浅谈节约IP地址的方法_免费下载

1、浅谈节约ip地址的方法陈家佳（人文学院 广告 0901joycech）摘要：本文主耍简单介绍了 ip地址的概念和作用，介绍两种节约ip地址的方法：跑和子网划 分,以及两种方法的实现原理，并且指出解决ip地址匮乏的最终方案。关键词：ip地址，n也子网划分，实现原理ip address of the method of savingchen jia jia(school of humanities, advertising0901joycech® )abstract: this paper briefly introduces the concept and role of ip add

2、resses, describes two methods of saving ip addresses: nat and subnetting, and the implementation principle of the two methods, and solve the ip address that lack of final plan.key words: ip addresses, nat, subnetting, racetrack一、ip地址概述因特网是全世界范围内的计算机联为一体而构成的通信网络的总称，是一个庞大的网间网， 其中包含了数以千万计的计算机，因此，要想实现这些

3、计算机之间的通信，首先要解决的是给每 台计算机一个唯一的标识，这就是i哋址。根据i助'议的规定，每个ip地址的长度为30立，分 4段，每段&、'/：,常用十进制数字表示，每段数字范围为1255,段与段之间用小数点分隔。每段 也可以用十六进制或二进制表示。每个田也址包括两部分，即网络号和主机号。同一个物理网络 上的所有主机都用同一个网络号，网络上的一个主机，可以是工作站、服务器和路由器等，对应 有一个主机号，这样就惟一确定了一台计算机的电子位置。由于每个网络中包含的计算机不是一 样多，有的网络可能含有较多的计算机，也有的网络包含较少的计算机，于是按照网络规模的大 小，把i

4、b也址划分成a b g d 班类,其中常用的有倏、啖、续，谍用作组播，喽留作 备用。a类ip地址：用7位（bit）来标识网络号，24位标识主机号，最前面一位为“0，即a类地 址的第一段取值介于1126之间。a类地址通常为大型网络而提供，全世界总共只有126个可能 的a类网络，每个a类网络最多可以连接16777214台主机。b类ip地址：用14位来标识网络号，16位标识主机号，前面两位是“ict。b类地址的第一段 取值介于124 191之间，第一段和第二段合在一起表示网络号。b类地址适用于中等规模的网络， 全世界大约有16000个b类网络，每个b类网络最多可以连接65534台主机。c类ip地址：

5、舟21位來标识网络号，8位标识主机号，前面三位是c类地址的第一段 取值介于192223之间，第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号。最后一段标识网络上的 主机号。c类地址适用于校园网等小型网络，每个c类网络最多可以有254台主机。除了上面所说的五类i p地址外，还有儿种特殊的ip地址，tcp/i p协议规定，凡ip 地址中的第一个字节以“ 1110开始的地址都叫多点广播地址。因此，任何第一个字节大于2 2 3冃小于2 4也勺i p地址是多点广播地址；i p地址中0 0 . 0.厲寸应于当前主机；i p地 址中的255. 255. 255. 25克当前子网的广播地址；i哋址中凡是以“11110

6、的地址都留着将来作 为特殊用途使用；ihtil址中不能以十进制“ 127作为开头，127. 0. 0. iffl于回路测试，同时网络 耐勺第一个g立组也不能全置为“ct,全表示本地网络。二、ip地址面临的危机当198阡羽i助议开始发布时，当时互联网上大约只有10 0转主机，并且几乎所有 的主机都是基于时分系统的大型机，为单个用户设计的计算机儿乎不存在。因此在当时ipv勿? 拥有的4 of乙个地址简直就是天文数字，在分配i哋址时也就相当的随意，从而导致早期的地址分 配方案不尽合理，浪费比较严重。例如，申请到一个燄或琰地址的用户单位，理论上可以用约160 q/j个或650001" iht

7、fi址，但实际上接入的没有这么多主机，这也就意味着相当一部分i0&址 被闲置，并且不能被再分配。另外，美国一些大学和公司占用了大量的i p地址，例如mit im 和ai8a分别占用了 160哆万，170够万和190哆万个ib也址。由此也导致大量的i盹址被浪费， 随着电脑技术的普及和因特网技术的迅猛发展，大量的个人计算机出现了，因此ipv4l也址资源已 经濒临枯竭，到目前为止，廢和跌地址已经用完，只有烫地址还稍有余量。三、解决ip地址短缺的方案ipv馳址资源濒临枯竭已成为人们关注的焦点，因此许多节约i r也址的技术也就相继出现 to例如n殴术，子网划分技术等。下面我们就来着重介绍这两种技

