四級網(wǎng)絡工程師復習資料之第三章-全文預覽
【正文】 層結(jié)構(gòu)模型中，第N層是不能夠修改第N+1層的報頭內(nèi)容的。在TCP/IP協(xié)議體系中，如果一個路由器出現(xiàn)故障，不會影響TCP/IP協(xié)議的執(zhí)行。IP地址結(jié)構(gòu)模型的基礎是每個IP地址均標識了一個網(wǎng)絡的連接。IPv4為內(nèi)部網(wǎng)絡預留的專用IP地址有三組。IP地址分配時，專用IP地址已經(jīng)預留了下來。連接到Internet的網(wǎng)絡在組建時，需要根據(jù)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和規(guī)模，申請A類、B類或C類的公共IP地址。它授權(quán)給下一級的申請成為Internet網(wǎng)點的網(wǎng)絡管理中心，每個網(wǎng)點組成一個自治系統(tǒng)。專用IP地址只能用于一個機構(gòu)、公司內(nèi)部網(wǎng)絡，而不能用于Internet上。全局IP地址與專用IP地址的區(qū)別主要表現(xiàn)在以下幾點：（1）使用IP地址的網(wǎng)絡可以分為兩種情況：一種是要將網(wǎng)絡之間連到Internet；另一種是也需要運行TCP/IP協(xié)議，但是它是內(nèi)部網(wǎng)絡，并不直接連接到Internet，但網(wǎng)絡內(nèi)部用戶訪問Internet是受到嚴格控制的。網(wǎng)絡前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)越多。在無類域間路由中，廣播地址也采用相同的原則。地址塊的起始地址是指地址塊中地址數(shù)值最小的一個。CIDR地址還可以采用“斜線記法”，即在IP地址后面加一個“/”，然后寫上網(wǎng)絡前綴所占的比特數(shù)。ISP、大學、機關與公司在確定IP地址結(jié)構(gòu)時，不是限制于標準分類的IP地址結(jié)構(gòu)，而是根據(jù)對IP地址管理和路由器的需要來靈活地決定。IP地址協(xié)議允許使用變長子網(wǎng)的劃分。它需要通過標準地址的前三位判斷該地址的A類、B類或C類地址，同時根據(jù)子網(wǎng)掩碼判斷出子網(wǎng)號。掩碼的概念同樣適用于沒有進行子網(wǎng)劃分的A類、B類、C類地址。在路由器中只要在路由表中保持一個記錄，就可以快速地找到校園或公司內(nèi)部的某個網(wǎng)絡。標準的A類、B類、C類IP地址是包括網(wǎng)絡號（net ID）與主機號（host ID）的兩層層次結(jié)構(gòu)。RFC940對子網(wǎng)的概念和劃分子網(wǎng)的標準做出了說明。“Ping”應用程序可以發(fā)送一個將回送地址作為目的地址的分組，以測試IP軟件是否接收或發(fā)送一個分組。例如，主機要向本網(wǎng)絡中的某個主機（）發(fā)送一個分組，那么需要使用“這個網(wǎng)絡上是特定主機地址”。路由器則阻擋該分組通過，將其廣播功能限制在本網(wǎng)內(nèi)部。五、 特殊地址形式特殊的IP地址包括：直接廣播（directed broadcasting）地址、受限廣播（limited broadcasting）地址、“這個網(wǎng)絡上的特定主機”地址和回送地址（loopback address）。三、 C類地址C類IP地址網(wǎng)絡號長度為21位，主機號長度為8位。每一個A類網(wǎng)絡可以分配的主機號host ID可以是2的24方2=16777214個，主機號為全0和全1的兩個地址保留用于特殊目的。一、 A類地址A類地址網(wǎng)格號（net ID）的第一位為0，其余的各位可以分配。網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換NAT更多地應用于ISP,以節(jié)約IP地址。在公司內(nèi)部的每一臺主機分配一個不能夠在Internet上使用的保留的專用IP地址（RFC1918）。IP地址短缺已經(jīng)是非常嚴重的問題了，而整個Internet遷移到IPv6的進程是很緩慢的，可能需要很多年才能夠完成。例如，可以將一個組織所屬的C類網(wǎng)絡合并到一個更多的地址范圍的大的路由域中。Internet的主干路由器項已經(jīng)從幾千條增加到幾萬條，因此，無類域間路由技術(shù)需要在提高IP地址利用率與減少主干路由器負荷兩個方面取得平衡。