高级计算机网络论文

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课程:高级计算机网络教师:**老师**班级:浅谈IPV6及从IPV4到IPV6的过渡指导老师:**IP作为计算机网络的基础,是及其重要的,接下来,我将对此进行简要的分析。

摘要:针对现时代的IP地址的分类以及IPV4资源使用紧张,谈谈IPV6的投入使用以及以后的IPV6的普及使用,并浅谈对高级计算机网络的学习心得。

关键词:IP地址;IPV4;IPV6;心得。

在了解IPV6之前我们要知道IPV4的分类及其组成。

大家都知道,IPV4是我们现在使用最多IP地址,但是,由于现代社会的信息技术的迅猛发展,显然,我们的IPV4已经满足不了现代社会的使用,所以我们必须要使用新的不同于IPV4的一种新的IP地址,这就是我们所说的IPV6,在学习了高级计算机网络后,我在此文将会就IPV4及IPV6做简要的分析。

一、先说说IPV4的格式及分类IPV4是32bits(4个字节),个以小数点隔开的十进制整数例如165.112.205.120 国际规定:把所有的IP地址划分为 A,B,C,D,EA类地址:范围从0-127,0是保留的并且表示所有IP地址,而127是保留的地址,并且是用于测试环回用的。

因此A类地址的范围其实是从1-126之间。

如:10.0.0.1,第一段号码为网络号码,剩下的三段号码为本地计算机的号码。

转换为2进制来说,一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”,地址范围从0.0.0.1 到126.0.0.0。

可用的A类网络有126个,每个网络能容纳1亿多个主机(2的24次方的主机数目)。

以子网掩码来进行区别:255.0.0.0.B类地址:范围从128-191,如172.168.1.1,第一和第二段号码为网络号码,剩下的2段号码为本地计算机的号码。

转换为2进制来说,一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”,地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。

可用的B类网络有16382个,每个网络能容纳6万多个主机。

以子网掩码来进行区别:255.255.0.0C类地址:范围从192-223,如192.168.1.1,第一,第二,第三段号码为网络号码,剩下的最后一段号码为本地计算机的号码。

转换为2进制来说,一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”。

范围从192.0.0.0到223.255.255.255。

C类网络可达209万余个,每个网络能容纳254个主机。

以子网掩码来进行区别: 255.255.255.0D类地址:范围从224-239,D类IP地址第一个字节以“1110”开始,它是一个专门保留的地址。

它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播(Multicast)中。

多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的一组计算机。

E类地址:范围从240-254,以“11110”开始,为将来使用保留。

全零(“0.0.0.0”)地址对应于当前主机。

全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址。

在日常网络环境中,基本是都在使用B,C两大类地址,而ADE这3类地址都不打可能被使用到。

从上述描述中,就可以看到有很多朋友会犯的一个错误,就是把192开头的IP地址设置成B类地址,虽然说在局域网中的网络通讯并不会受到影响,但事实上是不规范的一种划分行为。

子网掩码的简单叙述:子网掩码是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。

以上述IP地址为例来说明一下,比如一个C类IP 地址 192.168.0.1,子网掩码为255.255.255.0(转换2进制,255在2进制表示8个1,也就是全部占满).这杨的写法表示,这个C类IP地址的网络号码为192.168.0 而起主机地址为1.在这么多网络IP中,国际规定有一部分IP地址是用于我们的局域网使用,也就是属于私网IP,不在公网中使用的,他们的范围是:10.0.0.0~10.255.255.255172.16.0.0~172.31.255.255192.168.0.0~192.168.255.255接下来,我们再讨论一下,子网划分的问题这个问题对于大多人来说呢,有点难度,但是也不是太难理解。

假如给你一个C类的IP地址段:192.168.0.1-192.168.0.254,其中192.168.0 这个属于网络号码,而1-254表示这个网段中最大能容纳254台电脑主机。

我们现在要做的就是把这254台主机再次划分一下,将它们区分开来。

192.168.0.1-192.168.0.254默认使用的子网掩码为255.255.255.0,其中的0在2进制中表示,8个0.因此有8个位置没有被网络号码给占用,2的8次方就是表示有256个地址,去掉一个头(网络地址)和一个尾(主机地址),表示有254个电脑主机地址,因此我们想要对这254来划分的话,就是占用最后8个0中的某几位。

假如占用第一个0.那么2进制表示的子网掩码为11111111.11111111.11111111.10000000.转换为10进制就为255.255.255.128,那么这时电脑主机应该为多少?其实很简单,就是2的7次方了(不再是原来的2的8次方了),2的7次方=128,因此假如子网掩码为255.255.255.128的话,这个C类地址可以被区分为2个网络,每个网络中最多有128台主机。

