计算机网络基础 第五章——网络层 知识点（上）

5.1网络层与IP协议

1.网络层的主要功能

网络层是 OSI 参考模型中的第三层，它的主要功能包括以下几个方面：

1. 路由选择：确定数据传输的最佳路径，将数据包从源节点发送到目标节点。
2. 寻址：为网络中的节点分配唯一的地址，便于识别和区分不同的设备。
3. 拥塞控制：避免网络拥塞，通过流量控制和分组丢弃等机制，平衡网络负载。
4. 互联不同网络：实现不同类型网络之间的连接和通信，例如局域网与广域网的互联。
5. 分组转发：根据路由表，将数据包从一个节点转发到另一个节点，直至到达目标节点。
6. 流量控制：协调源节点和目标节点之间的数据传输速率，确保网络的稳定和高效运行。
7. 网络互连：提供异构网络之间的互连功能，使得不同网络能够相互通信和共享资源。
8. 协议转换：对不同网络协议进行转换和适配，确保不同网络之间的互操作性。

网络层的功能使得数据能够在复杂的网络环境中进行传输和交换，实现了全球范围内的互联网通信。这些功能对于确保网络的可靠性、高效性和安全性起着至关重要的作用。

2.IP协议的发展与演变

图中给出了IPv4协议的研究与发展的过程示意图。

(1)在讨论IPv4协议的研究与发展过程时，首先应该肯定IPv4协议对Internet的发展 产生很重要的作用。早期设计的IP分组结构、IPv4地址、网络层服务质量QoS都不能够满 足Internet大规模发展的要求。今后除了计算机之外,各种智能手机以及移动数字终端都 要在IP网络环境中工作,因此IP协议必然要进行改进。

(2) IPv4协议发展的过程可以从不变和变化两个部分去认识。IPv4 协议中对于分组结构与分组头结构的规定是不变的;变化的部分可以从IP地址处理方法、分组交付 的路由算法与路由选择协议，以及如何提高协议的可靠性、服务质量与安全性等三个方面来认识。

(3)凡事都有一个限度。当Internet规模发展到- - 定程度时，修改和完善IPv4已显得 无济于事时,最终人们不得不期待着研究一种新的网络层协议，去解决IPv4协议面临的所有困难,这个新的协议就是IPv6协议。

2011年国际IP地址管理部门宣布:在2011年2月3日的美国迈阿密会议上,最后5 块IPv4地址被分配给全球5大区域Internet注册机构之后,IPv4地址全部分配完毕。现实 让人们深刻地认识到:IPv4向IPv6的过渡已经迫在眉睫。

5.2.IPV4协议的基本内容

1. IP 协议的特点。

●IP协议是一种无连接、不可靠的分组传送服务的协议。

●IP协议提供的是一种“尽力而为(best-effort) 的服 务。

●IP协议是针对源主机一路由器、路由器一路由器、路由器一目的主机之间的数据传输的点一点的网络层通信协议。

●IP协议屏蔽了互联的网络在数据链路层、物理层协议 与实现技术上的差异。

2.IP 数据报有哪两部分构成? IP 报头的长度是多 少?

IP 数据报由报头和数据两部分构成。报头包含了有关数据报的重要信息，如源 IP 地址、目标 IP 地址、协议类型等，而数据部分则是实际要传输的用户数据。

IP 报头的长度是可变的，但通常为 20 字节到 60 字节之间。具体的报头长度取决于报头中包含的选项字段。然而，在大多数情况下，IP 报头的长度为 20 字节，因为这是基本的 IP 报头大小，不包含任何可选字段。

需要注意的是，IP 报头的长度可以通过选项字段进行扩展，以支持各种功能和需求。选项字段可以提供诸如路由记录、时间戳、安全等附加信息。但这些选项字段并不是必需的，因此在一般的 IP 数据报中并不常见。

3.IP 报头的各个域的作用。

IP 报头的各个域都有其特定的作用，以下是一些常见域的简要介绍：

1. 版本号（Version）：标识 IP 协议的版本。
2. 头部长度（Header Length）：指示 IP 报头的长度，以 32 位字（4 字节）为单位。
3. 服务类型（Type of Service）：用于区分不同类型的数据包，以支持 QoS（Quality of Service）功能。
4. 总长度（Total Length）：表示整个 IP 数据报的长度，包括报头和数据部分。
5. 标识符（Identification）：用于唯一标识每个 IP 数据报，帮助重组分片的数据报。
6. 标志（Flags）：包含多个标志位，如是否允许分片、是否最后一片等信息。
7. 片偏移（Fragment Offset）：在分片情况下，指定该片在原始数据报中的偏移量。
8. 生存时间（Time to Live）：限制 IP 数据报在网络中的传输时间或跳数。
9. 协议（Protocol）：指示上层协议类型，如 TCP、UDP 等。
10. 头部校验和（Header Checksum）：用于检查 IP 报头的完整性和正确性。
11. 源 IP 地址（Source IP Address）：标识数据报的发送源地址。
12. 目标 IP 地址（Destination IP Address）：指定数据报的目的接收地址。
13. 可选字段（Options）：包括各种可选的功能和信息，如路由记录、安全等。

