Internet协议（TCP/IP）属性设置
自动获得IP地址用于具有DHCP功能的路由，如果没有路由器或路由器的DHCP功能没有打开，则只能选择“使用下面的IP地址”来手动制定。
在高级设置中，如果不是自动获取IP地址，可以为其指定多个IP地址来连接同一网络中的多个网段。
“自动专用 IP 地址”指定在没有找到动态主机配置协议 (DHCP) 服务器的情况下，Internet 协议版本 4
(IPv4) 将使用自动专用 IP 地址 (APIPA)。APIPA 将指派从 169.254.0.1 到
169.254.255.254 的 IP 地址和子网掩码 255.255.0.0。APIPA 不指派默认网关、域名系统 (DNS)
服务器或运行 Windows Internet 名称服务 (WINS) 的服务器。
如果在常规选项卡中选择的是“自动获取IP地址”则在备用配置选项卡中的用户配置选项是可选的。“用户配置”指定在没有找到 DHCP 服务器的情况下，IPv4
将使用手动指定的配置。当计算机在多个网络上使用，至少有一个网络没有 DHCP 服务器，而且还不需要
APIPA 配置时，此备用配置很有用。比如在办公室和家里都通过网线连接有线网卡，在办公室中，便携式计算机使用分配 DHCP 的
TCP/IP 配置。在家里，没有 DHCP 服务器，便携式计算机将自动使用备用配置，该配置允许方便地访问家庭网络设备和
Internet。这使便携式计算机能够在两种网络上无缝操作而无需手动重新配置 IP。
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。模板:网络协议 IPv4，是（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今技术的基石的协议。1981年Jon Postel 在791中定义了IP。协议栈(按划分)
地址格式IPv4使用32地址，因此最多可能有4,294,967,296(=2)个地址。一般的书写法为4个用小数点分开的数。也有人把4个字节的数字化成一个巨型整数，但这种标示法并不常见。另一方面，目前还并非很流行的使用的128位地址所采用的地址记数法，在IPv4也有人用，但使用范围更少。过去IP地址分为A,B,C,D 4类，把32位的地址分为两个部分：前面的部分代表网络地址，由分配，后面部分代表地址。如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为地址，可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用: 255为广播地址，0代表此网络本身) 。(Netmask) 限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。一些特别的IP地址段:
127.x.x.x给本机地址使用。
224.x.x.x为地址段。
255.255.255.255为通用的广播地址。
10.x.x.x，172.16.x.x和192.168.x.x供使用，这些网络连到互连网上需要对这些本地网地址进行转换（NAT）。
但由于这种分类法会大量浪费网络上的可用空间，所以新的方法不再作这种区分，而是把用者需要用的地址空间，以2的乘幂方式来拨与。例如，某一网络只要13个ip地址，就会把一个 16地址的区段给他。假设批核了 61.135.136.128/28 的话，就表示从 61.135.136.129 到 61.135.136.142 的网址他都可以使用。IP包长IP包由首部(header)和实际的数据部分组成。数据部分一般用来传送其它的协议，如, ，等。数据部分最长可为65515()(=2xx16 - 1 - 最短首部长度20字节) 。一般而言，低层(链路层) 的特性会限制能支持的IP包长。例如()协议，有一个协议参数，即所谓的最大传输单元(Maximum Transfer Unit, MTU) ，为1518字节，以太网的帧首部使用18字节，剩给整个IP包(首部+数据部分)的只有1500字节。还有一些底层网络只能支持更短的包长。这种情况下，IP协议提供一个分割(fragment)的可选功能。长的IP包会被分割成许多短的IP包，每一个包中携带一个标志(Fragmentid)。发送方(比如一个) 将长IP包分割，一个一个发送，接送方(如另一个)按照相应的IP地址和分割标志将这些短IP包再组装还原成原来的长IP包。IP路由Ipv4并不区分作为网络终端的主机(host) 和网络中的中间设备如路由器中间的差别。每台电脑可以即做主机又做。路由器用来联结不同的。所有用路由器联系起来的这些网络的总和就是。IPv4技术即适用于() 也适用于。一个IP包从发送方出发，到接送方收到，往往要穿过通过路由器连接的许许多多不同的网络。每个路由器都拥有如何传递IP包的知识，这些知识记录在中。路由表中记录了到不同网络的路径，在这儿每个网络都被看成一个目标网络。路由表中记录由管理，可能是静态的记录比如由网络管理员写入的，也有可能是由路由协议动态的获取的。有的路由协议可以直接在IP协议上运行。常用的有
(Routing Information Protocol, ),
开放式最短路径优先协议，Open Shortest Path Fast, ) ，
中介系统对中介系统协议(Intermediate System – Intermediate System, ) ,
(Border Gateway Protocol, ) .
