网络层：数据平面

网络中每个主机和路由器都有一个网络层组件。

网络层分为两个相互关联的部分:数据平面和控制平面。

• 网络层数据平面：
  每个路由器的网络层功能决定了数据报告(网络层)如何到达路由器输入连接之一,并发送到路由器输出链接之一。

  常规IP转发意味着根据数据报告发送目的地地址。
  普遍传播:在数据报告第一节中,可以利用许多领域的数值进行再传播和其他行动。

• 网络层控制平面：
  即网络范围逻辑、控制飞机功能控制数据报告,以及从源主机到目的地主机的端到端路径,都由路由路由器跟踪。
  路由选择算法。
  OSOSF/BGP路线选择协议就是例子。

软件定义网络(软件软件定义网络,SDN)将数据平面与控制平面明确区分开来,使用这些控制平面能力作为单独的服务。

网络层概述

下图描述了一个基本网络。

其中有两个H1、H2宿主,在它们之间的路途上有许多路由器。
如果H1向H2发送了信息,H1中的网络层从H1运输层获得一个条目,将每个条目密封在一份数据单中,然后将其发送到邻近路由器R1传输的H1向H2发送了信息,H1中的网络层从H1运输层获得一个条目,将每个条目密封在一份数据单中,然后将其发送到邻近路由器R1。

接收方主机H2的网络水平从附近的路由器R2获得数据报告,清除运输层,提供至H2层。

每个路由器的数据平面的主要任务是从输入连接到输出连接发送数据报告。
控制代码的主要任务是组织这些本地无线再传输,以便数据公告最终在源与目的地主机之间的线路上进行端对端传输。

路由器仅包括网络层/数据链接层/物理层协议部分。

数据平面和控制控制飞机转运和选择路线

网络表面相对简单,将群体从发送者运送到接收者。

有两个关键的网络水平必须加以利用:

• 转发
  当一个组进入路由器并到达输入链接时,路由器必须将该组传送到适当的输出链接。
• 路由选择
  网络层指定了各组在从发件人向接收方移动时所采取的路线或方向。
  用于计算路径的机制被称为路线选择(路线算法) 。

将该组从输入-链接接口移动到适当的输出-链接接口的路由器的本地活动称为转发(向前推进)。
由于传播的时间尺度很小(通常为Xanasings),通常通过硬件完成。

确定专家组从来源到目的地的端到端路径的过程被称为选择路线(路线)。
选择路线的时间长得多(往往只有几秒钟),因此往往由软件完成。

任何网络路由器的最重要方面之一是其出版。
路由器在组开始时查找一个或多个字段值,并利用这些初始值在其转发表格中将其索引,即如何发送这些组。
这些数值与重新公布的物品中记录的数值相对应,表明路由器输出链接界面,该界面将重新发送该组。

一. 典型的飞机控制方式

如图4-2所示,路由器选择算法决定列入路由器重新出版的材料。
每个路由器都采用路线选择方法,包括中继器和路线选择特点。

为了确定其转写值,一个路由器的路线选择算法与其他路由器的路线选择算法相连。

通过与路线协议进行交易,您可以选择一条消息。选择含有信息的路径!

二. SDN 控制飞机的方法

图4-2中为提供路线选择功能提出的机制是路由器在其产品中所使用的标准方法,图4-2中为提供路线选择功能而提出的标准方法,是路由器在其产品中使用的标准方法。

每个路由器都设有一个路由器,将交通引向另一个路由器,还有选择通信部件的路由器。

图4-3显示了一种与路由器实际隔离的另一种方式,即远程控制器计算并分发每个路由器的转印件。

图4-3显示如何通过选择函数将控制平面路由器与物理路由器隔离开来,即路由器选择仅执行再传输的设备,而远程控制器则计算和分发传输。
远程控制器可在远程数据中心提供高度可靠性和冗余性,可由ISP或第三方管理。

路由器和远程控制器通过交换信息进行通信,包括路由选择和转录信息。
图4-3中的控制平面方法囊括了软件网络的核心(软件软件定义网络,SDN),因为计算转换和与路由器通信的控制装置是用软件实施的,因此使网络“软件定义”。

