IP地址扩展 - 第五章IP数据报的选路.ppt

IP地址扩展 引言 本章研究IP编址方法的5种扩展形式，他们都允许多个物理网络共享同一IP网络前缀：透明路由器、代理ARP(proxy ARP)、标准IP子网、匿名点到点网络、无类型编址（超网编址）。 本章讨论每种地址扩展的动机，并描述其所需的基本机制。 相关情况的回顾 最初的IP编址方法中，每个物理网络都分配到一个唯一的网络地址；网络上每个主机的地址都用网络地址作为前缀。 如：A类8bits，B16bits，C24bits。 把IP地址分成两部分的主要好处是使路由器的选路表不致太大。 只要修改对其他网点是不可见的，每个网点都具有修改地址和路由的自由。也就是说，在网点内部可以不按常规方法分配和使用IP地址，只要： 网点上的所有主机和路由器都同意遵从网点的编址方法； Internet的其它网点可以把地址作为一个网络前缀和一个主机后缀来对待。 使网络数目最小 由于Internet的迅猛增长，每过9到15个月，它的大小就翻了一番。 (1).仅为管理网络地址就需要巨大的管理开销； (2).路由器中的选路表急剧膨胀； (3).地址空间最终将用完。 为了减少使用的地址数目，必须避免分配网络前缀，并且同一网络前缀应该由多个物理网络共享。修改选路过程，而且所有连到受影响网络上的机器也必须理解使用的约定。 透明路由器 基于这样一种观察：分配了A类IP地址的网络可以通过下图所示的技巧进行扩展。 安排一个物理网络（通常是广域网）通过一个主机端口多路复用几个主机连接。 如上图，一个特殊目的的路由器T，把广域网上的一个主机端口连到某个局域网上。 T称为透明路由器，因为广域网上的其它主机和路由器不知道它的存在。 局域网并没有自己的IP前缀，连到该网络的主机的地址分配方式就像直接连到广域网上时一样。 透明路由器通过把从广域网来的数据报发送到适当的主机（例如，使用地址表），对数据报进行了多路分解。透明路由器也接收从局域网主机来的数据报，并通过广域网将其路由到目的地。 为了使多路分解更高效，透明路由器通常把IP地址分成多个部分，并把信息编码到未用部分中。 例如，ARPANET（10.0.0.0），把任何形式的10.p.u.i的4个8位组看作：10－网络，p－目的psn （分组交换结点packet switch node,PSN）上的一个端口，i－目的psn。 10.2.5.37和10.2.9.37都指PSN37上的主机2。连到端口2上的透明路由器用u来分用数据报。 与传统路由器相比，透明路由器的优点： 局域网不需要独立的IP前缀，只要求较少的网络地址； 支持负载均衡。连到同一个局域网的两个透明路由器，可以分配到该网络上的主机的通信量。相比而言，传统路由器只为给定网络通告一个路由。 缺点： 只能适用于有大量地址空间可供选择主机地址的网络。因此，最适用于A类网络，对C类网络不太适合。 不能提供与标准传统路由器完全一样的服务。而且，透明路由器不能完全参与ICMP或类似SNMP这样的网络管理协议。因此，他们不返回ICMP应答请求（不能简单的ping一个透明路由器来决定它是否在运行）。 代理ARP （proxy ARP） 又称：混杂ARP（promiscuous ARP），ARP切割（ARP hark）。 该技术仅仅适用于使用ARP把互联网地址绑定到物理地址的网络。 代理ARP技术允许一个网络地址由两个物理网络共享。路由器R给出它的硬件地址，回答每个网络对其他网络上的主机的ARP请求，然后当数据报到达时正确地路由它们。实质上，R隐藏了关于IP到物理地址的绑定。 * * 广域网 T H1 H2 H3 H4 H1 H2 H3 H4 H5 R 主网络 隐藏的网络 运行代理ARP的路由器 * *