在网络负荷很重或者出错的情况下，路由器可以将收到的IP包丢弃。在网络负荷重的时候，同样一个IP包有可能由路由器决定走了不同的路径。路由器对每一个IP包都是单独选择路由的。这也提高了IP通信的可靠性。但单是IP层上的包传输，并不能保证完全可靠。IP包可能会丢失; 可能会有重复的IP包被接受方收到; IP包可能会走不同的路径，不能保证先发的先到; 接受方收到的可能是被分割了的IP包。在IP之上再运行协议则解决这些缺点提供了一个可靠的数据通路。ICMP 互联网控制消息协议（Internet Control Messages Protocol，ICMP） 用于查错和控制(如)，是IP协议不可能缺少的帮手。几乎任何的IP协议的实施(Implementation)都伴随一个ICMP协议的实施。ICMP协议实现在IP之上，即ICMP包是作为IP的数据部分来传送的。ICMP的一个重要的应用是网络拥塞控制: 路由器丢弃一个IP包时，一般会用ICMP发一个消息给这个IP包的原发送者，原发送者可以相应的降低IP包的发送频率，以降低或避免IP包再被丢弃的可能性。ICMP的另一个重要的应用在于，将传送ICMP消息的IP包禁止分割位（Don't Fragment-Bit）设置上，就可以利用ICMP的来测量一段的最大传输单元(MTU) 。IPOEIpv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如的串行数据链路(协议和协议) ，卫星链路等等。中最常用的是。一个用于IP包的以太网数据帧，在IP包首部前有一个14字节的以太网帧首部，在IP数据部分后添加了一个32位(4字节) 的CRC校验。除了1518字节的最大传输单元(MTU) 限制外，以太网还有最小传输单元的限制: 总帧长不能小于64字节。如果IP包太短，比如IP数据部分短于26字节，那么后面会添0(Padding) ，这时IP首部中的'包长度'指示了真正的包长。以太网使用48位的地址。每个以太网网卡都有一个独一无二的48位的硬件地址。所有的位均为1的地址是以太网广播地址。发送数据的以太网网卡必须知道数据接送方的以太网地址才能把数据发给它。(Address Resolution Protocol) 用于将IP地址转换成以太网地址。每台计算机上都有一个ARP列表，里面存储了以太网中不同的IP地址与以太网地址的对应关系。如果一台计算机发现某个目标IP地址没有对应的以太网地址，它会发一个ARP请求(Request) 到以太网中询问，拥有该IP地址的计算机就会发一个ARP应答(Reply)来通知它自己的以太网地址。IP包首部格式IPv4首部一般是20长。在以太网帧中，IPv4包首部紧跟着帧首部，同时以太网帧首部中的协议类型值设置为080016。 IPv4提供不同，大部分是很少用的选项，使得IPv4包首部最长可扩展到60字节(总是4个字节4个字节的扩展)
目的IP地址
IP包头字段说明版本：4位，指定IP协议的版本号。包头长度(IHL)：4位，IP协议包头的长度，指明IPv4协议包头长度的字节数包含多少个32位。由于IPv4的包头可能包含可变数量的可选项，所以这个字段可以用来确定IPv4数据报中数据部分的偏移位置。IPv4包头的最小长度是20个字节，因此IHL这个字段的最小值用十进制表示就是5 (5x4 = 20字节)。就是说，它表示的是包头的总字节数是4字节的倍数。服务类型：定义IP协议包的处理方法，它包含如下子字段过程字段：3位，设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0（正常）~ 7（网络控制）延迟字段：1位，取值：0（正常）、1（期待低的延迟）流量字段：1位，取值：0（正常）、1（期待高的流量）可靠性字段：1位，取值：0（正常）、1（期待高的可靠性）成本字段：1位，取值：0（正常）、1（期待最小成本）未使用：1位长度：IP包的总长标识：唯一地标识主机所发送的一个数据段，通常每发送一个数据段后加一。