【计算机网络学习笔记07】PPP协议、IP编址、NAT技术

一、PPP协议

是TCP/IP网络中最重要的点到点的数据链路层协议。

1 PPP协议的组成

1）链路控制协议：建立并维护数据链路连接（身份验证）。
2）网络控制协议：为网络层协议建立和配置不同的逻辑连接。

2 PPP协议的帧结构

3 PPP协议的协商过程

4 PPP协议身份验证方式

PAP认证（两次握手协议）

CHAP认证（三次握手协议）

二、IP编址

IP地址唯一标示一台网络设备，由32个二进制位组成

IP地址采用点分十进制格式显示

IP地址分为两部分
 网络地址部分
 主机地址部分

1 IP地址分类

A类地址：1.0.0.0~126.255.255.255 掩码：255.0.0.0
B类地址：128.0.0.0~191.255.255.255 掩码：255.255.0.0
C类地址：192.0.0.0~223.255.255.255 掩码：255.255.255.0
D类地址：224.0.0.0~239.255.255.255 （组播地址）
E类地址：240.0.0.0~255.255.255.255 （保留地址）

2 私有IP地址和公有IP地址

1）私有IP地址（专有IP地址）：在某一局域网内部使用的IP地址，该地址不能在互联网上进行路由。
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

2）公有IP地址：接入因特网的主机或设备接口必须具有一个唯一的IP地址，该地址可在因特网上进行路由。

3 IP协议报文

IP协议是TCP/IP协议族中最为核心的协议。它提供不可靠、无连接的服务，依靠其他层的协议进行差错控制。

三、NAT技术

NAT不仅完美的解决了IP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏内部网络的结构，并保护网络内部的计算机。

1 NAT术语

1）内部本地网络：
连接到属于私有LAN的路由器接口的网络。

2）外部全局网络：
与LAN外部的路由器相连的网络，它们不能识别LAN中主机的私有IP地址。

3）内部本地地址：
内部网络主机配置的私有IP地址。

4）内部全局地址：
外部网络看到的内部主机的IP地址，这是转换后的IP地址。

5）外部本地地址：
本地网络发送分组时使用的目标地址，与外部全局地址相同。

6）外部全局地址：
外部主机实际使用的公有IP地址，从全局可路由地址空间分配。

2 NAT实现方式

1）静态转换（静态NAT）
将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，某个私有IP地址只能转换为某个固定的公有IP地址。

2）动态转换（动态NAT）
将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址时，IP地址是不确定的、随机的，所有被授权访问Internet的私有IP地址可以随机转换为任何指定的合法的公有IP地址。

3）端口多路复用（NAPT）
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。
内部网络的所有主机均可共享一个合法的外部IP地址实现对Internet的访问，从而最大限度地节约IP地址资源，又可隐藏网络内部的所有主机，防止来自Internet的攻击。

作者： 梁文婷
排版： 胖虎
初审： 正山小种
复审： 二月二

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