校园IP地址规划

中文摘要I校园IP地址规划摘要IP地址规划是校园网建设的一个重要部分,良好的IP地址规划能够有效地控制网络冲突、病毒的扩散速度,减少不必要的管理和维护工作,提高工作效率。IP地址规划往往涉及部门需求、用户数量、VLAN划分、地址分配、VLAN路由、地址转换等多个方面,提出了把校园网IP地址规划方案分为公网IP地址划分和私有IP地址划分两部进行规划设计的方案,此方案在本学院的实际环境中运行半年,效果良好。关键词:IP地址;VLAN;DHCP;NAT；数字化校园；校园网IP规划目录1引言...................................................................22IP地址简介...........................................................22.1IP地址的结构.....................................................22.2IP地址分类.......................................................32.3子网与子网掩码....................................................32.4NAT地址转换......................................................42.4.1NAT简介....................................................42.4.2NAT实现方式................................................42.5VLAN虚拟局域网..................................................52.5.1组建VLAN的条件.............................................52.5.2VLAN的标准.................................................72.5.3划分VLAN的基本策略.........................................82.6DHCP动态主机配置协议.............................................93高职院校校园网IP地址的规划............................................93.1校园网IP地址种类分析...........................................93.2校园网IP地址规划原则...........................................103.3IP地址分配方案..................................................11结论....................................................................13参考文献................................................................14致谢....................................................错误!未定义书签。1引言社会不断发展,我们已经步入数字信息时代。计算机技术日新月异,计算机网络飞速发展,使得局域网的应用也日益广泛。校园网,是中小型局域网的典型代表,具有灵活、快速、方便管理等特点,发展快速。它自身还有许多的特点,分布地域广、结构复杂、应用多、有不同的出口、用户群体结构复杂。因此必需要有良好的规划,才能建设水平高、运行良好、资源丰富、应用广泛的数字校园网。校园网的规划是一个庞大的工程,包括很多方面的规划,如网络结构规划、综合布线规划、软件硬件规划、IP地址规划和机房规划等。本论文只讨论校园网的IP地址规划。2IP地址简介Internet上的每台主机(Host)都有一个唯一的IP地址。IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet能够运行的基础。IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为0～255，段与段之间用句点隔开。例如159.226.1.1。ip地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他（她）的地址，这样邮递员才能把信送到，计算机发送信息是就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址使用文字来表示的，计算机的地址用十进制数字表示。众所周知,在电话通讯中,电话用户是靠电话号码来识别的。同样,在网络中为了区别不同的计算机,也需要给计算机指定一个号码,这个号码就是“IP地址”。2.1IP地址的结构IP地址是IP协议用来标识网络中主机、路由器和网关等设备的不同接口。IP地址就相当于网络设备接口的身份证。从网络的层次结构考虑,一个IP地址必须指明两点:属于哪个网络,是这个网络中的哪台主机,因此IP地址的结构为“网络号＋主机号”,其网络地址和主机地址的位数因网络的规模大小而不同。2.2IP地址分类IP地址分为A、B、C、D、E五类。常用的是B和C两类。(1)．A类IP地址一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”，地址范围从0.0.0.1到126.0.0.0。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机。(2)．B类IP地址一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机。