但IP包被分割后，分割得到的IP包拥有相同的标识标志：是一个3位的控制字段，包含：保留位：1位不分段位：1位，取值：0（允许数据报分段）、1（数据报不能分段）更多段位：1位，取值：0（数据包后面没有包，该包为最后的包）、1（数据包后面有更多的包）段偏移量：当数据段被分割时，它和更多段位（MF, More fragments）进行连接，帮助目的主机将分段的包组合。TTL：表示数据包在网络上生存多久，每通过一个路由器该值减一，为0时将被路由器丢弃。协议：8位，这个字段定义了IP数据报的数据部分使用的协议类型。常用的协议及其十进制数值包括(1)、(6)、(17)。校验和：16位，是IPv4数据报包头的校验和。源IP地址：目的IP地址：高层协议IP 是参考模型中网络层的核心协议。在IP之上有许多高层协议。重要的如传输层协议和，应用层的域名服务协议等。过去和未来IPv4从出生到如今几乎没什么改变的生存了下来。1983年协议被ARPAnet采用，直至发展到后来的互联网。那时只有几百台计算机互相联网。到1989年联网计算机数量突破10万台，并且同年出现了1.5Mbit/s的骨干网。因为把大片的地址空间分配给了一些公司和研究机构，90年代初就有人担心10年内IP地址空间就会不敷用，并由此导致了 的开发。
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→ IPV4是什么、IPV6是什么、这是IP技术你懂得多少？
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IP(Internet Protocol,Internet协议)是互联网的支柱,它已经有近20年的历史,第一个正是发布的规范在RFC 791中只有简短的45页,定义了IP属于网络层协议,1991年,IETF确定了目前我们正在使用的IP协议版本,即IPv4,但现在已经完全停止开发了.新的IP版本叫做IPng(Next Generation,下一代IP协议)或IPv6,这个版本经历了漫长的讨论和反复的修改,1994年IETF终于明确了IPv6的方向,IPv6的主 要目的是解决IPv4中存在的问题,IPv6除了具有IPv4具有的功能外,还消除了IPv4的局限性,它们之间既有相同点,又有不同点.
当你部署 IPv6时,在IPv4时代学到的知识仍然有用.IPv6和IPv4之间差异主要体现在五个方面:寻址和路由、安全、网络地址翻译、管理工作量和对移动设备的支持.此外,IPv6还包括一个重要的特征:一套从IPv4迁移和过渡到IPv6的计划.
自1994年以来,已经发布了超过30个IPv6的RFC文档.改变IP协议意味着要改动许多上层协议和约定,从DNS和应用程序如何存储IP地址,到数据报如何在以太网、PPP、令牌环、FDDI和其它媒介上发送和路由,再到程序员如何调用网络函数都将会发生一些变化.IETF也不会疯狂到让大家一夜之间全部切换到IPv6,因此IETF也开发了IPv4和IPv6共存的标准和协议,如IPv4隧道里走IPv6,IPv6隧道里走IPv4,在同一个系统上长时间运行IPv4和IPv6(双堆栈),以及在各种环境中混合和匹配这两个协议.
Internet协议v4(IPv4)
Internet协议v4(IPv4)是Internet协议的第四个版本,它是第一个得到广泛部署的版本,和IPv6一起,它们是基于标准的 Internet网络互连方法的核心.IPv4仍然是目前部署最广泛的互联网层协议,IPv4的详细定义可参考IETF发布的RFC 791,它取代了早期定义文档RFC 760.IPv4是一个用于链路层包交换网络的连接协议,如以太网,它以尽力模式运行,因为它不能保证信息能100%传递,也不能保证按正确的顺序传输,更不能避免重复传输.IPv4未包含错误控制和流量控制机制,如果通过数据报头中的校验和方法发现数据被损坏,数据将被抛弃,包括数据完整性在内,均通过上层传输层协议解决,如传输控制协议.IPv4使用32位寻址方法,总共包含个有效地址,IPv4有四种不同的地址类型:A、B、C 和D.
