文档介绍：第3章 IP地址的规划和设计方法
IP地址的概念与划分地址新方法的研究
标准分类的IP地址
划分子网的三级地址结构
无类域间路由(CIDR)技术
专用IP地址与内部网络地址规划方法
任务一:IP地址规划方法
任务二:子网地址规划方法
任务三:可变长度子网掩码(VLSM)地址的规划方法
任务四:CIDR地址规划方法
任务五:内部网络专用IP地址规划和网络地址转换NAT方法
:IPv6地址规划基本方法
学习目的
了解地址规划的基本要求
掌握IP地址的标准分类
掌握子网地址规划方法
掌握VLSM地址规划方法
掌握CIDR地址规划方法
掌握内部网络IP地址规划与地址转换NAT基本方法
了解IPv6地址特点
基本知识
IP地址的概念和划分地址新技术的研究
IP地址概念与划分地址新技术的研究历程大致可以分为四个阶段
标准分类的IP地址
第一阶段是在IPv4协议制定的初期,时间大致在1981年左右。那时候网络的规模比较小,用户一般是通过终端,。IP地址设计的最初目的是希望每个IP地址都能唯有唯一地、确切地识别一个网络与一台主机。IP地址是由网络号与主机号组成的,长度是32 bit ,用点分十进制方法表示,这样就构成了标准分类的IP地址。常用的A类、B类、C类IP地址采用包括“网络号-主机号”的两层结构层次(RFC1812)。
A类地址的网络号长度是7 bit ,实际允许分配A类地址的网络只能有126个。B类地址的网络号长度是14 bit,因此允许被分配B类地址的只能有16384个。是一个研究性的网络,即使把美国几乎2000所大学、学院和一些研究机构,,总数也不会超过16000个。A类、B类与C类地址的总数在当时是没有问题的。理论上说,理论上说各类IP地址加起来超过了20亿,但是实际上其中有数百万个地址被浪费了。
划分子网的三级地址结构
第二阶段是在标准分类的IP地址基础上,增加子网号的三级地址机构。
标准分类的IP地址在使用过程中,显现出的第一个就是地址有效利用率问题。
A类地址的主机号长度是24 bit,即使对于一个大的机构来说,一个网络中不可能有1600万个结点。即使有这样的网络,那么网络中路由器的路由表太大了,处理负荷也太重了。
B类地址的主机号长度为16 bit,。但是实际上在使用B类地址的网络中有50%的主机数不超过50台。
C类地址主机号长度为8 bit,实际允许分配给主机和路由器的地址数不超过256个,这个数又太小。
按照标准分类的IP地址,如果是只有2台主机的网络,上,就需要申请一个C类IP地址。那么这个C类IP地址的有效利用率只有2/255=%。而有256台主机的网络,它需要申请一个B类IP地址,那么这个B类IP地址有效利用率只有256/65535=%。IP地址的有效利用率问题总是存在的,并且人们发现B类IP地址无效消耗问题更为突出。
人们认为A类与B类IP地址设计不合理,对IP地址的匮乏表示强烈的担忧。和掩码mask的概念。构成子网就是将一个大的网络划分成几个较小的子网络,将传统的“网络号-主机号”的两级结构,变为“网络号-子网号-主机号”的三级结构。
构成超网的无类域间路由(CIDR)技术
第三个阶段是1993年提出了无类域间路由(Classless Inter Domain Routing, CIDR)技术(RFC1519)。
扩展中存在的两个问题:
前就耗尽。
随着越来越多的网络地址出现,主干网的路由表增大,路由器负荷增加,服务质量下降。
如果希望IP地址空间利用率能接近50%。那么可以采用的方法有两个:一是拒绝任何申请B类IP地址的要求,除非它的主机数已经接近6万。另外一种方法是为它分配多个C类IP地址。这种方法带来一个新的问题,那就是如果分配给它一个B类IP地址的话,在主干路由表中只需要保存1条该网络的路由记录;如果分配给这个网络16个C类IP地址,那么即使它们的路径相同,在主干路由表中也需要保存16条该网络的路由记录。这将给主干路由器带来额外的负荷。的主干路由器项已经从几千条增加到几万条,因此,无类域间路由技术需要在提高IP地址利用率与减少主干路由器负荷两个方面取得平衡。优化的地址结构不但可以改善路由器的性能,而且能够提高网络管理效率。
无类域间路由CIDR技术也被称为超网技术。构成超网的目的是将现有的IP地址合并成较大的、具有更多主机地址的路由域。例如,可以将一个组织所属的C类网络合并到一个更多