基于互联网地址协议的应用与发展研究

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1、基于互联网地址协议的应用与发展研究　　[摘要]目前互联网中广泛使用的IP地址协议IPv4面临着诸如地址匮乏等各种各样的问题，无法再采用“打补丁”的方式解决，迫切需要一种新协议的出现，IPv6协议应运而生。IPv6协议具有众多IPv4无法比拟的优势，虽然它仍需经历一段时间较长的发展与完善的历程，但其广泛应用是必然的。　　[关键词]IPv4；IPv6；地址空间；发展；研究　　doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2013.16.048　　[中图分类号]TP393[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2013）16-0077-02　　1IPv4协议简

2、介　　建立计算机网络，首先需要建立一个全网地址系统，为每一台联网主机或路由器分配一个全网唯一的地址，来保证计算机之间的正常通信。这个地址系统就是通过IP协议来实现的。IP即InternetProtocol，它是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4，也就是IPv4协议，IPv4协议从1981年的第一阶段发展至今已经使用了30多年。　　在IPv4协议中，IP地址是一个32位的二进制数。为了书写方便，用点分十进制数来表示。IPv4协议把IP地址分为了5类，分别为A、B、C、D、E类。其中广大计算机网络用户使用的是A、B、C类I

3、P地址，D类和E类用于多播地址或实验来使用。　　2IPv4的不足和缺陷　　随着互联网技术的飞速发展，越来越多的计算机用户要求接入计算机网络。然而，在建立计算机网络初期，设计者们设计的编址方案主要是针对大型机互联，并没有预见到个人计算机和网络会有如此之快的发展速度，因此，现行的IPv4协议渐渐暴露出了它的不足和缺陷，具体体现在以下几个方面。　　2.1地址空间濒临枯竭　　IPv4定义的IP地址共有32位，原则上可以分配232个地址，大约43亿个，除去D类和E类不能被用户使用的地址，可供分配的地址就更少了，目前，IPv4地址已经分配完毕。　　2.2地址分配贫富不均　　举例来说，I

4、Pv4规定A类地址的网络号为8位，主机号为24位，一个A类地址可容纳的主机个数为224-2个，大约有1600多万台主机，即使一个非常大的机构也不可能使用1600多万台主机，存在严重的浪费问题。同理，B类地址的浪费问题也很严重。IP地址的有效利用率很低。　　2.3路由器工作效率低下　　一个网络中分配的IP地址越多，路由表越大，路由器查询速度变慢，时间增长，效率降低，最终会不堪重负。　　3对IPv4有效使用的改进　　针对IPv4的种种问题，研究者提出了几种解决方案。　　3.1划分子网　　将IPv4的两层结构进一步划分为三层结构，通过几个单位共同使用一个A类或B类地址提高IPv4

5、地址利用率。这种方法已普遍应用于IPv4协议中。　　3.2超网技术　　超网技术也被称为无类域间路由CIDR（ClasslessInterDomainRouting）技术。技术核心是将现有的IP地址合并成较大的、具有更多主机地址的路由域，从而减少路由表的大小，减轻路由器的负担，但实质上，使用超网技术并没有扩大IP地址空间。　　3.3网络地址转换NAT技术　　网络地址转换NAT（NetworkAddressTranslation）技术是目前已经广泛应用的技术。其核心是为每一个单位分配一个或少量几个外用的IP地址，用于访问Internet。而在单位内部，给每一台主机分配的是不能够

6、在Internet上直接使用的、内部独立分配的IP地址，这个内部IP地址符合IPv4协议标准，能够在单位内部计算机之间进行通信。但如果单位内部计算机想要访问Internet，必须通过运行网络地址转换NAT的主机或路由器，将内部IP地址转换成外用的IP地址去访问。这样，只给单位分配IP地址即可，个人主机并不分配真正的IP地址，极大地减少了IP地址的分配数量。NAT技术主要应用于内部网络和虚拟专用网络中，以及ISP（InternetServiceProvider）提供的拨号服务上，ISP甚至不给用户分配静态的IP地址，只是随机分配给用户一个动态的IP地址，用完即释放。但是NAT

7、技术增加了计算机网络的隐性成本，它只能算是解决IPv4地址缺乏问题的临时方案。　　4IPv6协议的推出及应用前景　　通过以上内容的分析，要真正解决IPv4协议的不足和缺陷，不能仅仅只在IPv4协议的基础上修修补补，迫切需要一种新协议的出现，那么IPv6协议诞生了。　　IPv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议。单从数量级上来说，IPv6采用128位地址长度，所拥有的地址容量达到2128个，比IPv4多了大约296个，几乎可以不受限制地提供IP地址。IPv6协议可分配的IP地址，达到了在地球的每平方