网络服务模型

网络服务模式规定了终端系统组合的端到端运输特性。

审查可能提供的一些网络一级的服务,这些服务可包括:

• 确保交付
  服务保障到达目的地。
• 确保在时间限制下交付
  服务不仅保证集束交付,而且延迟了某一主机在主机上时在主机范围内的分配。
• 有序分组交付
  集群按其发送的顺序到达目的地的服务保障。
• 确保最小带宽
  这一网络级服务模仿传输服务器和接收服务器之间某种位速率传输链接的行为。
• 安全性
  在源头和在目的地接口的某些分组的所有数据报告都可以由网络层加密,对所有过境级别保密。

因特网网络一级只提供一种服务,称为最佳努力服务。

使用最大努力提供服务的传输分组不能确保按传输的顺序接收或最终交付;也不能保证端到端的延迟或最小带宽。

试图提供服务是一种委婉的说法,因为它根本不提供任何服务;一个不将分组运输到目标的网络也满足了试图提供服务服务的标准;一个不将分组运输到目标的网络也满足了试图提供服务的标准!

商定的术语类交换是指一个通用的群交换装置,根据集团第一个字段中的数值,将组合从输入-链接界面移动到输出-链接界面。

一些断开开关被称为链级开关(链层开关),因为它们根据链框架中的字段价值作出前瞻性选择,因此被称为链级设备。

其他组开关被称为路由器(路由器),根据网络层数据报告中的第一个字段值作出前方选择。因此路由器是网络级设备。

路由器工作原理

网络层的中继功能,即将各组从路由器的入口连接到适当的退出连接所需的时间。

图形描绘了通用路由器系统的构造概览,其中贴有四个路由器部件的标签。

• 输入端口( 输入端口)
  结束路由器中的物理链接(见于地图左端端部分左侧的框框和输出部分左端端部分右侧的框框)。
  它还与连接的另一端的数据链层进行通信,以履行数据链层功能(在输入和输出港部分之间的方框中显示)。
  搜索功能也在输入端口进行(从输入端口右侧的框中可以看到)。

  查询途径是输出端口,该端口决定路由器的输出,来源组则通过路由器的交换结构通往输出端口。

  控制组(例如,输入端口前端组,向路线选择处理器提供路线选择协议信息。)

• 交换结构
  将路由器输入端连接到输出端口。
  这种交换机制完全纳入路由器,即路由器的网络!

• 输出端口
  通过执行适当的连链和物理层业务,储存交易所结构的集群并沿产出链向下传输集群
  当连接为双向(即双向通信)时,输出港通常与链接输入港位于同一行卡上。

• 路由选择处理器
  执行控制平面函数的处理器由路由器选择。
  它执行路线选择规程,并在古典路由器中维持路线选择表。
  路由器接收并重新公布链接状态信息。

  SDN路由器中的路线选择处理器负责与远程控制器进行互动,以便接收由遥控计算出来的转录项目,并将其安装在路由器输入端口。

  路由器选择处理器还处理网络管理。

路由器的输入和输出端口以及交换结构总是在硬件中实施。
数据平面在纳米秒的时标上运行,但路由器控制功能在毫秒或秒的时标上运行。这些控制功能包括执行路由协议、对在线或离线连接反应、与远端控制器连接(在SDN背景下)以及履行管理职责。

控制飞机的操作往往是在软件和路线选择处理器(通常是常规的CPU)上进行。

如果桥梁是一个环十字路口,在车辆到达环十字路口之前必须完成下列工作:

• 基于目的地转发

• 通用转发

插入基于目的地的转运和港口处理。

为了实现每个输入环节使用的物理和链层,对输入港和链层的线端功能进行了处理。
在这种情况下,路由器采用批发方式寻找产出港,以便通过交换结构将加入的集团通知给它。

重新出版是路由器用来进行计算和更新以及出版远方SDN控制器的材料的一种方法。

使用单独的公交车将数据从路线选择处理器重新公布到线路卡上。

每个输入港口可使用每个输入港口的影子副本在当地作出前方选择,取消要求各组使用中央路由器提取处理器的要求,防止集中处理中的瓶颈。

在最基本的例子中,组合根据其功能被转换为产出端口。
作为如何处理比额表的一个例子,假设路由器有四个链接,编号为0至3,每个链接都通过地址范围传送到匹配链接接口。

以下所列事项之一可仅重印四个表格:

在此方法中,路由器将组目标地址的前缀(前缀)与表格项进行比较;如果存在匹配项目,路由器将组传送到与匹配项目相关的链接。

当有多个匹配时, 路由器会使用最长的前缀匹配规则( 最长的前缀规则), 包括搜索表格中最长的匹配项目, 并将组合传送到与最高前缀匹配的链接接口 。

在使用搜索找到一个组的输出端口后,该组可以发送到交换结构中。

查明可被视为投入港口处理中最重要的活动,其他行动包括:

• 需要一个物理层和一个链层。
• 我们必须检查组版本编号、测试和寿命,并修改最后两个字段。
• 必须调整网络管理柜台。

交换

交换结构位于路由器的核心,因为正是通过这一结构,可以将数据从输入港(即指令)交换到输出港。

交换的完成方式：

• 经内存交换
  传统计算机是最简单和最早的路由器,输入港和输出港之间的交换直接在CPU(路由选择处理器)的指导下进行。
  在传统的操作系统中,输入和输出端口功能称为 I/O 设备。
  当一组人到达输入端口时,它首先使用中断时间向路线选择处理器发送信号。
  将组从处理器内存复制到输入端口。
  路由器选择处理器,从第一部分提取目的地的地址,然后公布输出端口,并将该组复制到输出端口缓存。

  如果内存带宽可以写入内存每秒一次,或此时从内存读取最大 B组,则总再传送量(该组从输入端口发送到输出端口的总速度)将小于B/2。

  若干当代路由器使用内存传输数据。
  区别在于,通过插入行卡,可以发现目的地地址,并将组合保存在适当的内存存储区。

• 经总线交换
  输入港通过共用公交车直接通往产出港,而路由器无需干预。

  使输入端口能够事先为该组安排内部开关标签(第一部分),并引导本地输出端,以便该组可以传输和传输到总线输出端口。

  该组可以从任何输出端口接收,但只有与标签相符的端口才能保存该组。
  然后在输出端口删除标签 。

  如果许多小组同时抵达路由器,每个小组分别进入一个单独的产出港,
  一组人只能一次通过一辆公共汽车。

• 经互联网络交换
  互联网由几条公共汽车线路组成。
  如图4-6。
  在每个水平水平上,每辆垂直公交车在交叉点与直线交叉。
  通过更换结构控制器,过境点可随时开放和关闭。

  当一组人到达A港时,必须将其转送到Y港。 为此,开关控制器关闭了A和Y号总线的交叉点,然后A港将一组人传送到Y号总线上,由Y号总线接收。
  同时,B港的一个小组可以前往X港。
  A-Y和B-X组使用单独的输入和输出总线。

  横向网络可同时发送许多集群。
  横向开关是不受限制的,这意味着,只要没有其他分组被转至产出端口,被转至产出端口的分组就不会被已经到达产出端口的小组封锁。

输出端口处理

输出端口删除先前存储的组,并将其传送到输出连接中。

选择、提取、链条和物理层传输都包括在内。

何处出现排队

在输入和输出端口,可以建立群列。

队列的位置和大小(在输入或输出端口)将根据流动负荷、交换结构的相对速度和路线速度确定。
随着这些队列的增加,路由器的缓冲空间将用完,如果无法存取内存,当储存到达该组时,袋里会掉一滴。

假设输入和输出线速度(传输率)相同,$R^{line}$使用 N 输入和 N 输出端口(每秒组数)
假设所有分组都有相同的固定长度,而且集群以同步的方式到达输入端口,从而进一步简化。
也就是说,该组被发送到任何链接的时间与接收该组在任何链接上的时间相同。