有类别IP寻址
最初,IP地址被分为两部分,地址的高八位代表网络标识符,剩下的地址表示主机标识符,最大可以创建256个网络,人们很快就发现这样设计满足不了需要,为了克服这个限制,对高八位地址进行了重新定义,创建了一套网络类别,这就是后来著名的有类别网络,总共定义了五个类别:A、B、C、D和E,A、 B和C网络标识符长度不一样,剩下的地址部分用于标识主机,这意味着每个不同的网络类型可容纳的主机数目也不一样,D类地址表示多播地址,E类地址是未将来的应用程序保留的(译者注:有了IPv6,它还会被用到吗?).
无类别寻址
无类别寻址有三个基本类别.
子网划分是一组技术,您可以使用这组技术来高效地划分单播地址前缀的地址空间以便在组织网络的子网间进行分配.单播地址前缀的固定部分包括前缀长度和前缀长度之前的位,这些位都具有定义的值.单播地址前缀的可变部分包括前缀长度之后设置为 0 的位.子网划分就是利用单播地址前缀的可变部分来创建更高效的地址前缀(浪费较少的可用地址),分配给组织网络的子网.最初定义 IPv4 的子网划分是为了更好地利用 A 类和 B 类 IPv4 公用网络 ID 的主机位.当您为 IPv4 网络 ID 划分子网时,您会在 IPv4 地址的层次结构中定义一个额外的层次.子网网络 ID 具有&网络 ID/子网 ID/主机 ID&层次结构.在您为网络 ID 划分子网后,每个子网网络 ID 都是一个子网(或具有&网络 ID/主机 ID&层次结构的网络 ID)的新地址前缀.
& 可变长子网掩码(VLSM)
可变长子网掩码(VLSM)是根据子网需要给它分配IP地址资源的一种方法,思科支持的IP路由协议,OSPF、双IS-IS、BGP-4和 EIGRP均支持无类别或VISM路由.历史上,EGP协议依赖于IP地址类型定义和真实交换的网络号(8,16或24位域),而与IP地址(32位号码)无关.RIP和IGRP交换的网络和子网号在32位域中,网络号、子网号和主机号之间的差别是一个约定问题,不用在路由协议中交换,现在用的一些协议要么使用一个前缀长度(地址中的连续位数),要么每个地址带有子网掩码来指出32位域中的哪一部分是需要路由的地址.在思科工程中经常可以见到需要使用可变长子网掩码的例子,在工程建设时通常有多个配置了FDDI和以太网接口的交换机,并做了编号以便每个交换子网可以支持62台主机,实际上,每个子网可能只会连接15-30台物理主机(打印服务器,工作站,文件服务器等),但许多工程也需要ISDN或帧中继供家庭办公用户使用,它们也需要一个单独的子网,这些家庭办公用户通常有一两个路由器和一个X终端或工作站,他们可能还有一台PC或苹果电脑也需要连网,因此,通常需要为他们配置支持6台主机的子网,还有一些用户需要配置支持14台主机的子网,点到点连接通常是不需要编号的.
& 无类别域间路由(CIDR)
使用超网时,靠无类别域间路由是减少路由表条目的数量,1993年左右,第一次引入了无类别域间路由,它的目的也是为了实现超网,超网允许路由聚合,CIDR引入了前缀标记,也叫做CIDR标记,前缀/CIDR标记现在在三种无类别IP寻址情况下使用:划分子网,VLSM/不同规模的子网和 CIDR/超网.
原IP地址类型由CIDR取代,相比之下,基于类型的方案被称为有类别的域间路由.CIDR的主要优势是允许对任意地址空间进行重新分区,因此可以给用户分配更小或更大的地址块,CIDR给Internet赋予了层次感,它将Internet分为国际ISP和国内ISP,然后又进一步细分为区域 ISP,区域ISP又再细分为本地ISP,本地ISP又再分为区,通过CIDR创建的这种分级结构由IANA(Internet Assigned Numbers Authority,互联网地址分配机构)和它的区域互联网注册管理机构(Regional Internet Registries,RIR)监管,管理全球互联网地址的分配,每个RIR维护一个可匿名搜索的WHOIS,提供IP地址分配信息,从这些数据库查询出来的信息在众多根据IP地址进行地理定位的工具中扮演着核心角色,分级路由进一步按地理路由分解,在地理路由中,整个地址又被分成多个块,例如,一个块表示美国,一个块表示欧洲,一个表示中东,一个表示亚洲等等.