这些域共同提供了关键的信息，用于 IP 协议的路由选择、数据包的传输和处理。它们在网络通信中起着重要的作用，确保数据的正确传输和交付。具体的域和功能可能会根据 IP 协议的不同版本和实现有所差异。如果你需要更详细的信息，可以参考相关的 IP 协议规范文档。

4.为什么要进行IP数据报分片?分片与IP报头的 哪几个域有关? 

IP 数据报分片的主要原因是由于以下几个因素：

1. 链路的 MTU（Maximum Transmission Unit）限制：不同的网络链路可能具有不同的最大传输单元（MTU）限制。如果 IP 数据报的大小超过了链路的 MTU，就需要将其分片，以适应较小的 MTU。
2. 网络异构性：网络中的设备可能具有不同的处理能力和特性。分片可以使较大的 IP 数据报适用于各种网络环境，确保数据能够成功传输。
3. 提高网络效率：通过分片，可以将一个大的数据报分成多个较小的片段，更灵活地适应网络中的拥塞和链路故障情况。

分片与 IP 报头中的以下几个域密切相关：

1. 总长度（Total Length）：该域指示整个 IP 数据报的长度，包括报头和数据。分片时，需要根据链路的 MTU 限制来确定每个分片的大小。
2. 标识符（Identification）：分片时，每个分片都会复制原始数据报的标识符。这用于在接收端重组分片。
3. 标志（Flags）：标志域中的位用于指示是否允许分片以及该分片是否为最后一片。
4. 片偏移（Fragment Offset）：分片的偏移量用于确定该片在原始数据报中的位置，以便在接收端正确重组。
5. 头部校验和（Header Checksum）：每个分片的头部都会计算校验和，以检查分片头部的完整性。

通过利用这些域，IP 协议能够在需要时对数据报进行分片，并在接收端进行重组，以确保数据的可靠传输。分片机制使得 IP 协议能够适应不同大小的链路和网络条件，但分片也可能增加网络开销和延迟。在实际应用中，需要根据具体情况权衡分片的使用。

5.3.IPV4地址

1. IPV4地址技术发展的4个阶段

(1)第一个阶段:标准分类的IP地址

第一阶段是指IPv4采用的是标准分类的IP地址。按照标准分类的IP地址,A类地址 的网络号长度为7位,实际允许分配A类地址的网络只能有125个。B类地址的网络号长 度为14位，允许分配B类地址的网络只能有16384个。

(2)第二个阶段:划分子网的三级地址结构

第二阶段是在标准分类的IP地址的基础上,增加子网号的三级地址结构。标准分类的 IP地址在使用过程中,暴露出的第-一个问题是地址有效利用率低。针对标准分类地址利用 率低的问题，1991年研究人员提出子网subnet和掩码mask的概念。构成子网就是将一个 大的网络,划分成几个较小的子网络,将传统的“网络号-主机号”的两级IP地址结构,变为 “网络号-子网号-主机号”的三级结构。

(3)第三个阶段:构成超网的无类别域间路由CIDR技术

第三个阶段是1993年提出的无类别域间路由(classless inter domain routing , CIDR) 技术(RFC1519)。由于CIDR不是按标准的地址分类规则,而是将剩余的IP地址按可变大 小的地址块来分配,同时CIDR地址涉及IP寻址与路由选择，正是因为有这两种重要的特 征,CIDR被称为无类别域间路由技术。

(4)第四个阶段:网络地址转换NAT技术

第四个阶段是1996年提出的网络地址转换NAT技术(RFC2993、RFC3022)。IP地址 短缺已是非常严重的问题,而整个Internet迁移到IPv6的进程很缓慢。人们需要有一个在 短时期内快速缓解地址短缺的方法，支持IP地址重用。网络地址转换(networkaddresstranslation,NAT)技术就是在这样的背景下产生的。

2. IP地址的分配方法

IP地址的分配可以分为以下三种情况。

①为每一个网络接口分配一个IP地址

通常，一台计算机通过Ethernet网卡连接到网络中，网络管理员需要为这个网络接口. 分配一个IP地址。IP地址与MAC地址一一对应,并且在Internet中是唯一的。

