IP定址技術簡介

2022-09-13 10:06:08 字數 2826 閱讀 6311

2023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網際網路會成為世界 最大的資料網呢。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 向網際網路。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的定址過 程。

mac位址(位於資料鏈路層)

介質訪問控制(media access control)位址一般位於網絡卡中,用於標識網路裝置,控制 對網路介質的訪問。例如,網路裝置要訪問傳輸電纜(網線,位於物理層),必須具備一 個mac位址,傳送的資料要到達目的地,必須知道目的地的mac位址。因為乙個網絡卡具有 唯一的mac位址,所以又叫做實體地址。

網路位址(位於網路層)

因為乙個網路位址可以根據邏輯分配給任意乙個網路裝置,所以又叫邏輯位址。網路地 址通常可分成網路號和主機號兩部分,用於標識網路和該網路中的裝置。採用不同網路 層協議,網路位址的描述是不同的,如ipx,以pad.0134.02d3.es50為例,pad為網路號 ,而0134.02d3.es50是標識該網路中裝置的主機號。ip協議則用32位二進位制來表示網路 位址,一般就叫做ip位址。mac位址用於網路通訊,網路位址是用於確定網路裝置位置 的邏輯位址。

ip位址

為了適應不同大小的網路需求,所有的ip位址被分為不同的類別―class a、b、c,這 就是有類ip位址。可用ip位址的前三位做區分。在計算網路支援的主機數時要減2,是 因為全0的主機號用於標識該網路,全1的主機號是該網路的廣播位址。廣播位址用於標 識網路的所有主機,資料發向廣播位址就相當於向全網路主機廣播。

或者以網路掩碼(netmask)作區分。網路掩碼和ip一樣也是32位二進位制數,把網路掩碼 和ip位址邏輯與得出的結果就是主機號。

有類ip位址(class ip)的侷限

網路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位址,但是將 ip位址分類的方法,理想化地把網路分為千萬級、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,用於維持網路間通訊的路由器路由資訊的不斷增長, 最終將導致路由器無法負荷,只能將部分站點的路由資訊丟棄,造成不能訪問。

保留位址

在internet中有部分ip位址是保留作內部網路使用的。採用保留位址,每個區域網都可 以為內部網路的眾多主機分配乙個ip位址。通過nat位址轉換,在訪問外部網路時將保 留位址轉為真實位址,能夠滿足內部網路採用tcp/ip協議的同時,也保持了internet上 的位址唯一性。

如果內部網路不連入internet的話,實際上是可以使用任何一類位址。否則必須保證連 通網路的位址唯一性。

子網化(subnetting)

把乙個網路再細分成數個小網,就叫子網化。假設一家公司有乙個b類位址130.5.0.0, 可是需要為各地的分公司分別建立網路。130.5是其網路號,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一 個子網。

子網化是一種解決ip位址緊張的方案。此外,子網化還可以防止路由資訊的無限制增 長。由於同一網路不同子網的網路號是一致的,所以internet路由器到各個子網的路由 是一致的。

子網化的另乙個好處就是無論該網路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資訊。

如前所述ip是用於定址的,所以子網在此就相當於分級定址。先由internet路由器根據 網路號定位到目的網路,再由內部的路由器根據擴充套件網路號進一步定位到目的網路中的 子網路。

路由器與路由協議

路由協議分為內部閘道器協議igp和外部閘道器協議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 個路由表的資訊,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 器交流鏈路狀態資訊,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,因為不能跨主網路交流掩碼,所以必須連續定址且要求同一 個主網路只能用乙個網路掩碼。對於大小不同的子網,只能按最大子網的要求設定子網 掩碼,造成了浪費。尤其是連線路由器的網路,明明只需要兩個ip位址,分配的位址卻 和最大的子網一樣。

無類別路由協議的提出為vlsm的實施提供了可能。對同乙個主網路採用不同的子網掩碼 ,能節省大量的位址空間,允許非連續定址則使網路的規劃更靈活。

路由彙總(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,增加查詢的時間,而且加 大了資料處理**的過程。

路由彙總要求位址連續(是萬用字元掩碼的要求,只有萬用字元掩碼才能用一條路由標識多 個網路,實現路由彙總),減少了路由表的條目;在位址連續下,路由器可以根據ip地 址的前幾位決定將資料發向目的地,以加快路由**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乙個路由模組,利用交換機的高速背板路由模組和 其它的交換模組高速交換資料。在這種情況下,當a主機要向b主機傳送資料時,a將b的 ip位址和自己的相比較。如果確認b與a是同乙個子網,a將傳送乙個廣播arp,b返回其 mac位址;於是a用mac封裝資料後,發向交換機,交換機通過查詢mac與埠對應表將數 據發向b主機的埠。如果a與b不在同一子網,a向預先設定的預設閘道器(就是路由模組) 傳送arp請求。路由模組查詢是否在以往的交換中已儲存有b主機的mac位址,有則返回 給a主機,否則對b所在子網廣播arp,將獲得的mac儲存再發回給a。以後a要再傳送資料 給b,就不用通過路由模組,直接的mac封裝,使子網間的資料交換速度和同一子網的相 差無幾。

為了解決ip位址日愈緊張的情況,ipv6新一代的ip位址規範已經推出,通過將ipv4的32 位二進碼公升級到ipv6的128位,位址緊張的情況將一去不復返。    

IP協議相關技術簡介

第一,很少有人直接記憶ip位址,而是使用web 的位址或者電子郵件的位址進行通訊。第二,在資料鏈路層也不使用ip位址通訊,在乙太網的情況下只使用mac位址傳輸資料報,實際上將眾多ip資料報在網路上進行傳送的就是資料鏈路本身,因此,必須要了解mac位址。為了解決ip位址不便記憶的問題,tcp ip世界...

IP定址概述

ip定址幫助實現了ip的主要功能 在網際網路中傳遞資料報文,因此在ip協議中佔據著重要的位置。儘管最初的ip定址機制非常簡單,但是隨著時間的推移,這個機制不斷發生改變以滿足不同的網路需求,因此也越來越複雜。為了便於講解這些定址方式,首先需要理解ip定址的一些基本原理。當然,上述功能有幾個地方是需要解...

IP定址故障排除

問題 主機不能連到遠端網路的伺服器,推薦使用的幾個步驟 ping 127.0.0.1,如有問題,屬tcp ip ping 本主機ip位址,如有問題,屬網絡卡 ping 預設閘道器,如有問題,屬本地網路 1 3步成功,ping遠端伺服器 例 202.108.22.5 如正常,則本地主機可與遠端伺服器間...