IPv4的局限性
从上世纪80年代开始,人们就意识到IPv4的地址即将耗尽,这是当初设计时未曾预料到的,这也是引入 有类别网络,创建CIDR寻址的驱动因素,尽管采取了这些措施,IPv4地址的消耗速度仍然让人惊讶,目前有两种较权威的估计,一种预测是2010年,也就是今年,IPv4地址将被用光,另一种预测是2012年才会用光.IPv4地址的耗尽主要原因是Internet用户,使用Internet连接的移动设备,以及连接Internet的ADSLmodem或有线modem的爆炸式增长,迫使我们开发和采用IPv6作为替代解决方案.
Internet协议v6(IPv6)
IPv6也就是著名的IPng,即所谓的下一代IP协议,它是被广泛使用的第二个Internet协议版本,它的设计目标是将IPv4逐渐过渡到IPv6,而不是一下子全部消灭掉IPv4,因此保留了IPv4的兼容性,从IPv4到IPv6的主要变化是:
▶扩展了路由和寻址能力:IPv6将IP地址规模从32位扩大到了128位,支持更多层次的寻址水平,更大的可寻址节点数,以及更简单的地址自动配置;
▶通过给多播地址增加一个&范围&域,多播路由的可扩展性得到了改进;
▶定义了一种新地址类型,叫做&任播地址&,它可以识别节点集,发送到任播地址的数据包可以传递给其中任一节点,在IPv6源路由中使用任播地址允许节点控制通信流的路径;
▶简化了报头格式:有些IPv4报头字段被删除或称为可选部分,减少数据包处理成本,让IPv6报头的带宽成本尽可能低.虽然IPv6地址长度是IPv4的4倍,但IPv6报文的头部长度只有IPv4报文头部长度的2倍;
▶改进了对可选项的支持:改进后IP头可选项经过后可更有效地进行转发,对可选项的长度限制也更宽松,为今后引入新的可选项提供了极好的灵活性;
▶服务质量(QoS)功能:增加了数据包标记功能,通过标记知道数据包属于哪个特定的通信流;
▶身份验证和隐私保护能力:IPv6包含了提供身份验证,数据完整性和保密等扩展的定义,虽然是扩展,但它们属于IPv6的基础组件;
▶IPv6由两部分组成,基础的IPv6报头和IPv6扩展头.
IPv6的优点
有了巨大的地址空间后,ISP有足够的IP地址分配给客户,甚至每个设备都可以拥有自己的IPv6地址.NAT(网络地址转换)已成为处理IP地址短缺得力的技术,但遗憾的是,许多Internet应用程序在NAT下都不能正常工作,如NFS,DNS和集团会议应有,此外,NAT也是企业对企业直接网络连接的障碍,需要进行复杂的地址转换才能让通信变得可靠,但它的扩展性很差,很容易出现单点故障,显得非常脆弱.
IPv6地址空间扩展的目标之一是让NAT技术边缘化,改善网络的连通性、可靠性和灵活性.IPv6在Internet上重新建立透明的端到端通信,由于IPv6地址长度较长,显得比较笨重,很多人看到那一长串地址都会头晕.IPv6的第二个主要目标是减少人们管理和配置系统的时间,因为IPv6 可以执行无状态自动配置,结合LAN MAC地址,加上网络路由器提供的前缀(不需要DHCP),可以确保创建一个唯一的IP地址.
当然,DHCP仍然有它的用处,如DNS服务器,不过需要支持DHCPv6,IPv6也给两个端点提供了一个中间地带,如SLP(Service Location Protocol,服务定位协议)协议,这可能使网络管理员的工作变得更加轻松.高带宽多媒体和容错应用是IPv6的第四个主要目标,多媒体应用可以利用多播的优势:可以将一个数据报传输到多个接收者.虽然IPv4也有多播功能,但它们是可选的,不是每个路由器和主机都支持,使用IPv6时,多播是必需的,前面已经提到,IPv6还增加了一种新的服务类型&任播&,与多播类似,任播有一个发送和接收数据包的节点组,当一个数据包发到一个任播组时,只会传输到组中的一个成员,这项新功能特别适合于容错环境,如Web服务器,DNS服务器.
