扩展IP地址

二、扩 展 I P 地 址

Internet的发展快的令人难以置信。这种迅猛发展导致了地址方面的两大挑战：
*IP地址的耗尽
*路由表的增长和可管理性

IP寻址解决方案：
通过在IP地址中启用更多的分级层来减慢IP地址的消耗及减少Internet路由表条目的量。这些解决方案包括：
*子网掩码
*私有网络的地址分配
*网络地址转换（NAT）
*体系化编址
*可变长度子网掩码（VLSM）
*路由归纳
*无类别域间路由（CIDR）

IP地址所属类别：
地址的第一字节（十进制）地址类别
1~126A类
128~191B类
192~223C类
224~239D类
240~255E类
D类地址还没有被广泛使用，它是多目组播地址；一些路由选择协议所使用的D类多目组播地址如下：
OSPF-----224.0.0.5和224.0.0.6
RIPv2-----224.0.0.9
EIGRP----224.0.0.10

体系化编址:
体系化编址很像我们打电话一般,每个电话局并不需要知道全国的电话号码,你打电话如果第一位不是0的话总机就到自己的电话条目中找到链路然后接过, 如果是0,那么它就看是那个区号,比如是0791-6221155,它就把这信息传给南昌电话局(0791)由南昌话局找到6221155这链路并接通,这样自己的总机就不需要存有外地的话条目了, 让别人也有口饭吃吧J,原理同样可以用在路由器中.

体系化编址的优点:
*减少路由条目的数量
路由归纳是当我们采用了一种体系化编址规划后的一种用一个IP地址代表一组IP地址的集合的方法.通过对路由进行归纳,我们能够将路由表条目保持为可管理的, 而它可以带来以下益处:
------提高路由(转发)效率;
------当重新计算路由表或通过路由表条目检索一个匹配时,所需的CPU周期数减少了;
------降低了对路由器的内存需求
------在网络发生变化时可以更快的收敛
------容易排错

*有效的地址分配
体系化编址使我们能够利用所有可能的地址,因为我们的地址分组是连续的;

可变长度子网掩码 (VLSM)
VLSM提出供了在一个主类(A、B、C类)网络内包含多个子网掩码的能力，以及对一个子网的再进行子网划分的能力。它的优点如下：
*对IP地址更为有效的使用-如果不采用VLSM，公司将被限制为在一个A、B、C类网络号内只能使用一个子网掩码；
*就用路由归纳的能力更强-VLSM允许在编址计划中有更多的体系分层，因此可以在路由表内进行更好的路由归纳。

路由归纳
在大型互连网络中，存在着成百上千的网络。在这环境中，一般不希望路由器在它的路由表中保存所有的这些路由。路由归纳（也被子称为路由聚合或超网s upernetting）可以减少路由器必须保存的路由条目数量，因为它是在一个归纳地址中代表一系列网络号的一种方法。
在大型 、复杂的网络中使用路由归纳的另一个优点是它可以使其它路由器免受网络拓朴结构变化的影响。

只有在就用了一个正确的地址规划时，路由归纳才能可行和最有效，在子网环境中，当网络地址是以2的指数形式的连续区块时，路由归纳是最有效的。

路由选择协议根据共享网络地址部分来归纳或聚合路由。无类别路由选择协议---OSPF和EIGRP-支持基于子网地址，包括VLSM编者按址的路由归纳。有类别路由选择协议- RIPv1和IGRP-自动地在有类别网络的边界上归纳路由。有类别路由选择协议不支持在任何其它比特边界上的路由归纳，而无类别路由选择协议支持在任何比特边界上的路由归纳。
因为路由表的条目少了，路由归纳可以减少对路由器内存的占用，减少路由选择协议造成的网络流量。要使网络中的路由归纳能够正确的工作，必须满足下面要求：
*多个IP地址必须共享相同的高位比特；
*路由选择协议必须根据32比特的IP地址和高达32比特的前缀长度来作出路由转发决定
*路由更新必须将前缀长度（子网掩码）与32比特的IP地址一起传输。

Cisco路由器中路由归纳的操作
CISCO通过以下两种方法来管理路由归纳：
*发送路由归纳
*从路由归纳中选择路由

地址不连续的子网是指由其它不同的主类网络所分开的同一主类网络中的一些子网

路由选择协议对路由归纳的支持情况
协议是否在有类别网络边界自动归纳？能否关闭自动归纳是否能够在的类别网络边界之外进行归纳
RIPv1是否否
RIPv2是是否
IGRP是否
EIGRP是是是
OSPF否--是

无类别域间路由（CIDR）
CIDR是开发用于帮助减缓IP地址和路由表增大问题的一项技术。CIDR的理念是多个C类地址块可以被组合或聚合在一起生成更大的无类别I P地址集（也就是说允许有更多的主机）。成块的C类地址是分配给各个ISP的

在串行接口上使用无编号IP地址
要在不给接口分配一个明确IP地址的前提出下在串行接口上启用IP处理功能，可以使用 "ip unnumbered type number"接口配置命令。在该命令中"type number"是路由器上具有分配的IP地址的另一个接口（该接口被称为指定接口或参考接口，即无编号接口从其处借用IP地址的那个接口）的类型和编号。它不能是另一个无编号接口。如果要关闭串行接口中的I P处理功能，可心使用该命令的NO形式。

无编号接口的限制：
*使用HDLC、PPP、LAPB、SLIP协议的串行接口，以及隧道接口可以采用无编号方式。不能在X。25或交换式多兆位数据服务SMDS接口上使用无编号接口配置命令。
*我们不能使用PING命令来确定无编号接口是否已经UP了，因为该接口没有地址。SNMP可以远程监控该接口状态。
例子：
Interface Ethernet0 Ip address 10.1.1.1 255.255.255.0!interface Serial0 ip unnumbered Ethernet0

使用帮助地址（Helper Address）

路由器是不转达发广播的，帮助地址通过将这些广播数据包直接转发到目标服务器而帮助客户机和服务器建立联系。

帮助地址命令将广播性目的地地址改变为单点传达室送地址（或一个定向的广播-在某个子网内的本广播），使该广播消息可以被路由到一个具体的目的地而不是所有地方

使用"ip helper-address address"接口配置命令配置一个可能会接收到广播的接口。在该命令中"ADDRESS"是指在转发用户数据报协议（UDP）广播时所使用的目的地地址。该指定地址可以是远程服务器的单点传送地址或定向广播地址。

如果定义了"ip helper-address address"命令，为8个缺省UDP端口进行转发的功能就被自动启用，它们是：TFTP（69）、DNS（53）、时间（37）、NETBIOS服务（137）、N ETBIOS数据报服务（138）、BOOTP服务器（67）、BOOTP客户机（68）和终端访问控制器访问控制系统TACACS（49）。
如果定义了"ip helper-address address"命 令 和 指 定 了 这 8 个 U D P端 口 的"ip forward-protocol udp"命令，那么寻址这8个UDP端口的广播数据包将被自动转发。

"ip forward-protocol"描述：
"ip forward-protocol"命令描述
udpUDP-传输层协议
port(任选)当指定了"udp"关键字时，可以定义UDP目的地端口号或端口名
nd网络磁盘；无盘Sun工作站使用的一种老的协议
sdns网络安全协议

实例：
Interface Ethernet 0 Ip address 172.16.1.100 255.255.255.0 Ip helper-address 172.16.2.2!ip forward-protocol udp 3000no ip forward-protocol udp tftp

"ip helper-address"命令必须被配置在接收到最初客户广播数据包的路由器接口上。
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