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下载 第3章 IPv4 的问题 本章主要讨论 I P v 4 中存在的问题。虽然 I P v 4 已经取得了令人难以置信的成功，但是仍有 一些值得改进的地方。其中最显眼和最值得注意的可改进之处在于其地址空间的大小。其他 议题与性能及I P头字段的设计和使用相关。本章还将讨论安全性、性能和管理控制等议题。 3.1 修改还是替换 考虑到 I P v 4存在的时间，它确实工作得不错。那为什么还要用其他的东西来替换它呢？ 毕竟如果把 I P v 4 替换掉的话，网络中的所有系统均需要升级。升级到必威体育精装版的微软 Wi n d o w s 易 如闲庭信步，但 I P v 4 的升级对于大型组织来说，简直就是一场恶梦。我们讨论的网络可能包 括十亿甚至更多的遍布全球的系统，上面运行着不知道多少种不同版本的 T C P / I P连网软件、 操作系统和硬件平台。要求对其中所有系统同时进行升级是不可想象的。 那么有没有办法可以避免 I P 升级可能带来的纷乱和不幸呢？答案是也许有，也许没有。 这取决于对新协议的需求程度。换句话说，如果协议的唯一问题仅仅在于地址的匮乏，通过 使用诸如后面所讨论的划分子网、网络地址翻译或无类域内选路等现有工具和技术，也许可 以使该协议在相当长的时间内仍可继续工作。但是，这种权宜之计不可能长期有效，实际上， 这些技术已经使用了很多年，如果不实现对 I P 的升级，它们最终将阻碍未来 I n t e r n e t 的发展， 因为它们限制了可连接的网络数和主机数。 本章还将讨论 I P v 4 的其他问题，除了地址缺乏的问题外，还包括更普遍的扩展性问题、 管理问题、选路困难、服务的改进和服务质量特性的交付以及安全性问题。 最后，拥有多年 I P v 4 工作经验的工程师们作出的决定是替换而不是修补 I P v 4 。我们知道 I P v 4 中哪些工作良好，哪些只是可以工作，哪些可以工作得更好。现在的情形不是用未知量 来取代已知量。 I P v 6 的设计者们将这个新协议建立在 I P v 4 的基础上，沿用I P v 4工作良好的部 分，改进可以工作的部分，去掉影响性能和功能的部分，另外还增加了当前特别需要的功能。 本节的其余部分讨论目前用于解决 I P v 4缺点的一些方法，然后讨论 I P v 4 向I P v 6升级的协议 过渡的含义。 协议的补丁和扩展 I P v 4面临的最紧迫的问题是地址空间的大小问题，主要研究方向也定位在如何减少地址 空间的浪费并提高使用效率上。其他议题，包括选路、网络管理、配置及 I P v 4扩展选项有时 也与地址空间有关。 1. IPv4选路 在互联网或内联网上传输的 I P v 4包必须从一个网络选路到另一个网络以到达其目的地。 选路协议可以使用动态机制来确定路由，但是所有选路最终依赖于某个路由器查看不同路由 的列表并确定正确的路由。选路表包含网络的列表和连接到这些网络的接口的列表。路由器 查看包，确定包所在的网络 (或该网络可能在的网络) ，然后把包发送到适当的网络接口。 第3章 I P v 4 的问题 2 1 下载 现在的关键问题在于路由表的长度将随着网络数量的增加而变长。而路由表越长，路由 器在表中查询正确路由的时间就越长。如果只需要了解 1 0个、1 0 0个或1 0 0 0个网络，这不是问 题。但是对诸如现在的 I n t e r n e t ，拥有大量的网络，在骨干路由器上通常携带超过 11万个不同 网络地址的显式路由，此时选路变成了一场恶梦。 选路议题影响到性能，它对互联网增长的影响远比地址空间的匮乏更紧迫。 I P v 4 地址可 能在5年内使用殆尽，但如果不使用分级寻址来集聚和简化选路， I n t e r n e t 的性能可能在最近甚 至现在就变得不可接受。 2. 划分子网 对子网的合理使用将增加地址使用的效率，但它对于效率的改进是有限的。如果想了解 原因的话，先考虑原来的网络地址分配方式：一个机构可以申请到一个 A 、B 或C类地址。如 果能够