另一方面,在IPv6上架设VPN(虚拟私有网络)是支持QoS的,IPv6支持IPv4相同的QoS功能,包括DiffServ标记,以及新的 20位通信流字段,IPv6的第五个主要目标是VPN.新的IPsec安全协议,ESP(封装安全协议)和AH(身份验证头)是附加到IPv4的,而 IPv6内置了这些协议,这意味着在IPv6世界中建设和部署网络时,保护网络的安全将会变得更加容易.
下面用一张表简单地对比一下IPv4和IPv6,以便加深理解.
IP(Internet Protocol,Internet协议)是互联网的支柱,它已经有近20年的历史,第一个正是发布的规范在RFC 791中只有简短的45页,定义了IP属于网络层协议,1991年,IETF确定了目前我们正在使用的IP协议版本,即IPv4,但现在已经完全停止开发了.新的IP版本叫做IPng(Next Generation,下一代IP协议)或IPv6,这个版本经历了漫长的讨论和反复的修改,1994年IETF终于明确了IPv6的方向,IPv6的主要目的是解决IPv4中存在的问题,IPv6除了具有IPv4具有的功能外,还消除了IPv4的局限性,它们之间既有相同点,又有不同点.当你部署 IPv6时,在IPv4时代学到的知识仍然有用.IPv6和IPv4之间差异主要体现在五个方面:寻址和路由、安全、网络地址翻译、管理工作量和对移动设备的支持.此外,IPv6还包括一个重要的特征:一套从IPv4迁移和过渡到IPv6的计划.
自1994年以来,已经发布了超过30个IPv6的RFC文档.改变IP协议意味着要改动许多上层协议和约定,从DNS和应用程序如何存储IP地址,到数据报如何在以太网、PPP、令牌环、FDDI和其它媒介上发送和路由,再到程序员如何调用网络函数都将会发生一些变化.IETF也不会疯狂到让大家一夜之间全部切换到IPv6,因此IETF也开发了IPv4和IPv6共存的标准和协议,如IPv4隧道里走IPv6,IPv6隧道里走IPv4,在同一个系统上长时间运行IPv4和IPv6(双堆栈),以及在各种环境中混合和匹配这两个协议.
Internet协议v4(IPv4)
Internet协议v4(IPv4)是Internet协议的第四个版本,它是第一个得到广泛部署的版本,和IPv6一起,它们是基于标准的 Internet网络互连方法的核心.IPv4仍然是目前部署最广泛的互联网层协议,IPv4的详细定义可参考IETF发布的RFC 791,它取代了早期定义文档RFC 760.IPv4是一个用于链路层包交换网络的连接协议,如以太网,它以尽力模式运行,因为它不能保证信息能100%传递,也不能保证按正确的顺序传输,更不能避免重复传输.IPv4未包含错误控制和流量控制机制,如果通过数据报头中的校验和方法发现数据被损坏,数据将被抛弃,包括数据完整性在内,均通过上层传输层协议解决,如传输控制协议.IPv4使用32位寻址方法,总共包含个有效地址,IPv4有四种不同的地址类型:A、B、C 和D.
有类别IP寻址
最初,IP地址被分为两部分,地址的高八位代表网络标识符,剩下的地址表示主机标识符,最大可以创建256个网络,人们很快就发现这样设计满足不了需要,为了克服这个限制,对高八位地址进行了重新定义,创建了一套网络类别,这就是后来著名的有类别网络,总共定义了五个类别:A、B、C、D和E,A、 B和C网络标识符长度不一样,剩下的地址部分用于标识主机,这意味着每个不同的网络类型可容纳的主机数目也不一样,D类地址表示多播地址,E类地址是未将来的应用程序保留的(译者注:有了IPv6,它还会被用到吗?).
无类别寻址
无类别寻址有三个基本类别.
