IP地址规划和分配问题笔记

地址包括公网和专用（私有）两种类型，公网IP中使用的IP类地址；而专用（私有）IP和C预留的（169.254.0.0 -- 169.254.255.255][color=rgb(85,]一、可全局路由（公网）的IP][color=rgb(85,]网络中的每一台计算机都需要一个IP接入商那里获取足够的IP地址，即使是拥有几百台计算机的局域网，因此应该考虑如何合理利用有限的IP][color=rgb(85,]地址

地址不够用。所以一般只在下面两种情况下才采用这种方案：

IP][color=rgb(85,]、动态分配IP][color=rgb(85,]地址的方式。

台计算机，而须要使用计算机的却有15][color=rgb(85,]地址，那么，每台计算机就会自动获取一个IP地址。但是动态分配IP地址也不是随时适用的，当网络内的计算机的数量达到上百台之多时，几个动态IP地址显然不够用，那怎么办呢？这就要采用下面的方法来解决。

3、采用NAT（Network Address Translation，网络地址转换）方式

既然不接入Internet的网络可以任意使用专用IP地址，那么能不能有这样一个方案，即在网络内部使用专用IP地址，连接到Internet的时候使用公网IP地址，同时在公网地址与私有地址之间有一个对应的转换关系呢?正是基于这种想法，产生了NAT（网络地址转换）。

它可以将专用IP地址（如10.x.x.x）转换为一个可全局路由的IPv4地址。也就是说，对于一个局域网而言，无论其中有多少台计算机，只需要有一个可全局路由的IP地址即可。这种方式既节约了IP地址，又能同时满足多个用户的上网需求，它就是组网的首选了。

NAT有3种类型，即静态NAT（Static NAT）、NAT池（pooled NAT）和端口NAT（PAT）。 如下图1、图2和图3所示。其中，静态NAT设置起来最为简单，内部网络中的每个主机都被永久映射成外部网络中的某个合法的地址。

图1

而NAT池则是在外部网络中定义了一系列的合法地址，采用动态分配的方法映射到内部网络中。PAT则是把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。

图2

图3 根据不同的需要，各种NAT方案都会有利有弊。下面以使用NAT池为例来做进一步说明。

使用NAT池，可以从未注册的地址空间中提供被外部访问的服务，也可以从内部网络访问外部网络，而不需要重新配置内部网络中的每台机器的IP地址。

采用NAT池意味着可以在内部网中定义很多的内部用户，通过动态分配的办法，共享很少的几个外部IP地址。而静态NAT则只能形成一一对应的固定映射方式。应引起注意的是，NAT池中动态分配的外部IP地址全部被占用后，后续的NAT的IP地址转换申请将会失败。但是，目前许多带有NAT功能的路由器有超时配置功能，可以根据连接的时间来进行调配以缓解IP地址缺少所造成的问题。

除了路由器、ADSL或电缆调制解调器网关等硬件设备外，Windows XP/2000/Me/98系统中的“Internet连接共享”也可以实现NAT，还能广泛地适用于各种类型的Internet接入方式。

4、代理服务器分配

NAT地址转换方式虽然好，但也有其自身的缺陷。简单地说，就是只能简单地进行IP地址转换，而无法实现文件缓存，从而降低了Internet访问流量，无法实现快速的Internet访问。

代理服务器与NAT的工作原理不太一样，它并不只是简单地做地址转换，而是代理网络内的计算机访问Internet，并把访问的结果返回给当初提出该请求的用户，同时，把访问的结果保存在缓存中。当网络用户发出下一Internet请求时，服务器将首先检查缓存中是否保存有该页面的内容，如果有，立即从缓存中调出并返还给请求者；如果没有，则向Internet发送请求，并再次将访问结果保存起来，以备其他用户访问之需。

除此之外，代理服务器还具有部分网络防火墙的功能：可以对外隐藏网络内的计算机，提高网络安全性；可以限制某些计算机对Internet的访问；在带宽较窄的情况下限制Internet流量；可以禁止对某些网站的访问等。

如此看来，代理服务器要比单纯的NAT更适合大中型网络的Internet共享接入。不过，采用代理服务器的缺点也是有的，那就是还需要额外添置一台服务器，另外，代理服务器的设置也比较复杂。但考虑到单位内部的具体应用情况，使用代理服务器是最恰当不过的了。