您可以在这样的时间间隔内在输入连接中达到 0 或 1 组 。
指定汇率结构的转移率。$R^{switch}$表示将组合从输入端端移到输出端口的速度。
如果$R^{switch}$比$R^{line}$输入港有少量积压,

1. 输入排队

如果汇率结构不够快,无法防止所有集群的通过,会发生什么情况?
在这种情况下,输入港将积压组群。

基于纵向交换的假设:

• 所有链路速度相同。
• 从任何输入端口到提供输出端口,一个集团可以在一个输入链中获得与一个集团相同的时间。
• 在 FCFS 模式下, 组合会从给定的输入队列移到要求的输出队列 。

只要产出端是不同的,许多组可以同时发送。
如果两个输入队列前端的两个组被发送到同一个输出队列, 其中一个组将被屏蔽, 必须在输入队列中等待。 交换结构只能一次将一个组发送到特定端口 。

这一堵塞导致了第二组,该组也正在等待,称为前线堵塞,因为这次没有选择,因为先前排队前的一个组被指向同一港口。

2. 输出排队

假设
$R^{switch}$比$R^{line}$快速重复 N 次, 到达同一输出端的每个 N 输入端口 。
此时此刻,在向产出链发送分组时,将有更多N分组抵达出口港,而正在向产出链发送分组。

由于输出端口只能在一个单位时间(该组的传输时间)传送一个组,因此N进端组必须通过输出连接排队。

当存储分组的内存不足时,必须决定:
为即将到来的波组创建位置,要么忽略某一组的到来(使用一种称为滴尾的战术),要么删除一个或多个排队的组。

活动队列管理算法在缓存被填充之前丢弃一组 。

分组调度

1. 先进先出

如果链接目前正在使用中, 则转移另一组, 到达链条输出队列中的组将先行传送 。
如果没有足够的缓存能力接受抵达的群组,排队组丢弃战略决定该群组是否被丢弃(丢失)或从队列中移走,以便为加入的群组组别和其他组别建立位置。

FIFO(又称先到先得)调度规则,按照进入产出链队列的顺序,选择链条各组的传输。

该小组的到来时间在工作时间线上用一个带有数字的箭头显示,这个数字表示小组的到来顺序。
分组的离开表明,时间线低于较低的时间线。
两个时间线之间的阴影矩形表示小组在服务期间(待通报)所花费的时间。

2.优先权排队

在输出队列中,到达输入链接的组被归类为优先类。

通常,每个优先类都有自己的队列。

FIFO通常用来挑选同一优先类的群体。

一旦一个集团开始传播,就不能根据非抢占性优先排队规则予以阻止。

三. 公平排队流动和加权

组群的分类,仿佛按照环排排规则,它们符合受限制的特权。

各班级之间没有硬性服务优先事项,它们之间的循环调度周期。

在通知发送的最基本版本中,第1类分组首先转移,然后从第2类分组转移,然后从第1类分组等转移。

当有(任何)团体等待传输时,所谓的工作委员会排队规则不能使连接免费。
当搜索某个组的分组但未找到该分组时,在周期序列的下一个类别中,立即核查维持该任务的循环规则。

加权公平Quinger(WFQ)规则是典型的循环队列类型,在路由器中得到广泛实施。
抵达的人群被分类,并被安排到每种类型的适当的候诊室。
WFQ排期器与循环排期器一样,以循环方式向所有类别提供服务。
以下是WFQ(加权和公平队列)与圆形队列之间的区别:
在任何一个时候,每个群体都可得到不同数量的服务。
特别是,每一类i均被赋予一项权利。$w^i$。
团体必须使用WFQ技术发送i类的间隔时间。
第一类将确保所提供的服务比例与所提供的服务比例相等。$w^i/(\sum w^j)$ 公式的中间分母计算所有组排队以传输的类别。
与R的传输速率有关联总是能达到I级。$R\ast w^i/(\sum w^j)$ 的吞吐量。

IPv4、地点、IPv6和其他互联网协议

IPv4 的数据报告格式

IPv4 最重要的领域是:

• 版本（号）
  这四个位数代表数据报告的 IP 版本 。
  路由器可以决定如何根据版本号解释IP数据报告其余部分。
  各种IP版本采用各种数据报告格式。

• 首部长度
  IPv4数据报告可能包括若干可变数字选择(载于IPv4数据报告初始部分),这些选择对于确定IP数据报告真正开始于何处是必要的。
  在前20个字节开始时提供通用的 IP 数据。

• 服务类型
  IPv4 第一部分插入服务类型(TOS)位元,以区分不同形式的IP数据报告。
  例如实时数据报告(例如非实时通信量(例如IP电话应用程序)和实时通信量(例如FTP)。
  提供一定程度的服务是一个政策问题,由网络管理人员根据路由器确定和配置。

• 数据报长度
  实施伙伴数据报告总长度(标题加数据)的字节(标题加数据)。
  由于字段长16比特,IP数据报告的理论最大长度为65535字节。
  另一方面,数据报告很少超过1 500字节,这种长度允许IP数据报告,以支持上述框架最长长度的负载字段。

• 标识，标志，片偏移
  与IP分片有关。

• 寿命
  TTL(时间到生活)属性被用来保证数据报告不会在网络中无限期地循环(由于长期的路线选择)。
  作为路由器处理数据报告,字段的价值降低1倍。
  如果该值跌至 0,则删除数据。

• 协议
  一般只有在知识产权数据报告到达最终目的地后才具有相关性。
  此字段值指定了 IP 数据报告中的数据组件应发送到哪个传输层协议 。
  例如,第6点表明,部分数据被发送到TCP, 而价值17表示,部分数据被发送到UDP。
  IP数据报告中的协议编号与运输层的港口编号字段的目的相似。
  协议编号是连接网络和运输层的胶水。
  端口号作为连接运输和应用层的胶水。
  此外,还使用一个特定的字段将链层与网络层连接起来。

• 首部检验和
  第一个测试旨在协助路由器发现所收到的IP数据报告中的误差。
  首部检验和的计算：
  将前两个用户组假定为通过反编码程序合并的编号。
  支票和实地存放总金额的交叉码(又称互联网支票和支票)。
  如果在数据报告初始部分进行的测试与获得的测试和计算不一致,路由器计算第一个测试和收到的每份IP数据报告的错误。
  数据报告中的错误往往被路由器抛弃。
  随着TTL和潜在选项字段的改变,每个路由器必须重新计算测试并恢复到原来的位置。

  在TCP/IP运输和网络一级都发现错误,原因如下:
  只是在IP楼层上计算了最初的IP测试,TCP/UDP测试在整个TCP/UDP部分进行。
  TCP/UDP和IP不必在同一协议仓库中。

  从理论上讲,TCP可按不同于TCP/UDP的不同协议运作,IP可传送并非总是向TCP/UDP传送的数据。

• 源和目的IP地址
  当源创建数据报告时,它会进入源的知识产权字段的知识产权地址和目的地知识产权字段的最终目的地地址。
  目的地地址由发端主机通过 DNS 查询确定。

• 选项
  启用初始 IP 地址的扩展 。

• 数据（有效载荷）
  在多数情况下,IP数据表数据字段包含将提供给目的地的运输层(TCP或UDP)。
  其他种类的数据,如国际CMP提交材料,也可储存在这一领域。

IPv4 数据传输中的中断

一些链级协议包含大量数据,而另一些协议仅包括少数人。

链框架可能携带的最大数量的数据称为最大运输单位(MTU)。

由于每一份IP数据报告密封在一个从一个路由器到另一个路由器的链框内,链级协议的 MTU 大大限制了IP数据报告的长度。
对于发件人和目的地路径上的每个链接,可使用多个链级协议,而每项协议可能具有不同的货运单位。

如果你是一个与众多连接连接的路由器, 每一个连接器都使用不同的 MTU 链级协议。
预计您会收到来自具体连接的IP数据报告,该链接是通过检查转出版来确定的,而来自同一链接的MTU长度低于IP数据报告。
解决方法是：
将IP数据报告中的数据分解成两个或两个以上较小的IP数据报告,然后将这些较小的IP数据报告以不同的链框包装起来,在输出连接上交付。
这些较小的数据报告都被称为电影。

