutionProtocol). Его функции обратны ARP – он позволяет определить IP-адрес по данному аппаратному адресу. Этот протокол используется большей частью на бездисковых рабочих станциях (тонких клиентах), которые должны получить свой IP-адрес с сервера. Рабочая станция отправляет RARP-запрос, сервер RARP обрабатывает этот запрос и отправляет IP-адрес рабочей станции. В отличие от ARP протокол RARP требует сервера для назначения IP-адресов рабочим станциям, поэтому он используется не так широко, а после появления протокола DHCP (DynamicHostConfigurationProtocol) он стал скорее любопытной возможностью, но не функциональным протоколом.ЗаключениеТаким образом, в ходе выполнения курсовой работы был рассмотрены основные протоколы, участвующие в разрешении доменных имен хостов компьютерной сети, проанализированы структура и функции протоколов различных уровней, решающих задачи по разрешению доменных имен в MAC-адреса через IP-адреса, а также рассмотрены схема разрешения доменных имен. Проведя анализ полученных результатов, можно сделать следующие выводы: В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные (называемые также аппаратными), IP-адреса и символьные доменные имена. Все эти типы адресов присваиваются узлам составной сети независимо друг от друга.IP-адрес имеет длину 4 байта и состоит из номера сети и номера узла. Для определения границы, отделяющей номер сети от номера узла, реализуются два подхода. Первый основан на понятии класса адреса, второй - на использовании масок.Класс адреса определяется значениями нескольких первых бит адреса. В адресах класса А под номер сети отводится один байт, а остальные три байта - под номер узла, поэтому они используются в самых больших сетях. Для небольших сетей больше подходят адреса класса С, в которых номер сети занимает три байта, а для нумерации узлов может быть использован только один байт. Промежуточное положение занимают адреса класса В.Процесс распределения IP-адресов по узлам сети может быть автоматизирован с помощью протокола DHCP.Установление соответствия между IP-адресом и аппаратным адресом (чаще всего МАС - адресом) осуществляется протоколом разрешения адресов ARP, который для этой цели просматривает ARP-таблицы. Если нужный адрес отсутствует, то выполняется широковещательный ARP-запрос.В стеке TCP/IP применяется доменная система символьных имен, которая имеет иерархическую древовидную структуру, допускающую использование в имени произвольного количества составных частей. Совокупность имен, у которых несколько старших составных частей совпадают, образуют домен имен. Доменные имена назначаются централизованно, если сеть является частью Internet, в противном случае - локально.Соответствие между доменными именами и IP-адресами может устанавливаться как средствами локального хоста с использованием файла hosts, так и с помощью централизованной службы DNS, основанной на распределенной базе отображений «доменное имя - IP-адрес».Список литературы Техническая документация компании Microsoft [Интернет-ресурс] // https://docs.microsoft.com/ru-ru/windows-server/identity/ad-ds/plan/dns-and-ad-dsТехническая документация компании Microsoft. Служба доменных имен [Интернет-ресурс] // https://docs.microsoft.com/ru-ru/windows-server/networking/dns/dns-topОлифер, В. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник / В. Олифер, Н. Олифер. - СПб.: Питер, 2016. - 318 c.Кузьменко, Н.Г. Компьютерные сети и сетевые технологии / Н.Г. Кузьменко. - СПб.: Наука и техника, 2013. - 368 c.Таненбаум, Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2019. - 960 c.Максимов, Н.В. Компьютерные сети: Учебное пособие / Н.В. Максимов, И.И. Попов. - М.: Форум, 2017. - 320 c.Кузин, А.В. Компьютерные сети: Учебное пособие / А.В. Кузин.. - М.: Форум, НИЦ Инфра-М, 2013. - 192 c.Новожилов, Е.О. Компьютерные сети: Учебное пособие / Е.О. Новожилов. - М.: Академия, 2018. - 176 c.Замятина, О. М. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Моделирование сетей : учеб. пособие для магистратуры / О. М. Замятина. — М. : Издательство Юрайт, 2017. — 159 с.Самуйлов, К. Е. Сети и телекоммуникации : учебник и практикум для СПО под ред. К. Е. Самуйлова, И. А. Шалимова, Д. С. Кулябова. — М. : Издательство Юрайт, 2018. — 363 с. Дибров, М. В. Компьютерные сети и телекоммуникации. Маршрутизация в ip-сетях в 2 ч. Часть 1 : учебник и практикум для СПО / М. В. Дибров. — М. : Издательство Юрайт, 2019. — 333 с. Новиков Ю.В., Локальные сети. Архитектура, алгоритмы, проектирование. Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. - М.: Эком, 2000. - 308 с.