IP地址規(guī)劃設(shè)計技術(shù)

/第三章IP地址規(guī)劃設(shè)計技術(shù)一IP地址的概念和劃分地址新技術(shù)的探討第一階段:IP地址是由網(wǎng)絡(luò)號和主機號組成,長度32位,用點分十進制方法表示,這樣就構(gòu)成了標準分類的IP地址。其次階段:在標準分類的IP地址的基礎(chǔ)上,增加子網(wǎng)號的三級地址結(jié)構(gòu)。第三階段:無類域間路由,超網(wǎng)技術(shù)。CIDR第四階段:網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)NAT二標準分類的IP地址1A類地址A類地址的網(wǎng)絡(luò)號的第一位是0,其余7位可以安排。A類地址有2^7=128個網(wǎng)絡(luò),范圍是:0.0.0.0~127.255.255.255;其中,0.0.0.0~0.255.255.255,127.0.0.0~127.255.255.255作為特別地址10.0.0.0~10.255.255.255作為專用地址。因此,有125個網(wǎng)絡(luò)可以安排。每個網(wǎng)絡(luò)可以安排給2^24個主機號,但主機號全0和全1的兩個地址保留用特別目的。故每個網(wǎng)絡(luò)可以有2^24–2=16777214個主機。2B類地址B類地址的網(wǎng)絡(luò)號長14位,第一字節(jié)前2位是10,網(wǎng)絡(luò)號總數(shù)為2^14=16384。B類地址的主機號長16位,因此每個B類網(wǎng)絡(luò)可以有2^16=65536個主機號。但全0和全1用作特別目的。所以可安排的只有65534個主機。3C類地址C類地址的網(wǎng)絡(luò)號長21位,第一字節(jié)的前3位是110。網(wǎng)絡(luò)號總數(shù)為2^21=2097152。主機號長度為8位,可以有2^8=256個。但但全0和全1用作特別目的。4特別地址特別IP地址包括:干脆廣播地址,受限廣播地址,“這個網(wǎng)絡(luò)上的特定主機”地址,回送地址。(1干脆廣播地址在A、B、C類IP地址中,假如主機號是全1,那么這個地址為干脆廣播地址,它是用來使路由器將一個分組以廣播方式發(fā)送給特定網(wǎng)絡(luò)上的全部主機。(主機號全1(2受限廣播地址32位全為1的IP地址為受限廣播地址,用來將一個分組以廣播方式發(fā)送給本地網(wǎng)絡(luò)中的全部主機。路由器會阻擋該分組通過。(全為1(3“這個網(wǎng)絡(luò)上的特定主機”地址當(dāng)一個主機或一個路由器向本地網(wǎng)絡(luò)的某個特定的主機發(fā)送一個分組,那么它須要運用“這個網(wǎng)絡(luò)上的特定主機”地址?！斑@個網(wǎng)絡(luò)上的特定主機”的網(wǎng)絡(luò)號為全0,主機號為確定的值。這樣的分組會被限定在本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部,由主機號對應(yīng)的主機接收。(網(wǎng)絡(luò)號全0(4回送地址A類地址中的127.0.0.0是回送地址,它是一個保留地址。回送地址是用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試和本地進程間通信。TCP/IP協(xié)議規(guī)定,含網(wǎng)絡(luò)號為127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上;主機和路由器不能為該地址廣播任何尋址信息。Ping程序可以發(fā)送一個將回送地址作為目的地址的分組。以測試IP軟件能否接收或發(fā)送一個分組。一個客戶進程可以運用回送地址作為目的地址的分組給本地的另一個進程,用來測試本地進程之間的通信狀況。三劃分子網(wǎng)的三級地址結(jié)構(gòu)1子網(wǎng)的概念標準分類的IP地址存在兩個問題:①IP地址的有效利用率問題②路由器的工作效率問題提出子網(wǎng)概念的基本思想是:允許將網(wǎng)絡(luò)劃分成多個部分供內(nèi)部運用,但是對于外部仍舊像一個網(wǎng)絡(luò)一樣。2劃分子網(wǎng)的地址結(jié)構(gòu)IP地址是層次型結(jié)構(gòu)的,長度32位。標準的A、B、C類IP地址是包括網(wǎng)絡(luò)號和主機號的兩級層次結(jié)構(gòu)。劃分子網(wǎng)技術(shù)的要點是:①三級層次的IP地址:網(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號、主機號;②同一個子網(wǎng)中全部的主機必需運用相同的子網(wǎng)號;③子網(wǎng)的概念可以應(yīng)用于A、B、C類中的隨意一類IP地址中;④子網(wǎng)之間的距離必需很近。(從路由器的工作效率考慮3子網(wǎng)掩碼的概念如何從一個IP地址中抽取出子網(wǎng)號。因此,人們提出了子網(wǎng)掩碼概念。子網(wǎng)掩碼=(網(wǎng)絡(luò)號+子網(wǎng)號部分全1,主機號全0;假如路由器在處理劃分子網(wǎng)之后的三層結(jié)構(gòu)IP地址時,須要給它IP地址和子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)號是在原主機號中借號的,原網(wǎng)絡(luò)號不變。IP協(xié)議允許運用變成子網(wǎng)的劃分。