在他们到达目标运输层之前,必须重新组装平板块。

为了坚持保持内部核心简单的概念,IPv4的作者选择在终端系统而不是网络路由器中重新组装数据报告。

当一个主机出于某一目的从同一来源收到一系列数据报告时,有必要确定报告所载的任何数据是否与一些原先较大的数据重复。
如果其中一部分是数据报告,则需要确定何时会收到最后一个组成部分,以及如何将各部分合并,以产生初步数据返回。

IPv4 设计师在 IP 数据报告初始章节中提供标记、标记和抵消信息,以使目标主机能够处理这些重新组装任务。

当数据报告创建时,发送者将被指定一个识别号码,并指定数据报告的来源和目的地。
发送主机发送的每一份数据报告通常由数字编号确定,从1开始。

通过使用路由器分割数据报告,每一份数据报告(即一个部分)包含原始数据报告的来源地址、目的地地址和识别号。

当目的地从同一发件人主机收到一系列数据报告时,它可以审查数据报告的签字号,以确定数据报告是否真正是同一数据报告的较大部分。

为确保目的主机获得第一份数据报告的最后部分,最后一个标为0,另一个标为1。
偏移字段用于指定胶片应列入初始 IP 数据报告的位置,以便目标主机检测胶片是否丢失(并能够按照正确的顺序重建)。

IPv4编址

主机通常只有一个网络链接;当主机中的IP希望传输数据报告时,它会通过该链接发送数据报告。

界面是主机和物理连接之间的边框。

提议使用路由器及其接口。
路由器的任务是接受链接的数据报告,并将报告传送给其他连接,而其他连接必须由两个或两个以上链接连接。
接口也是路由器与其任何连接之间的边框。
路由器有几个接口,每个接口都有自己的一套链接。

每个主机和路由器可以传输和接收IP数据报告,每个主机和路由器接口必须有自己的IP地址。
从理论上讲,IP地址与接口相关联,而不是与拥有该接口的主机或路由器相关联。

IP 地址是32位元长(等于 4 字节),因此总长度是$2^{32}$ 只有一个(或大约40亿个)可能的IP地址。

这些地址通常在所谓的点数符号中表示,这意味着地址中的每个字节以小数格式写,用字节分隔。

全球互联网上每个主机和路由器的每个接口必须有自己的全球IP地址。

接口连接的网络必须决定其IP地址的一部分 。

在IP术语中,三个主机界面在通过路由器界面连接到网络时创建一个子网。
IP 以地址/ 24, 也称为网络遮罩, 以地址/ 24 表示子网, 并命令以 24 比特 定义的子网地址到 32 比特的左侧 。
Subnet/24由三个主机接口/2/3和一个路由器接口组成。
连接到网络/24的电脑 必须有223. 1. 1 的地址 一种xx的形式

子网的 IP 定义不限于将许多主机连接到路由器界面的以太段 。

具有路由器和主机的共同连通系统的子系统定义如下:
主机和路由器之间的每个接口分开,产生许多孤立的网络岛屿,这些孤立网络的端点相互连接。
这些离散网络中,每个网络都称为子网。

具有多个以太部分和点对点连接的结构(例如,一个公司或学术机构将拥有许多子网,每个机构在网络上的所有设备都有相同的子网地址)。

全球因特网的编址：
类别间线路选择政策(Clessless Interdom Roading,CIDR)是互联网地址分配政策。

地下网络搜索的概念为犯罪司法所所普遍采用。
当使用子网获取地址时,32位元的 IP 地址被分为两个部分,并且也以小数数字.a.b.c.d/x的形式出现,其中 x 表示地址第一部分的位数。

d/x 地址的 x 如 a.b.c., 由 IP 地址的网络部分组成,通常称为地址的前缀(前缀)(或网络前缀)。
连续地址经常分配给一个组织,即具有相同前缀的地点。