那么可以采用的方法有兩個：一是拒絕任何申請B類IP地址的要求，除非它的主機數(shù)已經(jīng)接近6萬。三、 構(gòu)成超網(wǎng)的無類域間路由（CIDR）技術(shù)第三個階段是1993年提出了無類域間路由（Classless Inter Domain Routing, CIDR）技術(shù)（RFC1519）。IP地址的有效利用率問題總是存在的，并且人們發(fā)現(xiàn)B類IP地址無效消耗問題更為突出。C類地址主機號長度為8 bit，實際允許分配給主機和路由器的地址數(shù)不超過256個，這個數(shù)又太小。A類地址的主機號長度是24 bit，即使對于一個大的機構(gòu)來說，一個網(wǎng)絡中不可能有1600萬個結(jié)點。A類、B類與C類地址的總數(shù)在當時是沒有問題的。常用的A類、B類、C類IP地址采用包括“網(wǎng)絡號主機號”的兩層結(jié)構(gòu)層次（RFC1812）。第3章 IP地址的規(guī)劃和設計方法 IP地址的概念與劃分地址新方法的研究 標準分類的IP地址 劃分子網(wǎng)的三級地址結(jié)構(gòu) 無類域間路由（CIDR）技術(shù) 專用IP地址與內(nèi)部網(wǎng)絡地址規(guī)劃方法 任務一：IP地址規(guī)劃方法 任務二：子網(wǎng)地址規(guī)劃方法 任務三：可變長度子網(wǎng)掩碼（VLSM）地址的規(guī)劃方法 任務四：CIDR地址規(guī)劃方法 任務五：內(nèi)部網(wǎng)絡專用IP地址規(guī)劃和網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換NAT方法：IPv6地址規(guī)劃基本方法學習目的了解地址規(guī)劃的基本要求掌握IP地址的標準分類掌握子網(wǎng)地址規(guī)劃方法掌握VLSM地址規(guī)劃方法掌握CIDR地址規(guī)劃方法掌握內(nèi)部網(wǎng)絡IP地址規(guī)劃與地址轉(zhuǎn)換NAT基本方法了解IPv6地址特點 基本知識 IP地址的概念和劃分地址新技術(shù)的研究IP地址概念與劃分地址新技術(shù)的研究歷程大致可以分為四個階段一、 標準分類的IP地址第一階段是在IPv4協(xié)議制定的初期，時間大致在1981年左右。IP地址是由網(wǎng)絡號與主機號組成的，長度是32 bit ，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。以為初期的ARPANET是一個研究性的網(wǎng)絡，即使把美國幾乎2000所大學、學院和一些研究機構(gòu)，連同其他國家的一些大學接入ARPANET,總數(shù)也不會超過16000個。標準分類的IP地址在使用過程中，顯現(xiàn)出的第一個就是地址有效利用率問題。但是實際上在使用B類地址的網(wǎng)絡中有50%的主機數(shù)不超過50臺。而有256臺主機的網(wǎng)絡，它需要申請一個B類IP地址，那么這個B類IP地址有效利用率只有256/65535=%。構(gòu)成子網(wǎng)就是將一個大的網(wǎng)絡劃分成幾個較小的子網(wǎng)絡，將傳統(tǒng)的“網(wǎng)絡號主機號”的兩級結(jié)構(gòu)，變?yōu)椤熬W(wǎng)絡號子網(wǎng)號主機號”的三級結(jié)構(gòu)。如果希望IP地址空間利用率能接近50%。這將給主干路由器帶來額外的負荷。構(gòu)成超網(wǎng)的目的是將現(xiàn)有的IP地址合并成較大的、具有更多主機地址的路由域。四、 網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換（NAT）技術(shù)第四個階段是1996年提出的網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換（NAT）技術(shù)(RFC299RFC3022)。網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換設計的基本思路：為每一個公司分配一個或少量的IP地址，用于傳輸Internet的流量。專用IP地址用于內(nèi)部網(wǎng)絡的通信，如果需要訪
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