江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

ip地址|IP 基础知识“全家桶”，45 张图一套带走( 九 )


可以发现 ， DHCP 交互中 ，全程都是使用 UDP 广播通信 。
咦 ， 用的是广播 ， 那如果 DHCP 服务器和客户端不是在同一个局域网内 ， 路由器又不会转发广播包 ， 那不是每个网络都要配一个 DHCP 服务器？
所以 ， 为了解决这一问题 ， 就出现了 DHCP 中继代理 。
有了 DHCP 中继代理以后 ，对不同网段的 IP 地址分配也可以由一个 DHCP 服务器统一进行管理 。
ip地址|IP 基础知识“全家桶”，45 张图一套带走
文章图片

文章图片

DHCP 中继代理DHCP 客户端会向 DHCP 中继代理发送 DHCP 请求包 ， 而 DHCP 中继代理在收到这个广播包以后 ， 再以 单播 的形式发给 DHCP 服务器 。服务器端收到该包以后再向 DHCP 中继代理返回应答 ， 并由 DHCP 中继代理将此包转发给 DHCP 客户端。
因此 ， DHCP 服务器即使不在同一个链路上也可以实现统一分配和管理IP地址 。
NAT
IPv4 的地址是非常紧缺的 ， 在前面我们也提到可以通过无分类地址来减缓 IPv4 地址耗尽的速度 ， 但是互联网的用户增速是非常惊人的 ， 所以 IPv4 地址依然有被耗尽的危险 。
于是 ， 提出了一个种 网络地址转换 NAT的方法 ， 再次缓解了 IPv4 地址耗尽的问题 。
简单的来说 NAT 就是在同个公司、家庭、教室内的主机对外部通信时 ， 把私有 IP 地址转换成公有 IP 地址 。
ip地址|IP 基础知识“全家桶”，45 张图一套带走
文章图片

文章图片

NAT
那不是 N 个 私有 IP 地址 ， 你就要 N 个公有 IP 地址？这怎么就缓解了 IPv4 地址耗尽的问题？这不瞎扯吗？
确实是 ， 普通的 NAT 转换没什么意义 。
由于绝大多数的网络应用都是使用传输层协议 TCP 或 UDP 来传输数据的 。
因此 ， 可以把 IP 地址 + 端口号一起进行转换 。
这样 ， 就用一个全球 IP 地址就可以了 ， 这种转换技术就叫 网络地址与端口转换 NAPT 。
很抽象？来 ， 看下面的图解就能瞬间明白了 。
ip地址|IP 基础知识“全家桶”，45 张图一套带走
文章图片

文章图片

NAPT
图中有两个客户端 192.168.1.10 和 192.168.1.11 同时与服务器 183.232.231.172 进行通信 ， 并且这两个客户端的本地端口都是 1025 。
此时 ，两个私有 IP 地址都转换 IP 地址为公有地址 120.229.175.121 ， 但是以不同的端口号作为区分 。
于是 ， 生成一个 NAPT 路由器的转换表 ， 就可以正确地转换地址跟端口的组合 ， 令客户端 A、B 能同时与服务器之间进行通信 。
这种转换表在 NAT 路由器上自动生成 。例如 ， 在 TCP 的情况下 ， 建立 TCP 连接首次握手时的 SYN 包一经发出 ， 就会生成这个表 。而后又随着收到关闭连接时发出 FIN 包的确认应答从表中被删除 。
NAT 那么牛逼 ， 难道就没缺点了吗？
当然有缺陷 ， 肯定没有十全十美的方案 。
由于 NAT/NAPT 都依赖于自己的转换表 ， 因此会有以下的问题：外部无法主动与 NAT 内部服务器建立连接 ， 因为 NAPT 转换表没有转换记录 。转换表的生产与转换操作都会产生性能开销 。通信过程中 ， 如果 NAT 路由器重启了 ， 所有的 TCP 连接都将被重置 。
如何解决 NAT 潜在的问题呢？
解决的方法主要两种方法 。
第一种就是改用 IPv6
IPv6 可用范围非常大 ， 以至于每台设备都可以配置一个公有 IP 地址 ， 就不搞那么多花里胡哨的地址转换了 ， 但是 IPv6 普及速度还需要一些时间 。
第二种 NAT 穿透技术


推荐阅读


上一篇：跨境电商|菜鸟北方最大自有跨境电商仓库在天津投入使用

下一篇：NASA|银河系中心为什么是凸起的？NASA发表新的研究报告