192.168.0.1-192.168.0.127为一个,192.168.0.128-192.168.0.255为第二个。

再举个例子,假如还是C类地址,其IP范围为192.168.0.1-192.168.0.254,假如子网掩码255.255.255.192(也就是最后8为主机位,被占用了2位,2进制表示为11111111.11111111.11111111.11000000),那么这个网段的电脑主机数目就是2的6次方=64台,总共有2的2次方=4个网段。

第一个网段为192.168.0.1-192.168.0.63,第二个网段为192.168.0.64-192.168.0.127,第三个网段为192.168.0.127-192.168.0.191,第四个网段为192.168.0.192-192.168.0.254。

从这2个例子中,我们可以总结出一个规律,就是主机被占用了N位数,那么就有2的N次方个网络,也就有2 的8-N次方的主机数目了。

最后来简单叙述一下B类地址的子网划分方法假如有一个B类地址网段,172.16.0.0-172.168.255.255 子网掩码为255.255.0.0,现在需要将这个网段进行子网划分。

不划分子网,那么就只有一个网络,这个网络里面包含2的16次方,也就有6万多个主机因此,假如需要子网划分,网络地址就需要向主机地址借位。

对于计算机网络来说,IP地址的划分以及分类是极其基础的一项容。

二、IPV6的构成:这是我自己电脑的截图:IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。

那么,我们为什么要引入IPV6协议呢???这也是我在此文一开始就提到的问题,我们看看专业认识的回答:目前我们使用的第二代互联网IPv4技术,核心技术属于美国。

它的最大问题是网络地址资源有限,从理论上讲,编址1600万个网络、40亿台主机。

但采用A、B、C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。

其中北美占有3/4,约30亿个,而人口最多的亚洲只有不到4亿个,中国只有3千多万个,只相当于美国麻省理工学院的数量。

地址不足,严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。

一方面是地址资源数量的限制,另一方面是随着电子技术及网络技术的发展,计算机网络将进入人们的日常生活,可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。

在这样的环境下,IPv6应运而生。

IPV6编址方案:采用128位编址,通常用8组4位十六进制数表示,如3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562 。

那我们使用IPV6又有什么优势呢?其优势可总结为以下几点:(1)IPV6地址长度为128比特,地址增大了2的96次方倍;(2)灵活的IP报文头部格式。

使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段。

IPV6中选项部分的出现方式也有所变化,使路由器可以简单路过选项而不做任何处理,加快了报文处理速度。

(3)IPV6简化了报文头部格式,字段只有7个,加快报文转发,提高了吞吐量;(4)提高安全性。

身份认证和隐私权是IPV6的关键特性。

(5)支持更多的服务类型;(6)允许协议继续演变,增加新的功能,使之适应未来技术的发展。

那么,现在对IPV4及IPV6做了这些了解,下面就谈谈IPV4到IPV6的过渡的技术。

三、IPV4到IPV6的过渡技术:这是计算机网络的发展的必然趋势。

1、双栈策略:实现IPv6结点与IPv4结点互通的最直接的方式是在IPv6结点中加入IPv4协议栈。

具有双协议栈的结点称作“IPv6/v4结点”,这些结点既可以收发IPv4分组,也可以收发IPv6分组。

它们可以使用IPv4与IPv4结点互通,也可以直接使用IPv6与IPv6结点互通。

双栈技术不需要构造隧道,但下面介绍的隧道技术中要用到双栈。

IPv6/v4结点可以只支持手工配置隧道,也可以既支持手工配置也支持自动隧道。

2、隧道技术:在IPV6发展初期,必然有许多局部的纯IPV6网络,这些IPV6网络被IPV4骨干网络隔离开来,为了使这些孤立的“IPV6岛”互通,就采取隧道技术的方式来解决。

利用穿越现存IPV4因特网的隧道技术将许多个“IPV6孤岛”连接起来,逐步扩大IPV6的实现范围,这就是目前国际IPV6试验床6Bone的计划。

工作机理:在IPV6网络与IPV4网络间的隧道入口处,路由器将IPV6的数据分组封装入IPV4中,IPV4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPV4地址。

在隧道的出口处再将IPV6分组取出转发给目的节点。

现在的笔记本电脑大多都已经同时包含了IPV4及 IPV6,这样更加有利于IP地址的利用。

四、综合课堂所学知识,以及参考文献,对于现在的IP地址已经是相当于n年前闹饥荒一样,但是问题总会解决,我们引进了IPV6,即将能够满足现在的电脑使用。

自从学习了计算机网络,我从内心发现,我之前不会的太多了,好多好多,要感谢**老师开的这个选修课,让我学到了这么多。