子网划分是一组技术,您可以使用这组技术来高效地划分单播地址前缀的地址空间以便在组织网络的子网间进行分配.单播地址前缀的固定部分包括前缀长度和前缀长度之前的位,这些位都具有定义的值.单播地址前缀的可变部分包括前缀长度之后设置为 0 的位.子网划分就是利用单播地址前缀的可变部分来创建更高效的地址前缀(浪费较少的可用地址),分配给组织网络的子网.最初定义 IPv4 的子网划分是为了更好地利用 A 类和 B 类 IPv4 公用网络 ID 的主机位.当您为 IPv4 网络 ID 划分子网时,您会在 IPv4 地址的层次结构中定义一个额外的层次.子网网络 ID 具有&网络 ID/子网 ID/主机 ID&层次结构.在您为网络 ID 划分子网后,每个子网网络 ID 都是一个子网(或具有&网络 ID/主机 ID&层次结构的网络 ID)的新地址前缀.
& 可变长子网掩码(VLSM)
可变长子网掩码(VLSM)是根据子网需要给它分配IP地址资源的一种方法,思科支持的IP路由协议,OSPF、双IS-IS、BGP-4和 EIGRP均支持无类别或VISM路由.历史上,EGP协议依赖于IP地址类型定义和真实交换的网络号(8,16或24位域),而与IP地址(32位号码)无关.RIP和IGRP交换的网络和子网号在32位域中,网络号、子网号和主机号之间的差别是一个约定问题,不用在路由协议中交换,现在用的一些协议要么使用一个前缀长度(地址中的连续位数),要么每个地址带有子网掩码来指出32位域中的哪一部分是需要路由的地址.在思科工程中经常可以见到需要使用可变长子网掩码的例子,在工程建设时通常有多个配置了FDDI和以太网接口的交换机,并做了编号以便每个交换子网可以支持62台主机,实际上,每个子网可能只会连接15-30台物理主机(打印服务器,工作站,文件服务器等),但许多工程也需要ISDN或帧中继供家庭办公用户使用,它们也需要一个单独的子网,这些家庭办公用户通常有一两个路由器和一个X终端或工作站,他们可能还有一台PC或苹果电脑也需要连网,因此,通常需要为他们配置支持6台主机的子网,还有一些用户需要配置支持14台主机的子网,点到点连接通常是不需要编号的.
& 无类别域间路由(CIDR)
使用超网时,靠无类别域间路由是减少路由表条目的数量,1993年左右,第一次引入了无类别域间路由,它的目的也是为了实现超网,超网允许路由聚合,CIDR引入了前缀标记,也叫做CIDR标记,前缀/CIDR标记现在在三种无类别IP寻址情况下使用:划分子网,VLSM/不同规模的子网和 CIDR/超网.
原IP地址类型由CIDR取代,相比之下,基于类型的方案被称为有类别的域间路由.CIDR的主要优势是允许对任意地址空间进行重新分区,因此可以给用户分配更小或更大的地址块,CIDR给Internet赋予了层次感,它将Internet分为国际ISP和国内ISP,然后又进一步细分为区域 ISP,区域ISP又再细分为本地ISP,本地ISP又再分为区,通过CIDR创建的这种分级结构由IANA(Internet Assigned Numbers Authority,互联网地址分配机构)和它的区域互联网注册管理机构(Regional Internet Registries,RIR)监管,管理全球互联网地址的分配,每个RIR维护一个可匿名搜索的WHOIS数据库,提供IP地址分配信息,从这些数据库查询出来的信息在众多根据IP地址进行地理定位的工具中扮演着核心角色,分级路由进一步按地理路由分解,在地理路由中,整个地址又被分成多个块,例如,一个块表示美国,一个块表示欧洲,一个表示中东,一个表示亚洲等等.
IPv4的局限性
从上世纪80年代开始,人们就意识到IPv4的地址即将耗尽,这是当初设计时未曾预料到的,这也是引入 有类别网络,创建CIDR寻址的驱动因素,尽管采取了这些措施,IPv4地址的消耗速度仍然让人惊讶,目前有两种较权威的估计,一种预测是2010年,也就是今年,IPv4地址将被用光,另一种预测是2012年才会用光.IPv4地址的耗尽主要原因是Internet用户,使用Internet连接的移动设备,以及连接Internet的ADSLmodem或有线modem的爆炸式增长,迫使我们开发和采用IPv6作为替代解决方案.
