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benshaoxw
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IP寻址《教學》

IP尋址技術
1969年僅有四節點的ARPA網在美國實驗成功,有誰能想到由此演化的互聯網會成為世界
最大的數據網呢。隨著計算機的普及,上網人數的不斷增加,越來越多的企業把目光投
向互聯網。支撐Internet運轉的關鍵是IP技術,在此詳細講解其基本概念及IP的尋址過
程。

MAC地址(位於數據鏈路層)

介質訪問控制(Media Access Control)地址壹般位於網卡中,用於標識網絡設備,控制
對網絡介質的訪問。例如,網絡設備要訪問傳輸電纜(網線,位於物理層),必須具備壹
個MAC地址,發送的數據要到達目的地,必須知道目的地的MAC地址。因為壹個網卡具有
唯壹的MAC地址,所以又叫做物理地址。

網絡地址(位於網絡層)

因為壹個網絡地址可以根據邏輯分配給任意壹個網絡設備,所以又叫邏輯地址。網絡地
址通常可分成網絡號和主機號兩部分,用於標識網絡和該網絡中的設備。采用不同網絡
層協議,網絡地址的描述是不同的,如IPX,以PAD.0134.02d3.es50為例,PAD為網絡號
,而0134.02d3.es50是標識該網絡中設備的主機號。IP協議則用32位二進制來表示網絡
地址,壹般就叫做IP地址。MAC地址用於網絡通信,網絡地址是用於確定網絡設備位置
的邏輯地址。

IP地址

為了適應不同大小的網絡需求,所有的IP地址被分為不同的類別―Class A、B、C,這
就是有類IP地址。可用IP地址的前三位做區分。在計算網絡支持的主機數時要減2,是
因為全0的主機號用於標識該網絡,全1的主機號是該網絡的廣播地址。廣播地址用於標
識網絡的所有主機,數據發向廣播地址就相當於向全網絡主機廣播。

或者以網絡掩碼(netmask)作區分。網絡掩碼和IP壹樣也是32位二進制數,把網絡掩碼
和IP地址邏輯與得出的結果就是主機號。

有類IP地址(Class IP)的局限

網絡的發展出乎設計者的想象。32位的IPv4(IP的第四版本)雖有232個IP地址,但是將
IP地址分類的方法,理想化地把網絡分為千萬級、萬級、百級,僵化的選擇導致了大量
的浪費。而隨著網上站點的增加,用於維持網絡間通信的路由器路由信息的不斷增長,
最終將導致路由器無法負荷,只能將部分站點的路由信息丟棄,造成不能訪問。

保留地址

在Internet中有部分IP地址是保留作內部網絡使用的。采用保留地址,每個局域網都可
以為內部網絡的眾多主機分配壹個IP地址。通過NAT地址轉換,在訪問外部網絡時將保
留地址轉為真實地址,能夠滿足內部網絡采用TCP/IP協議的同時,也保持了Internet上
的地址唯壹性。

如果內部網絡不連入Internet的話,實際上是可以使用任何壹類地址。否則必須保證連
通網絡的地址唯壹性。

子網化(Subnetting)

把壹個網絡再細分成數個小網,就叫子網化。假設壹家公司有壹個B類地址130.5.0.0,
可是需要為各地的分公司分別建立網絡。130.5是其網絡號,把主機號(16位)分成子網
號(8位)和子網主機號(8位)兩部分,共有子網28-2個,這樣就可以為每個分公司分配壹
個子網。

子網化是壹種解決IP地址緊張的方案。此外,子網化還可以防止路由信息的無限制增
長。由於同壹網絡不同子網的網絡號是壹致的,所以Internet路由器到各個子網的路由
是壹致的。

子網化的另壹個好處就是無論該網絡的拓撲如何改變都不會影響到Internet的路由,
Internet路由器也就不用花費大量的資源去計算更新路由信息。

如前所述IP是用於尋址的,所以子網在此就相當於分級尋址。先由Internet路由器根據
網絡號定位到目的網絡,再由內部的路由器根據擴展網絡號進壹步定位到目的網絡中的
子網絡。

路由器與路由協議

路由協議分為內部網關協議IGP和外部網關協議EGP兩種,各用於自治系統內部和自治系
統之間,其中IGP又分為距離向量和鏈路向量。距離向量是定期向相鄰的路由器交流整
個路由表的信息,如RIPv1、IGRP。而鏈路向量只在鏈路狀態發生改變時向所有的路由
器交流鏈路狀態信息,如OSPF。而象EIGRP則同時具有兩種協議的特點。

可變長度子網掩碼(VLSM)

在使用有類別路由協議時,因為不能跨主網絡交流掩碼,所以必須連續尋址且要求同壹
個主網絡只能用壹個網絡掩碼。對於大小不同的子網,只能按最大子網的要求設置子網
掩碼,造成了浪費。尤其是連接路由器的網絡,明明只需要兩個IP地址,分配的地址卻
和最大的子網壹樣。

無類別路由協議的提出為VLSM的實施提供了可能。對同壹個主網絡采用不同的子網掩碼
,能節省大量的地址空間,允許非連續尋址則使網絡的規劃更靈活。

路由匯總(Route Summarization)

隨著企業上網工程的深入,路由器的增多不但讓路由表變大,增加查找的時間,而且加
大了數據處理轉發的過程。

路由匯總要求地址連續(是通配符掩碼的要求,只有通配符掩碼才能用壹條路由標識多
個網絡,實現路由匯總),減少了路由表的條目;在地址連續下,路由器可以根據IP地
址的前幾位決定將數據發向目的地,以加快路由轉發的處理過程。

路由器工作原理與第三層交換

第三層交換是在第二層交換機上插入壹個路由模塊,利用交換機的高速背板路由模塊和
其它的交換模塊高速交換數據。在這種情況下,當A主機要向B主機發送數據時,A將B的
IP地址和自己的相比較。如果確認B與A是同壹個子網,A將發送壹個廣播ARP,B返回其
MAC地址;於是A用MAC封裝數據後,發向交換機,交換機通過查找MAC與端口對應表將數
據發向B主機的端口。如果A與B不在同壹子網,A向預先設置的缺省網關(就是路由模塊)
發送ARP請求。路由模塊查找是否在以往的交換中已保存有B主機的MAC地址,有則返回
給A主機,否則對B所在子網廣播ARP,將獲得的MAC保存再發回給A。以後A要再發送數據
給B,就不用通過路由模塊,直接的MAC封裝,使子網間的數據交換速度和同壹子網的相
差無幾。

為了解決IP地址日愈緊張的情況,IPv6新壹代的IP地址規範已經推出,通過將IPv4的32
位二進碼升級到IPv6的128位,地址緊張的情況將壹去不復返。

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被 eric 修改於 05-05-2009 at 23:01
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benshaoxw 已離線! Old Post 04-28-2009 11:39
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eric
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eric 已離線! Old Post 04-28-2009 14:42
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jsxiaobai
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看看~~~~~~!!!!!!!!!!!!!!!

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jsxiaobai 已離線! Old Post 04-30-2009 11:44
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引言:
原作者是 jsxiaobai

看看~~~~~~!!!!!!!!!!!!!!!


請您說明白.... 這是什麼意思?

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eric 已離線! Old Post 04-30-2009 18:47
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