8、术。3.1 nattw：称是network address trans l as i at ion,即网络地址转换，它是一个he标准，它将每个局 域网的所有地址转换成同一个地址，允许一个机构用一个地址浏览网上的资源。功能通常可能 是建在路由器、iso路由器、防火墙或独立的n®设备之上的。把个别i哋址隐藏起来，是外界无 法直接访问内部网络设备，同时还可帮助网络超越地址限制，合理安排网络中的公用和私用ih& 址的使用。节约大量的公用地址资源。n翔支术能帮助解决ir也址紧张的问题。即在内部网络中使 用内部地址，通过nwe内部地址翻译成合法的ib也址在internet上使用。np设备

9、维护一个状态 表，用来把私有ib也址映射到合法的ib也址上。每个包在n®设备中被翻译成合法的ib也址，发往 目标地址。殳置可以分为静态地址转换、动态地址转换、复用动态地址转换。3.1.1静态地址转换适用的环境静态地址转换将内部保帘地址与内部合法地址进行一对一的转换，且需要指定和哪个合法地 址进行转换。如果内部网络有务器或呵艮务器等可以为外部用户提供的服务，这些服务 器的ib也址必须采用静态地址转换，以便外部用户可以使用这些服务。3.1.2动态地址转换适用的环境动态地址转换也是将保留地址与内部合法地址一对一地转换，但是动态地址转换是从内部合 法地址池中动态地选择一个末使用的地址对内部保

10、留地址进行转换。3.1.3复用动态地址转换适用的环境复舟动态地址转换首先是一种动态地址转换，但是它可以允许多个内部保留地址共用一个内 部合法地址。只屮请到少量i砲址但却经常同吋有多于合法地址个数的用户上外部网络的情况， 这种转换极为有用。3.2子网划分3.2.1子网掩码rfc 950定义了子网掩码的使用，子网掩码是一个32为的2进制数，其对应网络地址所有 位置为1,对应于主机地址的所有位置为d由此可知，a类网络的默认子网掩码是255. 0. 0. 0, b 类网络的默认子网掩码是2555. 255. 0. 0, c类网络的默认子网掩码是255. 255. 255. 0,将子网掩 码和ip地址按

11、位进行逻辑“与”运算，的到ip地址网络地址，剩下为主机地址。从而区分出任 意ip地址的网络地址和主机地址。了网掩码常用点分十进制表示，我们还可以用网络前缀法表示 子网掩码，即“/网络地址位数伙。如138. 96. 0.助6表示e类网络13& 96 0. 0的子网掩码是 255. 255. 0. 0.。子网掩码告知路由器，地址的那一部分是网络地址，那一部分是主机地址，是路由器正确判 断任意ip地址是否是本网段的，从而正确进行路由。例如，有两台主机，主机一得ip地址为 222. 21. 160. 6,子网密码 255. 255. 255. 192,主机二 ip 地址 222. 21. 16

12、0. 73,子网掩码 255. 255. 255. 192,现在主机一要给主机二发送数据，先要判断两个主机是否在同一网段。 主机一222. 21. 160. 6即：11011110. 00010101. 10100000. 00000110255. 255. 255. 192即:11111111. 11111111. 11111111. 11000000按位逻辑与运算结果：11011110. 00010101. 10100000. 00000000主机二222. 21. 160. 73即:11011110. 00010101. 10100000. 01001001255. 255. 255.

