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●路由表和路由算法必須擴(kuò)展成根據(jù)32位IP地址和32 位掩碼做出路由決策的。 ●必須擴(kuò)展路由協(xié)議使其除了32位地址外，還要有32 位掩碼。OSPF和RIP-2都能夠攜帶第BGPv4所提出的32 位掩碼。 “無類型”的意思是現(xiàn)在的路由決策是基于整個32位IP地址的掩碼操作，而不管其IP地址是A類、B類或是C類，都沒有什么區(qū)別。CIDR的最初是針對新的C類地址提出的。這種變化將使互聯(lián)網(wǎng)路由表增長的速度緩慢下來，但對于現(xiàn)存的路由則沒有任何幫助。盡管通過采用CIDR，可以保護(hù)B類地址免遭無謂的消耗，但是依然無法從根本上解決IPv4面臨的地址耗盡問題，這只是一個短期解決方案。 另一個延緩IPv4地址耗盡的方法是網(wǎng)絡(luò)地址翻譯（Network Address Translation，NAT）。簡單的說，NAT就是在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用內(nèi)部地址，而當(dāng)內(nèi)部節(jié)點要與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊時，就在邊緣網(wǎng)關(guān)處，將內(nèi)部地址替換成全局地址，從而在外部公共網(wǎng)上正常使用（如圖所示）。所謂內(nèi)部地址，是指在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中分配給節(jié)點的私有IP地址，這個地址只能在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用，不能被路由。雖然內(nèi)部地址可以隨機(jī)挑選，但是通常使用的是RFC 1918中定義的專用地址：10.0.0.0～10.255.255.255，172.16.0.0～172.16.255.255，192.168.0.0～192.168.255.255。NAT將這些無法在互聯(lián)網(wǎng)上使用的保留IP地址翻譯成可以在互聯(lián)網(wǎng)上使用的合法IP地址。而全局地址，是指合法的IP地址，它是由NIC或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商ISP分配的地址，對外代表一個或多個內(nèi)部局部地址，是全球統(tǒng)一的可尋址的地址。 NAT的主要作用是節(jié)約了地址空間，減少了對合法地址的需求，多個內(nèi)部節(jié)點共享一個外部地址，使用端口進(jìn)行區(qū)分（Network Address Port Translation，NAPT），這樣就能更有效的節(jié)約合法地址。由于目前要想得到一個A類或B類地址十分困難，因此許多企業(yè)紛紛采用了NAT 。NAT使企業(yè)不必再為無法得到足夠的合法IP地址而發(fā)愁了。然而，NAT也有其無法克服的弊端。首先，NAT會使網(wǎng)絡(luò)吞吐量降低，由此影響網(wǎng)絡(luò)的性能。其次，NAT必須對所有IP包進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，但是大多數(shù)NAT無法將轉(zhuǎn)換后的地址信息傳遞給IP包負(fù)載，這個缺陷將導(dǎo)致某些必須將地址信息嵌在IP包負(fù)載中的高層應(yīng)用如FTP和WINS注冊等的失敗。 
圖1：NAT示意圖 2、下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPng的目標(biāo)和提案
2.1 IPng的設(shè)計目標(biāo) 為了解決這些問題，早在90年代初期，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組IETF（Internet Engineering Task Force）就開始著手下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP-the next generation（IPng）的制定工作。IETF在RFC1550里進(jìn)行了征求新的IP協(xié)議的呼吁，并公布了新的協(xié)議需實現(xiàn)的主要目標(biāo)： ●支持幾乎無限大的地址空間 ●減小路由表的大小 ●簡化協(xié)議，使路由器能更快地處理數(shù)據(jù)包 ●提供更好的安全性，實現(xiàn)IP級的安全 ●支持多種服務(wù)類型，尤其是實時業(yè)務(wù) ●支持多目傳送，即支持組播 ●允許主機(jī)不更改地址實現(xiàn)異地漫游 ●支持未來協(xié)議的演變 ●允許新舊協(xié)議共存一段時間 ●支持未來協(xié)議的演變以適應(yīng)底層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境或上層應(yīng)用環(huán)境的變化 ●支持自動地址配置 ●協(xié)議必須能擴(kuò)展，它必須能通過擴(kuò)展來滿足將來因特網(wǎng)的服務(wù)需求；擴(kuò)展必須是不需要網(wǎng)絡(luò)軟件升級就可實現(xiàn)的 ●協(xié)議必須支持可移動主機(jī)和網(wǎng)絡(luò) 2.2 IPng的提案 [1]TUBA：含有更多地址的TCP和UDP（TCP and UDP with Bigger Addresses，TUBA，由RFC1347描述）建議采用ISO/OSI的CLNP協(xié)議來代替IPv4，這種解決方案允許用戶有20字節(jié)的NSAP地址，以及一個可以使用的OSI傳輸協(xié)議的平臺。 [2]IPv7，TP/IX，CATNIP：IPv7是1992年由Robert Ullmann提出的。1993年，RFC1475進(jìn)行了更詳細(xì)的描述，其標(biāo)題為“TP/IX：下一代的Internet”，TP/IX有64位地址。TP/IX后來演變成了RFC 1707中定義的另一個協(xié)議CATNIP（Common Architecture for the Internet）。該方案包含了諸如快速信息包處理和新的RAP路由協(xié)議等觀點，試圖為IP、CLNP和IPX等信息包定義一個統(tǒng)一的格式，為眾多的傳輸協(xié)議如OSI/TP4、TCP、UDP和SPX等提供支持。 [3]IP in IP，IPAE：IP in IP是1992年提出的建議，計劃采用兩個IPv4層來解決互聯(lián)網(wǎng)地址的匱乏：一層用于全球骨干網(wǎng)絡(luò)，另一層用于某些特定的范圍。到了1993年，這個建議得到了進(jìn)一步的發(fā)展，名稱也改為了IPAE（IP Address Encapsulation），并且被采納為SIP的過渡方案。 [4]SIP：SIP（Simple IP）是由Steve Deering在1992年11月提出的，他的想法是把IP地址改為64位，并且去除IPv4中一些已經(jīng)過時的字段。這個建議由于其簡單性立刻得到了許多公司的支持 [5]PIP：PIP（Paul’s Internet Protocol）由Paul Francis提出，PIP是一個基于新的結(jié)構(gòu)的IP。PIP支持以16位為單位的變長地址，地址間通過標(biāo)識符進(jìn)行區(qū)分，它允許高效的策略路由并實現(xiàn)了可移動性。1994年9月，PIP和SIP合并，稱為SIPP。 [6]SIPP：SIPP（Simple IP Plus，由RFC1710描述）試圖結(jié)合SIP的簡單性和PIP路由的靈活性。SIPP設(shè)計為在高性能的網(wǎng)絡(luò)上運作，比如ATM，同時也可以在低帶寬的網(wǎng)絡(luò)上運行，如無線網(wǎng)絡(luò)。SIPP去掉了IPv4包頭的一些字段，使得包頭很小，并且采用64位地址。與IPv4將選項作為IP頭的基本組成部分不同，SIPP中把IP選項與包頭進(jìn)行了隔離。該選項如果有的話，將被放在包頭后的數(shù)據(jù)報中并位于傳輸層協(xié)議頭之前。使用這種方法后，路由器只有在必要的時候才會對選項頭進(jìn)行處理，這樣一來就提高了對于所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的性能。 |
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