Klasa 1/ Temat 3/ Lekcja 3 z 4
Po tej lekcji rozróżnisz adres IP, adres MAC, nazwę domenową i URL. Wyjaśnisz również, dlaczego adres sieciowy nie jest prostym odpowiednikiem tożsamości człowieka.
1. Dlaczego potrzebujemy kilku rodzajów oznaczeń?
W codziennym języku mówimy „adres komputera” albo „adres strony”. Technicznie mogą to być różne informacje.
Podczas komunikacji trzeba ustalić między innymi:
- do jakiego miejsca w sieci należy skierować dane;
- z jakim interfejsem komunikujemy się lokalnie;
- jaką nazwę wpisał użytkownik;
- który konkretnie zasób ma zostać pobrany.
Nie da się poprawnie opisać wszystkich tych funkcji jednym pojęciem „adres”.
2. Adres IP
Adres IP służy do adresowania w sieciach korzystających z protokołu IP. W uproszczeniu pozwala wskazać, skąd i dokąd mają być przesyłane pakiety.
Precyzyjniej adres IP jest przypisywany interfejsowi sieciowemu, a jeden interfejs może mieć więcej niż jeden adres. Dlatego zdanie „każdy komputer ma dokładnie jeden adres IP” jest niepoprawne.
Komputer może mieć np. interfejs Wi-Fi i Ethernet. Może też korzystać jednocześnie z adresów IPv4 i IPv6.
IPv4
Zwykły zapis adresu IPv4 składa się z czterech liczb od 0 do 255 oddzielonych kropkami, np.:
192.168.10.24
Zapis 192.168.10.300 nie jest poprawnym adresem IPv4, ponieważ 300 przekracza dopuszczalny zakres.
IPv6
IPv6 wykorzystuje większą przestrzeń adresową niż IPv4. Adres zapisuje się za pomocą grup znaków szesnastkowych rozdzielonych dwukropkami, np.:
2001:db8::24
W zapisie szesnastkowym oprócz cyfr występują litery od a do f. Podwójny dwukropek może zastępować grupy zer. Na tej lekcji rozpoznajemy zapis, bez wykonywania obliczeń na adresach. Podany adres jest przykładem dokumentacyjnym. RFC Editor
3. Adres prywatny i publiczny
W sieciach lokalnych często używa się prywatnych adresów IPv4, np. z zakresu rozpoczynającego się od 192.168..
Takie adresy mogą powtarzać się w odrębnych sieciach. Laptop w jednym mieszkaniu i komputer w innym mogą mieć adres 192.168.1.20. Nie powoduje to konfliktu, jeżeli są to oddzielne sieci.
Adresy prywatne nie służą do bezpośredniego adresowania urządzeń przez publiczny Internet. Publiczne adresy są używane w globalnej komunikacji internetowej. RFC Editor
W typowej domowej sieci IPv4 wiele urządzeń może korzystać ze wspólnego publicznego adresu przy komunikacji na zewnątrz. Router stosuje mechanizm tłumaczenia adresów, nazywany NAT. Dla tej lekcji wystarczy rozumieć skutek: jeden publiczny adres nie musi oznaczać jednego urządzenia.
Adres może także zmienić się w czasie, np. po zmianie sieci. Adres IP nie jest więc niezmiennym numerem człowieka ani pewnym oznaczeniem konkretnego użytkownika.
4. Adres MAC
Adres MAC jest identyfikatorem interfejsu wykorzystywanym m.in. w lokalnej komunikacji Ethernet i Wi-Fi.
Przykładowy zapis:
02:1A:2B:3C:4D:5E
Adres MAC i adres IP pełnią różne funkcje. W uproszczeniu:
- IP służy adresowaniu pakietów w komunikacji między sieciami;
- MAC jest wykorzystywany przy dostarczaniu danych na lokalnym odcinku sieci.
MAC nie jest adresem, według którego routery w całym Internecie dostarczają dane do komputera użytkownika.
Nie należy też traktować go jako niezmiennego „numeru seryjnego komputera”. Urządzenie może mieć kilka interfejsów z różnymi adresami MAC. Systemy mogą również stosować prywatne, losowane adresy MAC w połączeniach Wi-Fi.
5. Nazwa domenowa i DNS
Łatwiej zapamiętać nazwę niż ciąg liczb. Nazwa domenowa jest uporządkowaną nazwą wykorzystywaną w systemie DNS, np. example.org.
DNS umożliwia uzyskanie informacji związanych z nazwą, w tym adresów IP potrzebnych do nawiązania połączenia.
Jeżeli potrzebne dane znajdują się już w pamięci podręcznej, urządzenie może z nich skorzystać. Nie każde ponowne otwarcie strony wymaga nowego zapytania do zewnętrznego serwera DNS. MDN
Nazwa i adres nie są związane na zawsze:
- usługa może zmienić adres IP, zachowując nazwę;
- jedna nazwa może być powiązana z wieloma adresami;
- wiele nazw może prowadzić do usług korzystających z tego samego adresu.
DNS nie jest wyszukiwarką artykułów. Nie wybiera strony na podstawie sensu pytania użytkownika.
6. URL — adres konkretnego zasobu
Przeanalizujmy przykładowy adres:
https://materialy.example.org/klasa1/internet.html
| Część | Znaczenie |
|---|---|
https | Schemat wskazujący sposób dostępu |
materialy.example.org | Nazwa hosta, do którego kierowane jest żądanie |
/klasa1/internet.html | Ścieżka wskazująca zasób w danym serwisie |
URL zawiera więcej informacji niż sama nazwa domenowa. Pozwala wskazać konkretny zasób.
Dwa adresy z tą samą nazwą hosta, lecz różnymi ścieżkami, mogą prowadzić do dwóch różnych artykułów. Ścieżka nie musi odpowiadać rzeczywistemu układowi folderów na dysku serwera — serwis interpretuje ją zgodnie ze swoim działaniem.
Nazwa materialy.example.org ma strukturę hierarchiczną. W tym przykładzie org jest domeną najwyższego poziomu, example.org nazwą domenową, a materialy.example.org nazwą w jej obrębie. Element www, jeżeli występuje, nie jest obowiązkową częścią każdego adresu strony.
Adres e-mail, np. anna@example.org, ma inne przeznaczenie niż URL: wskazuje adresata w systemie pocztowym. Nie jest adresem IP komputera Anny.
7. Przykład do analizy
Dwa telefony korzystają z domowego Wi-Fi. Mają różne prywatne adresy IP, ale serwis internetowy widzi ich połączenia jako pochodzące z tego samego publicznego adresu.
Czy oznacza to, że serwis obsługuje jedno urządzenie?
Nie. Wiele urządzeń może współdzielić publiczny adres. Sam ten adres nie pozwala ustalić, który telefon wykonał określoną czynność ani kto go używał.
