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 Интернета – они служили удобным инструментом для исследования сетей электроснабжения.
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.
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. Разберем, например, строку www.info.nic.ru. Здесь домен www – это домен четвертого уровня, а другие упомянутые в адресной строке домены расположены в домене первого уровня RU. Например, info.nic.ru – это домен третьего уровня. Очень важно понимать, что привычный адрес сайта, скажем, www.test.ru, обозначает домен третьего уровня (www), расположенный внутри домена второго уровня test.ru.
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.