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地址短缺终极处理方案 深度区分IPv6与NAT

发布时间:2022-05-09 文章来源:xp下载站 浏览:

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。

近年来基于的因特网得到了蓬勃发展。无论是网络覆盖的范围与网络容量,还是网民数量与业务类型都在飞速增长。计算机网络、电信网络和有线电视网三网正在走向融合的基于IP技术的下一代网络(NGN)。在IP技术得到历史、现在和未来网络建设者青睐和追棒的同时,必须清醒地认识到IPv4技术本身还存在诸多不完善的地方。服务质量(QoS)、安全性以及地址短缺等问题是IPv4网络目前所面临的一些关键问题,这些可能“致命”的缺点正在阻碍着IP技术和业务的进一步普及和应用。本文讨论地址短缺问题的解决方案,目前大致有两类:

“开源”,即使用地址长度更大的下一代IP协议——IPv6,这是一种中长期的解决方案;

(2)“节流”,即尽量提高对现有IPv4地址资源的利用率,比如使用私有复用加各种网络地址(端口)翻译的技术,是一些中短期解决方案。

提高地址利用率

这里首先介绍“节流”技术。目前已经提出了的或者已经使用的提高IPv4地址利用率的方法有:

◆地址回收:IP标准化组织因特网工程任务组(IETF)已发出号召,希望那些早年分配得到了“过量”地址的机构和组织,能够归还他们不大可能用得上的地址资源,但目前看来收效甚微。

◆更严格的地址分配策略:以前因特网地址名字分配(IANA)机构的地址分配策略是按照“预期最大规模”分配地址中间,而现在为了降低IP地址的分配速率,已经将策略改成了“目前需要规模”。

◆无类域间路由(CIDR):随着B类地址接近耗尽,利用CIDR技术,打破地址类型(如A类、B类和C类)的划分,采用多个连续C类地址做聚合进行分配。CIDR技术的采用使得Internet路由表的增长速度近年来有所减缓。

◆拨号接入:用户拨号接入时,利用点到点协议(PPP)和动态主机配置协议()为其按需动态分配IP地址,实现地址复用。

◆可变长子网掩码(VLSM):通过把一个企业的企业网(Intranet)划分成不同规模的子网,提高地址空间的利用率。

◆私有地址加网络地址翻译:在企业网内使用“私有”的IP地址,不同企业网之间的地址可以重用。当在私有地址网络中的用户与Internet通信时,二者之间必须做网络地址翻译,因为企业网所使用的编址与Internet的编址不在一个统一的地址空间内。IETF规定的私有地址的范围为10/8,172.16/12,192.168/16三段(RFC 1918)。这是目前使用最多的,也是效率最高的一种解决地址短缺的问题的方法。当然企业只所以选择使用RFC 1918规定的私有地址,有时也不仅仅是因为地址复用的原因,还有安全,控制等其它方面的考虑。

NAT存在的问题

当企业网使用私有IPv4编址时,与Internet的编址(公有IPv4)不在一个统一的地址空间内。因此,当这些网络中的设备与Internet通信时,就必须在网络的边界处进行地址翻译,典型的翻译技术包括网络地址翻译(NAT)和网络地址端口翻译(NAPT)两类,以下统称为NAT。“节流技术”NAT存在的主要技术限制有[RFC 2993]:

◆当企业网与其它网络通信时,NAT会影响网络性能,降低网络吞吐量。

◆破坏了原来的Internet端到端的设计理念(端到端的透明性),只适用于客户/服务器模型的应用,不适用于Peer-to-Peer(P2P)的应用模型。如在这种模型下,PUSH业务的推广就很受限制。

◆在维护连接状态和动态映射信息的设备中,有可能会产生单点故障。

◆使得增加企业网站点与Internet连接可靠性的多宿主(Multi-home)技术更加复杂。

◆阻碍了在网络层提供安全服务。

◆当企业网需要与其它专用网络融合时,可能会出现地址冲突(重叠)问题。

◆NAPT和特定域IP(Realm Specific ip,rsip)增加了运营的复杂性。

◆使得版本3的简单网络管理协议(SNMPv3)的认证机制更为复杂和甚至无效。

◆很多高层应用协议与之不兼容[RFC 3027]。比如有些应用(IPSec,Kerberos/5等)无法穿越NAT,而有些(如FTP,H.323,SIP,SMTP,RSVP,DNS,SNMP等)则需要借助应用层网关(ALG)才能够实现。而当借助ALG枝术时,每出现一种新应用就必须在NAT上考虑增加对该应用的支持,违反了IP技术独立于高层应用的思想。

网络的神奇作用吸引着越来越多的用户加入其中,正因如此,网络的承受能力也面临着越来越严峻的考验―从硬件上、软件上、所用标准上......,各项技术都需要适时应势,对应发展,这正是网络迅速走向进步的催化剂。

本文章关键词: IPv6 NAT 地址