路由器原理(三)

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路由器                三、 IP 地址               　　在可路由的网络层协议中，协议地址必须含有两部分信息：网络地址和主机地址。存贮这种信息最明显的方法是用两个分离的域，这样我们必须考虑到两个域的最大长度，有些协议 ( 如 IPX) 就是这样的，它在小型和中型的网络里可以工作的很好。               　　另一种方案是减少主机地址域的长度，如 24 位网络地址、 8 位主机地址，这样就有了较多的网段，但每个网段内的主机数目很少。这样一来，对于多于 256 个主机的网络，就必须分配多个网段，其题目是很多的网络给路由器造成了难以忍受的负担。               IP 把网络地址和主机地址一起包装在一个 32 位的域里，有时主机地址部分很短，有时很长，这样可以有效利用地址空间，减少 IP 地址的长度，并且网络数目不算多。有两种将主机地址分离出来的方法：基于类的地址和无种别的地址。               1 、主机和网关               　　主机和网关的区别常产生混淆，这是由于主机意义的转变。在 RFC 中 (1122/3 和 1009) 中定义为：               主机是连接到一个或多个网络的设备，它可以向任何一个网络发送和从其接收数据，但它从不把数据从一个网络传向另一个。               网关是连接到多于一个网络的设备，它选择性的把数据从一个网络转发到其它网络。               　　换句话说，过去主机和网关的概念被人工地区分开来，那时计算机没有足够的能力同时用作主机和网关。主机是用户工作的计算机，或是文件服务器等。现代的计算机的能力足以同时担当这两种角色，因此，现代的主机定义应该如此：               主机是连接到一个或多个网络的设备，它可以向任何一个网络发送和从其接收数据。它也可以作为网关，但这不是其唯一的目的。               　　路由器是专用的网关，其硬件经过特殊的设计使其能以极小的延迟转发大量的数据。然而，网关也可以是有多个网卡的标准的计算机，其操纵系统的网络层有能力转发数据。由于专用的路由硬件较便宜，计算机用作网关已经很少见了，在只有一个拨号连接的小站点里，还可能使用计算机作为非专用的网关。               2 、基于类的地址               　　最初设计 IP 时，地址根据第一个字节被分成几类：               0: 保存               1-126: A 类 ( 网络地址 :1 字节，主机地址 :3 字节 )               127: 保存               128-191: B 类 ( 网络地址 :2 字节，主机地址 :2 字节 )               192-223: C 类 ( 网络地址 :3 字节，主机地址 :1 字节 )               224-255: 保存               3 、子网划分               　　固然基于类的地址系统对因特网服务提供商来说工作得很好，但它不能在一个网络内部做任何路由，其目的是使用第二层 ( 桥接 / 交换 ) 来导引网络中的数据。在大型的 A 类网络中，这就成了个特殊的题目，由于在大型网络中仅使用桥接 / 交换使其非常难以治理。在逻辑上其解决办法是把大网络分割成若干小的网络，但在基于类的地址系统中这是不可能的。为了解决这个题目，出现了一个新的域：子网掩码。子网掩码指出地址中哪些部分是网络地址，哪些是主机地址。在子网掩码中，二进制 1 表示网络地址位，二进制 0 表示主机地址位。传统的各类地址的子网掩码为：               A 类： 255.0.0.0               B 类： 255.255.0.0               C 类： 255.255.255.0               　　假如想把一个 B 类网络的地址用作 C 类大小的地址，可以使用掩码 255.255.255.0 。               　　用较长的子网掩码把一个网络分成多个网络就叫做划分子网。要留意的是，一些旧软件不支持子网，由于它们不理解子网掩码。例如 UNIX 的 routed 路由守护进程通常使用的路由协议是版本 1 的 RIP ，它是在子网掩码出现前设计的。               　　上面只先容了三种子网掩码： 255.0.0.0 、 255.255.0.0 和 255.255.255.0 ，它们是字节对齐的子网掩码。但是也可以在字节中间对其进行划分，这里不进行具体讲解，请参照相关的 TCP/IP 书籍。               　　子网使我们可以拥有新的规模的网络，包括很小的用于点到点连接的网络（如掩码 255.255.255.252 ， 30 位的网络地址， 2 位的主机地址：两个主机的子网），或中型网络（如掩码 255.255.240.0 ， 20 位网络地址， 12 位主机地址： 4094 个主机的子网）。               　　留意 DNS 被设计为只答应字节对齐的 IP 网络 ( 在 in-addr.arpa. 域中 ) 。               4 、超网 (supernetting)               　　超网是与子网类似的概念 --IP 地址根据子网掩码被分为独立的网络地址和主机地址。但是，与子网把大网络分成若干小网络相反，它是把一些小网络组合成一个大网络 -- 超网。               　　假设现在有 16 个 C 类网络，从 201.66.32.0 到 201.66.47.0 ，它们可以用子网掩码 255.255.240.0 同一表示为网络 201.66.32.0 。但是，并不是任意的地址组都可以这样做，例如 16 个 C 类网络 2      1/2 12下一页尾页