计算机网络技术之网络规划与设计

IP地址规划设计技术

1.发展历程

IP地址概念与划分地址新技术的研究大致可以分为四个阶段

• 标准分类的IP地址阶段
• 划分子网的三级结构
• 无类域(CIDR)技术(超网技术)
• 网路地址转换(NAT)技术
    网络地址转换(NAT)的基本思路是为每一个公司分配一个或少量的IP地址，用于传输Internet的流量。在公司内部的每一台主机分配一个不能在Internet上使用的保留的专用IP地址

2.标准分类的IP地址

  IPv4的地址长度为32位，用点分十进制表示。通常采用$x.x.x.x$的格式来表示，每个$x$为8bit,每个$x$的值为0~255。

• A类地址
    A类地址的网络号(net ID)的第一位是0,其余七位可以分配。因此A类地址共分为大小相同的128(2⁷=128)块，每一块的net ID 不同。主机号为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的.

• B类地址
    B类地址的网络号(net ID)长度是14位，网络号总数是2¹⁴=16384.B类地址的主机号(host ID)长度为16位，因此每个B类网络可以有2¹⁶=65536个主机号。主机号为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的，所以可用于分配的主机号为65536-2=65534个。

• C类地址
     C类IP地址网络号长度位21位，主机号长度为8位。由于网络号(net ID)长度位21位，因此允许有2²¹=2097152个不同的C类网络。由于主机号长度为8位，因此每个C类网络的主机号(host ID)数最多为2⁸=256个。主机号为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的，所以可用于分配的主机号为256-2=254个。

• 特殊的地址形式
     特殊的地址形式包括：直接广播地址、受限广播地址、“这个网络上的特定主机” 与回送地址。

  • 直接广播地址
      在A类、B类与C类IP地址中，如果主机号全为1，那么这个地址就是直接广播地址，它是用来使路由器将一个分组以广播的形式发送给特定网络(目的网络)的所有主机。
  • 受限广播地址
      32位全为1的IP地址(255.255.255.255)为受限广播地址，用来将一个分组以广播方式发给本网络中的所有主机。路由器阻挡该分组通过，将其广播功能限制在本网络内部。在主机不知道本机所处的网络时(如主机的启动过程中)，只能采用受限广播方式，通常由无盘工作站启动时使用，希望从网络IP地址服务器处获得一个IP地址。
  • “这个网络上的特定主机”地址
      当一个主机或者一个路由器向本网络的某个特定的主机发送一个分组时，那么它需要使用“这个网络上的特定主机”地址。“这个网络上的特定主机”的网络号为全0，主机号为确定的值。这样的分组被限制在本网络内部，由主机号对应的主机接收。
  • 回送地址
       A类的IP地址中127.0.0.0是回送地址，它是一个保留地址。回送地址是用于网络软件测试和本地进程间通信。含网络号为127的分组不能出现在任何网络上
                  标准地址分类如下图
    

3.划分子网的三级结构

• 子网的基本概念
     标准分类的IP地址存在着两个主要的问题：_IP地址的有效利用率问题和路由器的工作效率问题。_为了解决这个问题，人们提出了子网(subnet)的概念。
    提出子网概念的基本思想是：允许将网络划分成多个部分供内部使用，但是对于外部网络仍然像一个网络一样
• 划分子网的地址结构
  • 三级层次的IP地址：net ID——subnet ID——host ID
  • 同一个子网中的所有主机必须使用相同的子网号 subnet ID
  • 子网的概念可以应用于A类、B类或C类中的任意一类的IP地址中
  • 分配子网是一个组织和单位内部的事情，既不需要向ICANN申请也不需要改变任何外部的数据库。
• 子网掩码的概念
    子网掩码的概念同样适用于没有进行子网划分的A类、B类和C类地址。
    如果路由器处理的是一个标准的IP地址，那么它只要判断IP地址的前两位即可判断网络位和主机位，如果路由器处理的是划分子网之后的三层结构的IP地址时，需要给它IP地址和子网掩码，它需要通过标准地址的前三位判断该地址时A类、B类或是C类地址，同时根据子网掩码来判断出网络号。

4.无类域间路由(CIDR)技术

 无类域间路由(CIDR)技术的特点主要有以下两点：

• CIDR将IP地址表示为<网络前缀><主机号>，形成新的无分类的二级地址结构。
• CIDR将网络前缀相同的连续的IP地址块组成一个“CIDR地址块”。

5.专用IP地址与内部网络地址的规划方法

全局IP地址和专用IP地址
              专 用 IP 地 址

最后

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