(3)．C类IP地址一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。Ip地址类型网络号码范围可能的主机地址个数A类0.0.0.0---127.0.0.016777214个B类128.0.0.0—191.254.0.065534个C类192.0.0.0--223.254.254.0254个(4)．D类地址用于多点广播（Multicast）。D类IP地址第一个字节以“lll0”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。(5)．E类IP地址以“llll0”开始，为将来使用保留。全零（“0．0．0．0”）地址对应于当前主机。全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址。2.3子网与子网掩码为了提高IP地址的使用效率,将二级结构中的主机号部分进一步划分为子网号和主机号,IP地址的结构便变成了“网络号＋子网号＋主机号”的三级结构。这样就使得IP地址有了一定的内部层次结构,这种层次结构便于IP地址的分配和管理。2.4NAT地址转换2.4.1NAT简介NAT(NetworkAddressTranslation)即地址转换，就是把在内部网络中使用的IP地址转换成外部网络中使用的IP地址,把不可路由的IP地址转化成可路由的IP地址,对外部网络隐蔽内部网络的结构。通过NAT,可以节省NIC注册的IP地址。内部地址是因特网地址分配组织规定的以下三类网络地址(又叫保留地址或私有地址):10.0.0.0-10.255.255.255172.16.0.0-172.31.255.255192.168.0.0-192.168.255.255这3个网络的地址不会在英特网上被分配,任何一个局域网都可以使用。使用私有网络地址的主机与互联网上的主机通信时,要通过地址转换技术,将私有地址转换成公有地址。2.4.2.NAT实现方式NAT的实现方式有三种，即静态转换StaticNat、动态转换DynamicNat和端口多路复用OverLoad。静态转换,是指将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，IP地址对是一对一的，是一成不变的，某个私有IP地址只转换为某个公有IP地址。借助于静态转换，可以实现外部网络对内部网络中某些特定设备(如服务器)的访问。动态转换，是指将内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时，IP地址是不确定的，是随机的，所有被授权访问上Internet的私有IP地址可随机转换为任何指定的合法IP地址。也就是说，只要指定哪些内部地址可以进行转换，以及用哪些合法地址作为外部地址时，就可以进行动态转换。动态转换可以使用多个合法外部地址集。当ISP提供的合法IP地址略少于网络内部的计算机数量时。可以采用动态转换的方式。端口多路复用(PortaddressTranslation,PAT)是指改变外出数据包的源端口并进行端口转换，即端口地址转换(PAT，PortAddressTranslation).采用端口多路复用方式。内部网络的所有主机均可共享一个合法外部IP地址实现对Internet的访问，从而可以最大限度地节约IP地址资源。同时，又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自internet的攻击。因此，目前网络中应用最多的就是端口多路复用方式2.5VLAN虚拟局域网VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)即虚拟局域网,是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域(或称虚拟LAN,即VLAN),每一个VLAN都包含一组有相同需求的计算机主机,与物理上形成的LAN有着相同的属性。但由于它是逻辑地址划分而不是物理地址划分,所以同一个VLAN内的各个主机无须被放置在同一个物理空间里,即这些主机不一定属于同一个物理LAN网段[2]。一个VLAN内部的广播和单播流都不会转发到其他VLAN中,即使是两台计算机有着同样的网段,它们却没有相同的VLAN号,它们各自的广播流也不会相互转发,从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。2.5.1组建VLAN的条件VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。当网络中的不同VLAN间进行相互通信时，需要路由的支持，这时就需要增加路由设备——要实现路由功能，既可采用路由器，也可采用三层交换机来完成。同时还严格限制了用户数量.1.根据端口来划分VLAN许多VLAN厂商都利用交换机的端口来划分VLAN成员。被设定的端口都在同一个广播域中。例如，一个交换机的1，2，3，4，5端口被定义为虚拟网AAA，同一交换机的6，7，8端口组成虚拟网BBB。这样做允许各端口之间的通讯，并允许共享型网络的升级。但是，这种划分模式将虚拟网限制在了一台交换机上。第二代端口VLAN技术允许跨越多个交换机的多个不同端口划分VLAN，不同交换机上的若干个端口可以组成同一个虚拟网。以交换机端口来划分网络成员，其配置过程简单明了。因此，从目前来看，这种根据端口来划分VLAN的方式仍然是最常用的一种方式。2.根据MAC地址划分VLAN这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置它属于哪个组。这种划分VLAN方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，VLAN不用重新配置，所以，可以认为这种根据MAC地址的划分方法是基于用户的VLAN，这种方法的缺点是初始化时，所有的用户都必须进行配置，如果有几百个甚至上千个用户的话，配置是非常累的