IPv4 协议中的 NAT 协议和 CIDR 协议

背景:

  IPv4 地址长度 32 位,每个主机和路由器都一个 32 位的全球唯一标识符,即 IPv4 地址,如 192.168.10.1。

  传统 IPv4 地址是分类的,分为 A B C D E 五类,每个 IP地址分为网络号和主机号两部分

  网络号唯一标识一个网络,主机号标识主机,主机号在它所属的网络中是唯一的,但主机号在多个网络中可以相同。

  IPv4 地址显著特点:

    1. IP 地址管理机构在分配 IP 地址时,只分配网络号,而主机号由单位自行划分。

    2. 路由器是根据 IP 地址的网络号进行分组转发(不考虑主机号),选择某个网络,减小了路由表空间。

    3. IP 地址是表示一台主机(路由器)和一条链路的接口,一个路由器连接多个网络,路由器每个端口都有一个 IP 地址,因此它至少有两个 IP 地址

    4. 同一个网络中的主机 IP 地址网络号必相同,主机号必不同

    

IPv4 地址耗尽问题的解决方案:

  1. NAT 网络地址转换协议,实现一对多的映射关系,即一个公网 IP 地址可供多个私网 IP 地址使用,逻辑上扩充 IP 地址数量,

   同时可以隐藏内网结构,降低网络受攻击的风险。

  2. CIDR 无分类域间路由协议

    1. 消除传统 A B C 类网络地址划分,使用网络前缀代替子网划分的概念,IP 地址 = { 网络前缀, 主机号 },如: 201.10.20.3/20。

    2. 网络前缀(相当于子网网络号)相同的连续 IP 地址组成 CIDR 地址块(更大的一个网络),称为路由聚合或构成超网,

      使得一个 CIDR 地址块可以表示多个地址,减少路由表项,提高网络性能。

         比如网络1: 201.1.0.0/17 和网络2: 201.1.128.1/17 构成地址块:201.1.0.0/17,此时路由器只有一个表项了。

       3. 最长前缀匹配原则,查找路由表时,可能有多个匹配结果(网络前缀,下一条地址),此时选择网络前缀最长的表项,

     它的地址块最小,因而路由最具体。

  

    

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