目前,该组织设备IP地址将共用共同的前缀。

在该组织网络之外,路由器只评价前缀比特克斯。
也就是说,当组织以外的路由器发送数据报告,而报告的目标在组织内时,只必须考虑地址的第一个x位数。
减少这些路由器的出版长度,因为a.b.c.d/x单项足以向组织内任何目的地报告数据。

地址汇总,也称为路线汇总或路线抽象,是指使用单个网络前缀向众多网络提供信息的能力。
当互联网服务供应商按街区向互联网服务供应商提供地址和由互联网服务供应商向客户组织提供地址时,汇总特别有效。

其余32x位数可从一个地址用于区分公司内部的设备。
只有当路由器在企业内部传输时,才考虑这些比特。

在实施综合数据库之前,IP地址的网络部分限于8、16和24比特,作为称为分类站点的基于站点的办法的一部分。
A、B和C网络是子网,有8、16和24位地址。

A类C(24)子网络,只能允许$2^8-2=254$ 台主机。

两个不同的地址用于不同的目的。

一个拥有2 00个东道主的组织经常在分类网址下获得B类(16)地址。
因此,B类的地址空间迅速耗竭,分配的空间利用不足。
当主机将数据报告发送到特定的目标地址时,该信息将发送给同一网络中的所有计算机。

一个组织如何为其设备获得一个地址块,如何从另一个组织的地址块获得一个地址块。

获取一块地址

网络管理者应首先联系他的ISP, 他也许能提供指定的大地址块的地址。

从ISP获得一套地址的唯一方法是获得不止一个地址。

因特网命名和编号组织管理IP地址,政策以[RCC 7020]为基础。
ICANN的工作包括分配IP地址、运行 DNS 根服务器、指定域名和解决域名纠纷。
因特网指定名称号码公司(因特网指定名称号码公司)为区域因特网登记册(如非洲信息网、非洲因特网信息网络、亚太因特网信息网络、亚太因特网信息网络和拉加国家因特网信息网络)指定地址,这些登记处合作设立因特网指定名称号码公司地址支助组织[非洲因特网指定名称号码公司-2016年],以处理该地区的分配/管理问题。

动态主机配置协议用于检索主机地址 。

在指定了一个单一地址后,一个组织可以为其主机和路由器接口指定一个IP地址。

系统管理员经常手工在路由器中设置IP地址。
主机地址也可以手工指定,但动态主机配置技术越来越受欢迎。

DHCP 使主机能够自动获得IP地址 。

网络管理员可安排DHCP, 使特定的主机为每个网络连接获得相同的IP地址, 或为主机分配一个临时IP地址, 每个网络连接可能有所不同 。
除了分配主机IP地址外,DHCP还允许将额外信息通知主机。
子网盖、初始路由器地址(默认网关)和本地 DNS 服务器地址就是几个例子。

DHCP(又称插件或零配置协议)为主机与网络连接的网络相关部分提供自动能力。

DHCP协议是客户服务器协议。
客户往往是最近抵达的东道主,需要网络建立信息,包括自己的IP地址。

在基本层面,每个子网都包含一个DHCP服务器。
如果子网没有服务器,则需要一个知道网络 DHCP 服务器IP 的 DHCP 中继代理(通常是路由器) 。

DHCP协议是上述图网络设置的四步程序,用于新建主机。

以下图示将分配给新客户的地址。

这4个步骤是：

• DHCP服务器发现
  新的抵达主机的第一步是找到一个DHCP服务器,与它进行通信。
  可以通过DHCP找到客户发送到UDP分组第67号港口的邮件来做到这一点。
  IP数据报告包括有关UDP组的信息。

  DHCP 客户创建IP 数据,包括DHCP 利用广播目的地地址和该主源IP 地址发现的信息。
  IP数据由DHCP客户传送到链层,然后由链层将框架传送到所有网络节点。