②为多归属主机的每一个网络接口分配相应的IP地址

如果一台路由器或计算机要通过多个Ethernet网卡分别连接到多个网络中，那么这几块网卡就是连接这台主机到多个网络的网络接口,这类具有多个接口的主机又称为“多归属 主机"或“多穴主机”。网络管理人员就必须为每一个网络接口分配一个相应的IP地址。这 也就意味着:多归属主机可以有多个IP地址。

③可以为一个网络接口分配多个IP地址

如果有一个小的公司开发了一个网站。初期他们只在公司局域网中安装了一台服务 器。这台服务器同时提供Web、FTP、E-mail与公司的DNA服务。随着公司业务的扩展， 他们将会给每一种网络服务安装一台服务器。在这种情况下，网络管理员有两种办法:一 种办法是,只给现有的这台服务器分配一个IP地址,等以后增加服务器时再分配新的IP地 址;另一种办法是为服务器分配4个IP地址,每一个IP地址对应未来一台新的服务器,网. 络管理员在DNS上建立IP地址与服务器类型对应关系的条目。这种为-一个网络接口分配 多个IP地址的过程称为多网化或二级地址管理。例如,用Cisco路由器的IOS配置命令就 可以为一个Ethernet接口分配多个IP地址:

那么,对应于Ethernet接口E0,就有4个IP地址。其中,201.2.2.51是主IP地址,其余的三个是次地址。 通过以上的讨论可以总结出:

(1)连接到Internet的每一个主机(计算机或路由器)至少有一个IP地址。

(2)IP地址是分配给网络接口的。

(3)多归属主机可以有多个IP地址。

(4)一个网络接口也可以分配多个IP地址。

(5)网桥、Ethernet交换机属于数据链路层设备，使用MAC地址,不属于网络层设备， 不分配IP地址。

3.标准 IP地址的分类

(1) A类地址

A类地址网络号的第--位为0,其余的7位可以分配。因此A类地址共分为大小相同 的128(2'= 128)块,每一块的net ID不同。

但是,第一块和最后一块地址留做特殊用途,net ID=10的10.0.0.0~10.255. 255. 255用于专用的地址,其余的125块可指派给一些机构。因此能够得到A类地址的机构只 有125个。每个A类网络可以分配的主机号host ID可以是2*-2=16 777214个。主机 号为全0和全1的两个地址保留。 

A类地址覆盖范围为: 1.0.0. 0~ 127.255. 255. 255。

(2)B类地址

B类地址的前两位为10,其余14位可以分配,可分配的网络号为2l=16 384。B类地 址的主机号长度为16位,因此每个B类网络可以有216=65 536个主机号。主机号为全0 和全1的两个地址保留。实际上,一个B类IP地址允许分配的主机号为65 534个。 B类地址覆盖范围为: 128. 0.0.0~191, 255.255.255。

(3)C类地址

C类IP地址前三位为110,其余的21位可以分配,可分配的C类网络号为221= 2097 152。 主机号长度为8位,因此每个C类网络的主机号最多为2*=256个。主机号为 全0和全1的两个地址保留。实际上,一个C类IP地址块允许分配的主机号为254个。 C类地址覆盖范围为: 192. 0. 0. 0~223.255. 255. 255.

(4) D类IP地址

D类IP地址不标识网络,地址覆盖范围为: 224. 0.0. 0~239.255.255.255。D类IP地 址用于其他特殊的用途,如多播(multicasting)地址。

(5) E类IP地址

E类IP地址暂时保留，地址覆盖范围为:240.0.0.0~247.255.255.255。E类地址用 于某些实验和将来使用。 

4.特殊的 IP地址以及专用IP地址

特殊的IP地址：

(1)直接广播(directed broadcasting)地址

在A类、B类与C类IP地址中,如果主机号是全1(如191. 1. 255. 255),那么这个地址 为直接广播地址,路由器将这个分组以广播方式发送给特定网络(191.1.0.0)的所有主机。

(2)受限广播(limited broadcasting)地址

32位网络号与主机号为全1的IP地址(255.255. 255.255)为受限广播地址。它是用 来将一个分组以广播方式发送给本网络中的所有主机。路由器接到目的地址为全1的分组 时,不向外转发该分组,而是在网络内部以广播方式发送给全部主机。

(3)“这个网络上的特定主机”地址

在A类、B类与C类IP地址中，如果网络号是全0(如0.0. 0. 25),该地址是这个网络上 的特定主机地址。路由器接到这样的分组时,不向外转发该分组，而是直接交付给本网络中 主机号为25的主机。

