基于IPv6的企业局域网架构设计(3)
时间:2019-04-20 14:19 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（2） 网络协议IPv4报头格式及其局限性 IPv4数据报的报头长度是固定的，为20字节，其中包含12个基本报头字段，然后是一个选项字段和一个数据部分（包括传输层数据部分）。 在IPv4报头格式中，选项字段长度是可变的。因此导致了IPv4报头长度的可变性（至少20字节），这使得路由器需要找到对可变长度报头，从而增加了报头处理的时间，大大地降低了效率。对于分片来说，IPv4报头中分别有3个字段：标识、标志、片偏移。与此相关的，这也使路由器需要大量的CPU资源，也降低了处理效率。此外，由于TTL值的变化，使得每个节点的分组交换必须重新计算IP报头检验和,从而加剧了路由器资源的负担。 （3） 网络协议IPv4网络的编址过程及其局限性 IPv4地址寻址方法共有三个历史阶段，分别是分类的IPv4地址、子网划分以及超网络的构成。起初，为了充分的利用IPv4地址空间，Internet委员会定义了5种类型的IPv4地址结构，即A、B、C、D、E类。其中，A、B、C类是最常用的三类地址，统一由InterNIC分配在全球范围内，而D类和E类地址为特殊地址，用于组播和试验目的。但是由于Internet网络发展的历史原因，A类地址已经早就被分配完毕。相较对于B类地址而言，由于主要被分配给了在北美洲地区的许多公司及大学，然而他们又有大量的剩余IPv4地址没有被使用，因此大量的B类地址就这样被白白的浪费了。由于亚洲和非洲的许多国家进入因特网的时间相较于其他大洲晚了一步，因此他们都只能申请到C类的IP地址。尽管看起来IPv4地址空间起初似乎是非常大的，可以支持4 294 967 296(相当于2^32）个可编址节点（通俗来说，大约每3个人有2个IPv4地址）。但是由于目前市场的不断需求，业务的不断发展，使得IPv4的地址空间就日益越发的减少，面临着即将被耗尽的局面。为了能够节省IPv4的地址空间， A、B、C三类的IPv4地址又被划分成了子网。后来，为了解决采用单一的子网掩码所造成的固定的数目、固定的大小子网的局限，以及C类地址所占大量的路由表的项目数使得路由表的急剧膨胀，互联网工程任务组IETF（Internet Engineering Task Force）研究出了无类别域间路由选择CIDR（Classless Inter-Domain Routing），其中包括可变长子网掩码VLSM（Variable-length subnet mask）及路由聚合（超网）。尽管CIDR确实有许多优点，可以解决IPv4协议的许多问题，但是它也有不足之处，那就是不是所有的网络都能够进行路由汇总。随着用户数量的增加，必定会出现大量的特殊路由无法汇聚在一起，而且到时还将会出现路由表的表项膨胀的问题。此外，尽管VLSM可以将子网再进一步划分成子网，但是它花费了一个可用于未来扩展的子网。 除了CIDR能暂时的解决IPv4所出现的诸多问题之外，另外还有一些缓解的方案，例如：DHCP（动态地址分配）、NAT（网络地址转换）和私有IPv4地址（RFC1918定义）等等。虽然所有一系列的所提出解决方案针对于IPv4地址即将被耗尽以及路由表的表项急剧膨胀，在当前看起来很有用，但是这只是临时的解决方案，治标不治本，并不能从根本上解决问题。另外，在移动性、安全性、服务质量以及运营管理等方面，IPv4网络也并不是令人能够十分满意。只有新一代的协议IPv6，才能有效地解决现今IPv4存在的问题，并能在此基础上使互联网得到完善。 (责任编辑：qin) |