网管成长历程——IP地址规划之分配篇1

　　在IP地址规划时，我们已经知道IP地址包括公网和专用（私有）两种类型，公网IP地址又称为可全局路由的IP地址，是在Internet中使用的IP地址，目前对企业来说主要是ISP提供的一个或几个C类地址；而专用（私有）IP地址则包括A、B和C类三种，另外就是Microsoft Windows的APIPA预留的（169.254.0.0 -- 169.254.255.255）网段地址；下面就和大家谈谈这些IP地址的在企业局域网的分配方式。
　　
　　一、可全局路由（公网）的IP地址的分配方式
　　
　　毫无疑问，Internet网络中的每一台计算机都需要一个IP地址，然而，在目前IP地址资源非常紧缺的情况下，想从Internet接入商那里获取足够的IP地址简直是不可能的。假如每个企业用户只能获得1-10个公网IP地址，即使是拥有几百台计算机的局域网，因此应该考虑如何合理利用有限的IP地址了。
　　
　　1、静态分配IP地址
　　
　　也就是给每台计算机分配一个固定的公网IP地址。如果网络中每台计算机都采用静态的分配方案，那么很可能是IP地址不够用。所以一般只在下面两种情况下才采用这种方案：
　　
　　IP地址数量大于网络中的计算机数量。
　　
　　网络中存在特殊的计算机，如作为路由器的计算机、服务器等等。
　　
　　2、动态分配IP地址
　　
　　如果网络中有很多台计算机，且又不是所有的计算机都同时使用，那么不妨采用动态分配IP地址的方式。
　　
　　什么是动态分配IP地址呢？打个比方说，公司一共有10台计算机，而须要使用计算机的却有15个人，显然每人一台计算机是不可能的。那么我们就考虑，如果他们不在同一时间使用，可不可以采取这种策略：把所有的计算机集中起来管理，等到有人提出使用请求的时候，分配其中的任意一台计算机给他，而他用完之后就把使用权收回，这样既可以保证所有的人都有机会使用计算机，又不会造成计算机的“浪费”。
　　
　　IP地址的动态分配原理和上面所举的例子一样，只要同时打开的计算机数量少于或等于可供分配的IP地址，那么，每台计算机就会自动获取一个IP地址，并实现与Internet的连接。当然，如果打开的计算机数量太多，那么，后面的计算机就无法获得IP地址。但是动态分配IP地址也不是随时适用的，当网络内的计算机的数量达到上百台之多时，几个动态IP地址显然不够用，那怎么办呢？这就要采用下面的方法来解决。
　　
　　3、采用NAT（Network Address Translation，网络地址转换）方式
　　
　　既然不接入Internet的网络可以任意使用专用IP地址，那么能不能有这样一个方案，即在网络内部使用专用IP地址，连接到Internet的时候使用公网IP地址，同时在公网地址与私有地址之间有一个对应的转换关系呢?正是基于这种想法，产生了NAT（网络地址转换）。
　　
　　它可以将专用IP地址（如10.x.x.x）转换为一个可全局路由的IPv4地址。也就是说，对于一个局域网而言，无论其中有多少台计算机，只需要有一个可全局路由的IP地址即可。这种方式既节约了IP地址，又能同时满足多个用户的上网需求，它就是组网的首选了。
　　
　　NAT有3种类型，即静态NAT（Static NAT）、NAT池（pooled NAT）和端口NAT（PAT）。 如下图1、图2和图3所示。其中，静态NAT设置起来最为简单，内部网络中的每个主机都被永久映射成外部网络中的某个合法的地址。
　　
　

　　
图1

　　
　　而NAT池则是在外部网络中定义了一系列的合法地址，采用动态分配的方法映射到内部网络中。PAT则是把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。
　　
　

　　
图2

　　
图3

　　
　　根据不同的需要，各种NAT方案都会有利有弊。下面以使用NAT池为例来做进一步说明。
　　
　　使用NAT池，可以从未注册的地址空间中提供被外部访问的服务，也可以从内部网络访问外部网络，而不需要重新配置内部网络中的每台机器的IP地址。
　　
　　采用NAT池意味着可以在内部网中定义很多的内部用户，通过动态分配的办法，共享很少的几个外部IP地址。而静态NAT则只能形成一一对应的固定映射方式。应引起注意的是，NAT池中动态分配的外部IP地址全部被占用后，后续的NAT的IP地址转换申请将会失败。但是，目前许多带有NAT功能的路由器有超时配置功能，可以根据连接的时间来进行调配以缓解IP地址缺少所造成的问题。
　　
　　除了路由器、ADSL或电缆调制解调器网关等硬件设备外，Windows XP/2000/Me/98系统中的“Internet连接共享”也可以实现NAT，还能广泛地适用于各种类型的Internet接入方式。