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从IPv4报头结构分析延长使用寿命策略
作者:佚名  文章来源:不详  点击数2529  更新时间:2007-5-18 3:07:25  文章录入:啊祖  责任编辑:啊祖

>  TCP/IP协议自80年代投入使用以来,经历了ARPANET、NSFNET、商业运营和全球化推广使用等四个阶段,现在IPv4面临被淘汰出局的尴尬处境,本篇文章试图从以下几个方面叙述一个造成今天这种情况的原因。让我们首先分析一下IPv4报头结构,从报头结构我们看到,表示数据包的源和目的的是源地址和目的地址,长度都是32位(以二进制表示的数字长度)。如果地址按平面结构进行分配且做到全球唯一性,即能够表示232个地址,换算成十进制数为4,294,967,296个地址,大约43亿。有一种对IPV4的指责便来源于此,此种看法认为:全球人口大约为60亿,让这60亿人来分43亿的地址,平均为0.717个地址,平均人手不到1个IP地址。如果按照这种思路来看,你有IP地址而我没有,是否是对我个人的不敬,在全球追求平等的大气氛下,确实有失公允。考虑到全球人类的受教育水平,人人拥有一个IP地址,并没有这个必要,即便有这个必要的话,我们也要考察一下申请IP地址的个人是否有将IP这个宝贵资源充分利用的能力,否则便是对资源的无端浪费。从另外一个方面看,IP是Internet的主要协议,是为了解决实际数据通信问题而诞生的,我们没有必要以一个数字去表示自己的身份,这样做是非常荒谬的。

  按类进行地址分配所造成的问题

  上面我们探讨的是IP地址空间按照平面结构实施分配的情况,在Internet中并没有遵循这样简单思路的习惯。考虑到寻址的效率问题,实际采用的是地址层次化分配,早期的地址分配方案将IP地址分为A类、B类、C类、D类和E类。

  A类地址:网络号占8位,主机号占24位,A类IP地址第一比特为0,所能表示的网络数为27-2=126个物理网络,假设每个网络内按照平面结构进行分配,最多容纳224-2=16,777,216,如此A类网络可以利用的IP地址总数为126×16,777,216=2,113,929,216,地址利用效率为2,113,929,216/231=98.4375%。由于早期地址分配的策略问题,分配A类地址是巨大的浪费。最多只能有126个大型网络能够申请到这样的地址。

  B类地址:主机号和网络号各占16位,所能表示的网络数为214-2=16,382,假设每个网络内按照平面结构进行分配,最多容纳216-2=65,534,如此B类网络可以利用的IP地址总数为16,382 × 65,534=1,073,577,988,地址利用效率为1,073,577,988/230=99.9845%。B类网络由于规模较小,地址浪费的情况不是很严重。

  C类地址:网络号占24位,主机号占8位,所能表示的网络数为221-2=2,097,152,每个网络可以容纳28-2=254个地址,如此C类网络可以利用的IP地址总数为254 × 2,097,152=532,676,608,地址利用效率为532,676,608/229=99.21875%。

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