二、专用（私有）IP地址的分配方式

可全局路由的IP地址的分配方案算是确定了，它既解决了IP地址不足的问题，同时又提升了Internet访问速度。接下来，就应该着手处理专用IP地址的分配了。

首先，要考虑选用哪一段专用IP地址。小型企业可以选择“192.168.0.0”地址段，大中型企业则可以选择“172.16.0.0”或”10.0.0.0”地址段。

如果我们根据网络中计算机的数量来决定需采用的IP地址，这个方案肯定是行不通的。因为这样做会受到将来网络状况变化的限制，假如不久后企业决定又要购进一批计算机，整个网络就可能因为选取的IP地址不合适而导致重新设计。

其实网络的划分并不是很复杂，只要考虑到在可预见的将来的网络情况就可以了，同时要注重它的通用性及其稳定性。

其次，就是IP地址的分配方式了。假如企业的服务器操作系统采用的是Windows NT/2000/2003 Server系统， 客户器采用Windows 98/me/2000/XP系统；Windows为TCP/IP客户端提供了3种配置IP地址的方法，用于满足Windows用户对网络的不同需求。具体采用哪种IP地址分配方式，可由网络管理员根据网络规模和网络应用等具体情况而定。

1、手工分配

手工设置IP地址也是经常使用的一种分配方式。在以手工方式进行设置时，需要为网络中的每一台计算机分别设置4项IP地址信息（IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器地址）。所以，在通常情况下，被用于设置网络服务器、计算机数量较少的小型网络（比如几台到十几台的小型网络），或者用于分配数量较少公用IP地址。

手工设置的IP地址为静态IP地址，在没有重新配置之前，计算机将一直拥有该IP地址。因此，既可以据此访问网络内的某台计算机，也可以据此判断计算机是否已经开机并接入网络。不过，默认网关和DNS地址必须是计算机所在的网段中的IP地址，而不能填写其他网段中的IP地址。

在Windows 98/me/2000/XP系统下，手工设置一台计算机的IP地址。具体的配置方法如下，在完成网卡驱动程序的安装之后，重新启动计算机进入系统，用鼠标右键单击桌面上的“网上邻居”图标，选择属性，这时可以发现在其中已经自动安装好了TCP/IP协议，选择并单击它下面的“属性”按钮，这时会弹出TCP/IP属性的对话框，在“IP地址”选项卡里，把“自动获取IP地址”改为“指定IP地址”，这时原本灰色的不能填写的IP地址和子网掩码就可以由自己来指定了。

2、DHCP分配

为了使TCP/IP协议更加易于管理，微软和几家厂商共同建立了一个Internet标准----动态主机配置协议（Dynamic Host configuration Protocol，DHCP），由它提供自动的TCP/IP配置。DHCP服务器为其客户端提供IP地址、子网掩码和默认网关地址等各种配置。

网络中的计算机可以通过DHCP服务器自动获取IP地址信息。DHCP服务器维护着一个容纳有许多IP地址的地址池，并根据计算机的请求而出租。DHCP是Windows默认采用的地址分配方式。

默认情况下，Windows 98/me/2000/XP系统都使用DHCP来进行IP地址的分配，所以，如果仍然选择DHCP来分配和管理IP地址，网管工作将会减轻很多，而且可以很方便地配置客户机。我们所要做的就是维护好一台DHCP服务器即可。

3、自动专用IP寻址

自动专用IP寻址（APIPA，Automatic Private IP Addressing）可以为没有DHCP服务器的单网段网络提供自动配置TCP/IP协议的功能。默认情况下，运行Windows 98/Me/2000/XP的计算机首先尝试与网络中的DHCP服务器进行联系，以便从DHCP服务器上获得自己的IP地址等信息，并对TCP/IP协议进行配置。如果无法建立与DHCP服务器的连接，则计算机改为使用APIPA自动寻址方式，并自动配置TCP/IP协议。

使用APIPA时，Windows将在169.254.0.1--169.254.255.254的范围内自动获得一个IP地址，子网掩码为255.255.0.0，并以此配置建立网络连接，直到找到DHCP服务器为止。

因为APIPA范围内指定的IP地址是由网络编号机构（IANA）所保留的，这个范围内的任何IP地址都不用于Internet。因此，APIPA仅用于不连接到Internet的单网段的网络，如小型公司、家庭、办公室等。

值得注意的是，APIPA分配的IP地址只适用于一个子网的网络。如果网络需要与其他的私有网通讯，或者需接入Internet时，就不能使用APIPA这种分配方式了。

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