13、192即:11111111. 11111111. 11111111. 11000000按位逻辑与运算结果：11011110. 00010101. 10100000. 01000000两个结果不同，也就是说，两台主机不在同一网络，数据需先送默认网关，然后再发送主机二所 在网络。那假如主机二子网掩码误设为255. 255. 255. 12&会发生什么情况呢？222. 21. 160. 73即:11011110. 00010101. 10100000. 01001001255. 255. 255. 128即：11111111. 11111111. 11111111. 10000000结果为

14、11011110. 00010101. 10100000. 00000000这个结果与主机的网络地址相同，主机一与二被认为处于同一网络，数据不在发送给默认网 关，而直接在本网传送，从而导致网络传送错误。因此，子网掩码不能任意设置，子网掩码的设 置关系到子网的划分。3.2.2静态子网划分在静态子网划分中,各子网中的每个主机和路由器都使用了柑同的子网掩码，子网掩码中1.0 的位数固定不变。个例分析:某单位要构建61、分布于不同地点的局域网络，每个网络至多有28台 主机，但只屮请到了一个離网络 w 220. 30. 5. 0,判断这个方案可行与否。在这个实际应用中， 若使用传统类编址方法，则至少要申

15、请介 欲网络，从而浪费130侈个iu也址。利用了网编址可解 决址浪费问题。因为淡网络主机号部分是的，现在要在这取中选择一部分作为子网号，剩余的作为主机号。因为2八心6）2八5-於2&所以占用主机位的子网位数：3（立,子网化后保帘 的主机位数：4 3=5位。用二进制表示主网：11010011. 00011110. 00000101 . 00000000用二进制表示的子网掩码：11111111 . 11111111. 11111111 . 11100000t t子网位主机位用点分十进制表示的子网掩码：255. 255. 255. 224因为主机位有三位，所以它可以有2"押不同组合

16、分配给子网，而主机位有5（立，就有2八口科不 同的组合以分配给不同的主机。子网掩码是255. 255. 255. 22<|勺子网位变化情况子网位220. 30. 5.肿的&立组u进制）220. 30. 5.肿的&立组缶进制）子网号0000000 00000220. 30. 5. q/270010010 000032220. 30. 5. 3070100100 000064220. 30. 5. 6炉270110110 000096220. 30. 5. 9仇71001000 0000128220. 30. 5. 12/271011010 0000160220. 30. 5

17、. 160271101100 0000192220. 30. 5. 19271111110 0000224220. 30. 5. 2247在实际应用中，不允许使用顶端子网孑网位各位全1）和末端子网孑网位各位全0，那么，使 用子网掩码255. 255. 255. 224以后，该跌ib&址可以分配给介子网。子网中的主机地址。从了网 位的分配很容易推出，若有r（立主机位，则有2出、组合，每种组合分配给一台主机。但是，全0和全1 和主机号要分别留给了网和广播地址,减去这却、地址后，每个子网就有2n 冶主机。在上例中， 每个子网有2八5-2=3冶主机。上例若按照每个子网主机计算，利用静态子网编址

18、方法,实际浪 费i哋址8哆个，相比1 30哆个ib也址的浪费，了网编址已经大大提高了 i抛址使用的效率。当然, 如果某几个子网屮只有几台计算机，它也会浪费了分配给这些子网的301、主机地址,这是静态子网 编址的主要缺点。3.2.3用可变长度子网掩码（vlsm）子网化vl9皿用改变长度的掩码把一个地址空间例如主网戊u分开,设计为不同大小的子网，即允 许在一个给定网络部分里按所需的主机数配置大小合适的子网。这样子网可以根据其大小使用合 适的掩码以避免地址的浪费。四、最终的解决方案ipv6是下一版本的互联网协议，也可以是下一代互联网的协议。它采用128位地址长度，几乎可 以不受限制的提供地址。特点：

19、1. ipv6地址长度128比特，地址空间增大了 2的96次方倍;2. 灵活的ip报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了 ipv4中可变长度的选项字段。 ipv6中选项部分的出现方式也有变化，使路由器可以简单路过选项二不做任何处理，加快报文处 理速度。3. ipv6简化了报文头部格式，字段只有7个，提高了吞吐量；4. 提高安全性。身份认证和隐私权是ipv6的关键性；5. 支持更多的服务类型；6. 允许协议继续演变，增加新功能，是指适应未来技术发展。势：与ipv4相比ipv6具有以下优势：一. 就有更大的地址空间，具有2八1241个地址；二. ipv6使用更小的路由器，提高了路由器转发数据包的速度；三. ipv6增加了增强的组播支持以及对流的支持，是网路上的多媒体应用了长足发展机会，为服 务质量控制提供良好的网络平台；四. ipv6加入了对自动配置的支持；五. ipv6具有更高安全性