NAT和DHCP协议教案节.ppt

* 第2.1节 网络地址转换(NAT) 2.1.2 网络地址转换基本原理 2.1.3 网络端口地址转换（NAPT） 2.1.1 NAT概述 2.1.4 NAT技术总结 （教材23.15-19） 第2.1节：重点与难点 重点理解和掌握： 1、因特网地址分配现状和解决地址问题思想。 2、NAT技术的工作原理 3、结合端口的NAT技术和应用 主要了解： 1、因特网怎样解决对内网地址的访问 2、利用NAPT技术实现服务器访问的负载均衡 3、NAT和CIDR解决IPV4地址空间不足的问题 网络接口层 IP (RIP OSFP BGP) HTTP, FTP, SMTP,RTP等 TCP 网际层 运输层 UDP 应用层 ICMP IGMP ARP/ RARP 物理层 NAT DNS, SNMP BOOTP/DHCP 基础协议体系 基础协议体系 支持协议/技术 应用层协议 提问1：ARP协议作用，基本原理；RARP主要用在哪里？ 提问2：ICMP分为哪两大部分，基本作用，如果没有怎样。 提问3：IGMP实现什么样的通信，基本原理思想。 提问2：ARP协议起作用，基本原理；RARP主要用在哪里？ 因特网基础协议复习 提问1：因特网基础协议体系主要组成？ 提问3：ICMP分为哪两大部分，各部分的基本作用，如果没有会怎样。 提问4：IGMP实现什么样的通信，基本原理思想。 2.1.1 网络地址转换概述 IP地址危机：当Internet迅速发展，但IPv4地址大多数被美国机构垄断，目前可申请的地址空间越来越不够用，2011年2月4号初，IANA分配了最后5个IPv4地址，2011全部耗尽。（实际时间不一致的） ◆ 任何两台PC通信都需要唯一标设地址。 ◆ 因特网IPV4：近43亿个IP地址（实际？） ◆ 目前，递增速度：2亿-3亿/每年 A类： – 55 B类： – 55 C类： – 55 实际IPV4地址空间远没有理论值多？ A、B类地址浪费，组播和管理地址占有等原因。 互联网编号分配机构2011.2.4在美国的迈阿密发布：最后五个IPv4地址分配出去，而美国大概还有1600万的地址，亚太地区将会成为IP地址最早耗尽的地区，大概只够支撑未来几个月内的使用；而欧洲、中东、俄罗斯地区的地址现在情况还比较富裕，但是也只够未来一年的使用量；相比起来因为非洲和拉丁美洲互联网发展的速度稍微缓慢，所以当地的IP地址应该还够未来几年的需求。 我国面临IP地址“供需缺口”更为严峻。CNNIC截至2009年底，我国IPv4地址总量已达2.32亿个，年增长率高达27%。　 CNNIC报告中分析认为，3G移动互联网发展，对IP地址巨大需求。未来5年中，移动互联网的IP地址的需求预计达到5亿至9亿个。 物联网发展，传感器网络、数字家庭、手机……等联网都需要IP地址。 解决办法： ◆ IPV6（128BIT） ◆ 网络地址转换技术 （94年提出） （NAT：Network address Translation） ◆可变长子网掩码（VLSM） ◆无类域间路由（CIDR） 解决IPv4因特网地址不足问题，是IPv4因特网必须克服的最大问题之一，但因特网在完善中成长。 NAT目前是解决IPv4地址短缺、被广泛使用的主要方法， IPv6面临的困境（参见教材）…… IPV6困境： 1、网络投资收益，2、应用适应性，3、过渡复杂性等 路由器 NAT设备 PC1 PC2 PC3 Inside Network Internet 2.1.2 网络地址转换基本原理 内网（企业网、校园网、政府网等）域使用私有地址空间，减少因特网地址占用；因特网（外网）使用因特网地址路由定位；在内外网边界上进行NAT转换。 因特网地址空间 私有地址空间 Server 全局地址 因特网全局地址和私有地址 地址块 描 述 -55（或记10/8) A类私有地址块 -55(或记169.254/16) B类私有地址块 -55(或记172.16/12) 16个连续B类地址块 -55(或记192.168/16) 256个连续C类地址块 为了防止可能的地址冲突（为什么可能存在？）， IETF规定了一批只能在专网内部使用的专门地址空间—私有地址；因特网路由器只对因特网全局地址进行路由，不对私有地址进行路由。 IETF根据RFC1918定义的私有地址 因特网公有IP地址和私有IP地址重复吗？ 网络地址转换举例（PC1内外通信）