• DHCP服务器提供
  在DHCP服务器收到DHCP发现信息后,DHCP向客户发送DHCP文件,在子网络的所有节点上播放,并继续使用IP广播地址。
  子网中可能有许多DHCP服务器,客户可以选择不同的供应商。
  每个服务器的通信包括服务标识,包括接收到的发现信息、向客户建议的IP地址、网络遮罩和IP地址租赁期(IP地址有效时间)。

• DHCP请求
  新到的客户端选择一个或多个服务器,并针对设置设置向所选服务器发送 DHCP 查询。

• DHCP ACK
  DHCP ANK 提交文件被服务器用于响应 DHCP 请求,并验证所需的参数。

客户收到DHCPACK后即完成互动,客户可在整个租赁期间使用DHCP指定的IP地址。
租期结束后,客户可继续使用地址,DHCP还为客户更新IP地址的租赁提供手段。

在流动性方面,DHCP有重大缺陷。
当节点连接到一个新的子网时, DHCP 会指定新的 IP 地址, 当一个移动节点在子网之间移动时, TCP 连接会丢失, 并且会丢失远程应用程序 。

网络地址转换

当SOHO想要建立局域网 连接无数个人电脑时
ISP有义务为所有SOHOIP设备(电话、平板电脑、打印机等)指定一套地址。

当子网变小时, 会指定一个更大的地址 。
如果ISP为SOHO目前的地址范围分配了一个连续地址呢?
管理IP地址的通用方法,所有人必须首先知道?

网络地址转换

图表描述了NAT路由器的操作。

在顶部地图的右侧,家里的NAT能源路由器有一个接口,这是家庭网络的一部分。
家庭网络的所在地点见上文。
照片来自Flickr用户pic.
地址空间8是存放在[1918年区域资源中心]的IP地址空间的三部分之一,用于地图上的家庭网络等专门网络或有具体地址的地理区域。

拥有专用地址的地理区域是指其地址仅与网络设备有关的网络。

若干家庭网络也使用同样的空间/24地址。
某一家庭网络的设备可在24个不同地点用于将群体相互传送。

许多网络使用这个地址,显然,在主网之外向全球互联网广播的分组无法利用这些地址(作为源地址或目的地地址)。

也就是说,24个地址只与所提供的网络有关。
如果专门地址仅在单一网络内有用,在向或从全球互联网发送或接收数据时,应如何解决这一问题?

解决办法是理解NAT。

由于NAT,路由器在外部世界看来甚至不是路由器。

NAT路由器的运行仿佛是带有单一IP地址的单一装置。

家庭路由器向更广泛的互联网发布的所有信息都有一个IP源地址,所有收到的通信出于同样的原因都有相同的IP地址。

NAT实质上允许路由器从外部世界隐瞒家庭网络的具体细节。
(家庭网络PC收到一个地址,路由器通过DHCP收到一个IP地址。我不知道我在说什么。

路由器从ISP的DHCP服务器上获取其地址,路由器操作DHCP服务器,提供安装在NAT-DHCP路由器主网络地址空间上的计算机的地址。

如果从广域网到NAT路由器的所有数据报告都有相同的IP地址(特别是NAT路由器广域网上的接口),路由器怎么知道哪个内部主机可以将一个组传送给哪个组?

NAT路由器保留最后一张NAT转换表,上面有端口号码和IP地址。

NAT的争议：

• 传统上,港口号用于处理地点和NAT参与东道国地点。
  主机网络服务器必须等待特定端口号码上的访问请求。
  解决方案：
  通用NT过境点,即使用插件。
• 路由器是第三级设备,应用来对付只达到网络水平的群体。
  NAT修改了IP地址和数据报告的端口,这违反了主机应相互直接沟通的概念。

NAT已发展成为因特网的一个基本组成部分,称为中继箱,在网络一级运作,不进行典型的数据中继器,如NAT、交通流量平衡、交通防火墙等。

IPv6

Ipv6数据报格式

以下数据报告格式显示了IPv6带来的最重要的变化:

• 扩大的地址容量
  IPv6 将 IP 地址的长度从 32 比特扩大至 128 比特。
  这保证了世界的IP地址不被使用。
  IPv6除了单一和多广播之外,还增加了一个单一广播地址。
  让

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