四無類域間路由CIDR技術(shù)1無類域間路由的概念①CIDR運用“網(wǎng)絡(luò)前綴”代替“網(wǎng)絡(luò)號+子網(wǎng)號”,形成新的無分類的二級地址結(jié)構(gòu),即IP地址表示為:網(wǎng)絡(luò)前綴+主機號。②CIDR不在運用子網(wǎng)的概念。③CIDR運用斜線記法,即用CIDR給出的IP地址200.16.23.0/20,表示32位地址中,前20位是網(wǎng)絡(luò)前綴,后12位是主機號。④CIDR將網(wǎng)絡(luò)前綴相同的連續(xù)的IP地址組成一個“CIDR地址塊”。⑤CIDR的廣播地址采納原來的方法,將主機號置為全1,就是特定網(wǎng)絡(luò)的廣播地址。2無類域間路由的特點地址聚合和路由聚合。3現(xiàn)在希望獲得一個Internet地址的組織都將被安排一個CIDR塊,而不是按之前的傳統(tǒng)的地址安排方法。所以在組建網(wǎng)址并購置路由器設(shè)備時,要考慮路由器是否支持無類域間路由技術(shù)。4無類域間路由CIDR技術(shù)通常用于將多個C類IP地址歸并到單一的網(wǎng)絡(luò)中,并且在路由表中運用一項來表示這些C類地址。五專用IP地址和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃方法1全局地址和專用地址運用IP地址的網(wǎng)絡(luò)有2種狀況:①將網(wǎng)絡(luò)干脆連接到Internet;②內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),不干脆連接到Internet。2運用專用地址規(guī)劃一個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址系統(tǒng)時,首選的方案是運用A類地址中的專用IP地址塊。理由是:①該地址塊覆蓋從10.0.0.0到10.255.255。255的地址空間,由用戶安排的子網(wǎng)和主機號的總長度為24位,可以滿意各種專用網(wǎng)絡(luò)的須要。②A類專用地址特征比較明顯。一看便知。(這算是什么理由?當(dāng)然B類的16個專用地址塊和C類的256個專用地址塊也可以運用。3NAT方法網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)適用于四類應(yīng)用領(lǐng)域:①ISP、ADSL、有線電視的地址安排;②移動無線接入地址安排;③電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)地址安排;④防火墻相結(jié)合。在運用專用IP地址設(shè)計的內(nèi)網(wǎng)中,假如內(nèi)網(wǎng)的主機要訪問Internet或外部網(wǎng)絡(luò)的主機時,也須要運用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT技術(shù)。在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主機之間的訪問就運用專用IP地址，只有離開內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)取訪問外部網(wǎng)絡(luò)的時候，才運用全局IP地址。假如內(nèi)網(wǎng)用戶希望訪問Internet的某個站點，那么它的訪問懇求到達連接Internet的路由器時，執(zhí)行NAT協(xié)議的路由器就可以從它公用的IP地址池中為用戶臨時安排一個全局IP地址。將內(nèi)部用戶的專用IP地址轉(zhuǎn)換成公用地址，完成用戶訪問Internet的懇求后，路由器收回全局IP地址。NAT常和代理、防火墻技術(shù)一起運用。4NAT方法的局限性（1）違反了IP地址結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計原則。（2）NAT使得IP協(xié)議從面對無連接變成面對連接。（3）NAT違反了基本的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計原則。（4）影響平安性。六IPv6地址規(guī)劃基本方法IPv6地址分為：單播地址，組播地址，多播地址，特別地址。IPv6支持地址自動配置。IPv6采納128位的IP地址，按每16位劃分為一個位段，每個位段被轉(zhuǎn)換成一個4位的十六進制數(shù)，并用冒號：隔開，這種表示法稱為冒號十六進制表示法。壓縮方法：①通過壓縮某個位段中的前導(dǎo)0來簡化IPv6地址的表示。②假如幾個連續(xù)位段的值都為0，那么這些0就可以簡寫為：：，稱為雙冒號表示法。IPv6地址表示時須要留意的問題：①在運用零壓縮法時，不能把一個位段的有效0也壓縮掉。E0不能壓縮成E，0E可以壓縮成E。②：：雙冒號在一個地址中只能出現(xiàn)一次。如0:0:0:2AA:12:0:0:0,一種壓縮狀況是::2AA:12:0:0:0,另一種是0:0:0:2AA:12::。不能寫成::2AA:12::。③確定::之間代表了被壓縮的多少位0，可以數(shù)一下地址中還有多少個字段，然后用8減去這個數(shù)，再將結(jié)果乘以16。④IPv6不支持子網(wǎng)掩碼，它只支持前綴長度表示法，類似于IPv4中的CIDR表示方法。七IP地址規(guī)劃方法網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃須要按以下6步進行：（1）推斷用戶對網(wǎng)絡(luò)和主機數(shù)的要求；（2）計算滿意用戶需求的