Домены. Все, что нужно знать о ключевом элементе Интернета

Первые успешные эксперименты по построению сетей связи между вычислительными машинами проводились в США еще в конце 1960-х годов. Интересно, что эти первые «сети» были беспроводными – сигнал передавался по радиоэфиру.

Так что окутывающий нынешние мегаполисы электромагнитный смог из сигналов станций Wi-Fi и аппаратуры мобильных сетей GSM имеет корни подревнее, чем сам Интернет и, тем более, веб.

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… Да, именно древний – ведь это вполне допустимый термин: по меркам сверхскоростного прогресса в сфере информационных технологий Интернет действительно весьма давнее явление. Итак, 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.

В основе функционирования современного Интернета, конечно, также лежат числа. Однако современному массовому пользователю они не видны и, скорее, напоминают некий тайный реликт, артефакт, направляющий глубинные процессы внутри глобальной Сети.

Важно понимать, что абсолютно все межкомпьютерные процедуры по обмену данными реализуются в исключительно числовом виде и могут быть полностью сведены к математическим операциям по «превращению» одних чисел в другие и по установлению сравнительных отношений между ними (больше, меньше, равно). Когда речь идет о компьютерной технике, то буквенные обозначения всегда появляются лишь для удобства работающих с компьютерами людей. Но эти буквенные обозначения рано или поздно появляются обязательно.

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.

Предыдущий абзац, оценивающий ход внедрения IPv6 как не самый быстрый, появился еще в 2007 году, в самой первой версии книги. Прошедшие годы подтвердили: этот процесс медленный даже по меркам спящей улитки. Несмотря на все предпринимаемые усилия, IPv6 в Сети до сих пор почти не виден.

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.

Строго говоря, максимальное число узлов, которые можно пронумеровать, используя 128 бит, равняется 2¹²⁸, или приблизительно 3,4*10³⁸. Это действительно большое число, значительно превышающее массу нашей родной планеты Земля, выраженную в граммах. Однако из-за особенностей протокола адреса IPv6 будут распределяться блоками (то есть не просто по порядку), а все пространство адресов с помощью особых префиксов окажется разбито на подмножества, выделенные каждое для определенных целей. Тем не менее даже с учетом этого адресов будет более чем достаточно для обозначения всех мыслимых устройств, которые можно подключить к Интернету – хотя бы в течение ближайших нескольких десятков лет, пока к Сети не захотят присоединиться марсианские колонии.

Нехватка свободных адресов IPv4 – проблема давно известная, причина ее в бурном росте Интернета. Все те миллиарды устройств, подключенных к Глобальной сети, уже давно не вписываются простым способом в 32 бита старого протокола, который позволяет перечислить лишь чуть более 4 миллиардов узлов. Впрочем, за время эксплуатации IPv4 инженеры и ученые придумали разные способы преодоления нехватки адресов, что явилось одним из эффективных факторов, замедляющих внедрение IPv6.

IPv6 может предложить новые механизмы обеспечения надежности и безопасности передачи данных в Интернете. Однако для перехода на этот протокол интернет-провайдерам требуется совершить довольно затратные в ресурсном плане шаги, так что, несмотря на давление координирующих адресацию в Интернете организаций, внедрение IPv6 пока что буксует, а число узлов Сети, поддерживающих новый протокол, по самым оптимистичным оценкам, измеряется единицами процентов (на 2014 год).

Чтобы подвести итог этому небольшому экскурсу в систему IP-адресации, давайте взглянем на примеры записи адресов IPv6. Используется несколько рекомендованных нотаций, позволяющих компактно записывать IPv6-адреса текстом, все они базируются на шестнадцатеричной системе счисления и поэтому выглядят, например, вот так: 1080:0:0:0:8:800:20 °C:417A или так:

1080::8:800:20 °C:417A. Это один и тот же адрес, взятый к тому же из RFC 3513 (можно сказать, из описания стандарта), определяющего IPv6. Отличия в записи вызваны тем, что второй вариант использует «сокращение нулей».