Internet协议v6(IPv6)
IPv6也就是著名的IPng,即所谓的下一代IP协议,它是被广泛使用的第二个Internet协议版本,它的设计目标是将IPv4逐渐过渡到IPv6,而不是一下子全部消灭掉IPv4,因此保留了IPv4的兼容性,从IPv4到IPv6的主要变化是:
▶扩展了路由和寻址能力:IPv6将IP地址规模从32位扩大到了128位,支持更多层次的寻址水平,更大的可寻址节点数,以及更简单的地址自动配置;
▶通过给多播地址增加一个&范围&域,多播路由的可扩展性得到了改进;
▶定义了一种新地址类型,叫做&任播地址&,它可以识别节点集,发送到任播地址的数据包可以传递给其中任一节点,在IPv6源路由中使用任播地址允许节点控制通信流的路径;
▶简化了报头格式:有些IPv4报头字段被删除或称为可选部分,减少数据包处理成本,让IPv6报头的带宽成本尽可能低.虽然IPv6地址长度是IPv4的4倍,但IPv6报文的头部长度只有IPv4报文头部长度的2倍;
▶改进了对可选项的支持:改进后IP头可选项经过编码后可更有效地进行转发,对可选项的长度限制也更宽松,为今后引入新的可选项提供了极好的灵活性;
▶服务质量(QoS)功能:增加了数据包标记功能,通过标记知道数据包属于哪个特定的通信流;
▶身份验证和隐私保护能力:IPv6包含了提供身份验证,数据完整性和保密等扩展的定义,虽然是扩展,但它们属于IPv6的基础组件;
▶IPv6由两部分组成,基础的IPv6报头和IPv6扩展头.
IPv6的优点
有了巨大的地址空间后,ISP有足够的IP地址分配给客户,甚至每个设备都可以拥有自己的IPv6地址.NAT(网络地址转换)已成为处理IP地址短缺得力的技术,但遗憾的是,许多Internet应用程序在NAT下都不能正常工作,如NFS,DNS和集团会议应有,此外,NAT也是企业对企业直接网络连接的障碍,需要进行复杂的地址转换才能让通信变得可靠,但它的扩展性很差,很容易出现单点故障,显得非常脆弱.
IPv6地址空间扩展的目标之一是让NAT技术边缘化,改善网络的连通性、可靠性和灵活性.IPv6在Internet上重新建立透明的端到端通信,由于IPv6地址长度较长,显得比较笨重,很多人看到那一长串地址都会头晕.IPv6的第二个主要目标是减少人们管理和配置系统的时间,因为IPv6 可以执行无状态自动配置,结合LAN MAC地址,加上网络路由器提供的前缀(不需要DHCP),可以确保创建一个唯一的IP地址.
当然,DHCP仍然有它的用处,如DNS服务器,不过需要支持DHCPv6,IPv6也给两个端点提供了一个中间地带,如SLP(Service Location Protocol,服务定位协议)协议,这可能使网络管理员的工作变得更加轻松.高带宽多媒体和容错应用是IPv6的第四个主要目标,多媒体应用可以利用多播的优势:可以将一个数据报传输到多个接收者.虽然IPv4也有多播功能,但它们是可选的,不是每个路由器和主机都支持,使用IPv6时,多播是必需的,前面已经提到,IPv6还增加了一种新的服务类型&任播&,与多播类似,任播有一个发送和接收数据包的节点组,当一个数据包发到一个任播组时,只会传输到组中的一个成员,这项新功能特别适合于容错环境,如Web服务器,DNS服务器.
另一方面,在IPv6上架设VPN(虚拟私有网络)是支持QoS的,IPv6支持IPv4相同的QoS功能,包括DiffServ标记,以及新的 20位通信流字段,IPv6的第五个主要目标是VPN.新的IPsec安全协议,ESP(封装安全协议)和AH(身份验证头)是附加到IPv4的,而 IPv6内置了这些协议,这意味着在IPv6世界中建设和部署网络时,保护网络的安全将会变得更加容易.
下面用一张表简单地对比一下IPv4和IPv6,以便加深理解.
表1 IPv4与IPv6的对比
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