下 网络协议与标准( 六 )


假设有一个这样的案例:一个组织有几个相对大的子网,每个子网包括了25台左右的计算机;而又有一些相对较小的子网,每个子网大概只有几台计算机 。这种情况下,假如我们采用了子网连网的策略,可以将一个C类地址分成6个子网(每个子网可以包含30台计算机),这样解决了很大的问题 。但是出现了一个新的情况,那就是大的子网基本上完全利用了IP地址范围,但是小的子网却造成了许多IP地址的浪费 。
为了解决这个新的难题,避免任何的可能避免的IP浪费,就出现了答应应用不同大小的子网掩码来对IP地址空间进行子网划分的解决方案 。这种新的方案就叫作可变长子网掩码VLSM 。
VLSM用一个十分直观的方法来表示,那就是在IP地址后面加上“/网络号及子网络号编址比特数”来表示 。例如:193.168.125.0/27,就表示前27位表示网络号 。
6) Ipv6
现在的IP协议的版本号为4,所以也称之为Ipv4 。它已经有了20年漫长的历史,为计算机网络互联作出了巨大的贡献 。然而,互联网以人们不可想象的速度在膨胀,Ipv4不论从地址空间上,还是协议的可用性上都无法满足互联网的新要求 。这样一个新的IP协议开始孕育而生,这个新版本IP协议,早先被称为IPng,现在一般被叫作Ipv6 。
Ipv6的设计要点在于克服Ipv4的地址短缺,无法适应对时间敏感的通信等缺点 。值得一说的是,Ipv6将原来的32比特地址扩展成为128位地址,彻底解决了地址缺乏的问题 。然而,由于Ipv4的广泛使用,而且充当在重要的角色,一下子升级成新的协议是不大现实的,加上现在也出现了许多在Ipv4上的改良技术,也使用Ipv4能够应付现在的大部分网络互联要求 。当然,随着时间的推移,新一代的IP协议将取代现有的Ipv4,为网络互联提供一个更稳定、更优秀的协议平台 。
2. ARP地址解析协议
IP地址是由人为指定的,它并没有与硬件在物理上一对一联系起来 。那么,如何将IP地址与硬件联系起来呢?我们都知道,每一台PC或每一个终端都有一个硬件地址(根据网络类型的不同而不同),只要我们用一种规则将IP地址与硬件地址相对应起来,而在数据链路层的一些设备已经具备使用一个特定的硬件地址进行通信的能力,那么IP地址也就与每一个通信实体一对一联系起来了 。
我们将一台计算机的IP地址映射成相对应的硬件地址的过程叫地址解析(address resolution),相应地,这个解析过程的规范被称为地址解析协议(ARP,Address Resolution Protocol) 。
在将协议地址(比如IP协议的地址——IP地址)翻译成硬件地址时,使用什么算法呢?不同的协议将采用不同的算法和方案 。例如,将IP地址解析成以太网地址的方法与将IP地址解析为ATM地址的方法是不同 。大致上可以使用以下三种算法:
1) 查表法(Table lookup) 。将地址映射关系存在一个特定的表里,到时用查表的方法来实现地址间的转换;
2) 相近形式计算(Close-form computation) 。在分配IP地址时就认真的根据情况挑选,使得每个网络节点的硬件地址可以由它的IP地址通过特定的布尔函数或数学函数计算得到;
3) 消息交换法(Message exchange) 。网络各节点通过网络交换消息来完成地址解析,当一个节点发出地址解析请求消息后,同相对应的节点就发送一个带有硬件地址的回应消息 。
这三种方法各具特色,下表总结了它们的特点:
特点 查表法 相近形式计算法 消息交换法
适用于任何硬件 ?
地址变化影响所有主机 ?
协议地址不依靠于硬件地址 ??br />硬件地址必须小于协议地址 ?
协议地址由硬件地址决定 ?

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