(4)回送地址(lookback addres)

A类IP地址中127.0.0.0是回送地址,它是一个保留地址。回送地址用于网络软件测 试和本地进程间通信。TCP/IP规定:网络号为127的分组不能出现在任何网络中;主机和 路由器不能为该地址广播任何寻址信息。 Ping应用程序可以发送一个将回送地址作为目的地址的分组,以测试IP软件能否接 收或发送一一个分组。一个客户进程可以用回送地址发送一个分组给本机的另一个进程,用来测试本地进程之间的通信状况。 

专用IP地址

RFC1918提出了在A、B、C三类IP地址中各保留一部分地址作为专用IP地址。专用地址用于不接人Internet的内部网络。内部网络的主机向Internet发送分组时,需要将专 用地址转换成全局IP地址。表中给出了保留的专用地址。

(1)如果IP分组使用了10.1.0.1.172.16.1.12或192. 168.0.2地址,那么路由器就 认为这是一个内部网络使用的IP地址,不会向Internet转发该分组。

(2)如果一个组织出于安全等原因,希望组建一个专用的内部网络,不准备连接到 Internet,或者在转发分组到Internet时希望使用网络地址转换(NAT)技术，那么该组织就可以使用专用IP地址。

5.子网的划分以及可变长度的子网掩码计算

子网的划分

标准的A类、B类与C类IP地址是包括网络号netID与主机号hostID两级的层次结 构。划分子网技术的要点如下。

(1)三级层次的IP地址是: net ID-subnet ID-host ID,增加了一级子网号subnet ID。

(2)同一个子网中所有的主机必须使用相同的网络号与子网号(net ID-subnet ID)。

(3)子网的概念可以用于A类、B类或C类IP地址。

(4)子网之间的距离必须很近。分配子网是一个组织和单位内部的事,它既不用向 ICANN申请，也不需要改变任何外部路由器的数据库。

要求“子网之间的距离必须很近”主要是从Internet路由器工作效率角度考虑。使用子 网最好是在一个大的校园或公司内,因为外部主机只要知道网络地址，就可以通过校园或公 司的路由器,方便地访问校园或公司内部的多个子网。 

可变长度子网掩码( variable length subnet masking, VLSM)技术

在某种情况下,需要在子网划分时考虑不同的子网号长度。RFC1009 文档对变长子网 的划分做出了说明。

例如某个公司申请一个C类202. 60.31.0的IP地址。该公司有100 名员工在销售部 门工作,50名员工在财务部门工作,50名员工在设计部门工作。要求为销售部门、财务部门 与设计部门分别组建子网。

针对这种情况,可以通过VLSM技术,将一个C类IP地址分为三个部分,其中子网1 的地址空间是子网2与子网3的地址空间的两倍。

(1)使用子网掩码为255.255. 255. 128,将一个C类IP地址划分为两半。在二进制计 算中,运算过程如下。

(2)运算结果表明:可以将202.60. 31.1~202.60.31.126作为子网1的IP地址,而将. 余下的部分进一-步划分为两半。由于202. 60.31.127第4个字节是全1,被保留作为广播 地址,不能使用;子网1与子网2.子网3的地址空间交界点在202.60. 31.128;可以使用子 网掩码为255.255. 255.192。子网2与子网3的地址空间的计算过程如下。

平分后的两个较小的地址空间分配给子网2与子网3。对于子网2来说,第一个可用 地址是202.60. 31.129 ,最后的一个可用地址是202. 60.31.190。子网2的可用地址范围是 202.60. 31. 129~202.60. 31.190。

(3)下一个地址202. 60.31.191中191是全1的地址,需要留做广播地址。接下来的 地址是202. 60.31.192,它是子网3的第一个地址。子网3的可用地址范围是202. 60.31. 193~202.60.31.254。所以,采用变长子网划分的三个子网的IP地址分别如下。

其中,子网1使用的子网掩码为255. 255.255.128(/25),允许使用的主机号为126个;子 网2与子网3的子网掩码为255. 255. 255.192(/26),它们可以使用的主机号均为61个。该 方案可以满足公司的要求。

图中给出了可变长度子网划分的结构。变长子网划分的关键是找到合适的可变长度子网掩码。 

6.无类域间路由技术

a.无类别域间路由的基本概念

(1) CIDR将剩余的IP地址按可变大小的地址块来分配。与传统的标准分类IP地址 与子网地址划分的方式相比,CIDR是以任意的二进制倍数的大小来分配地址。

(2)由于CIDR不采用传统的标准IP地址分类方法,无法从地址本身来判定网络号的 长度,因此CIDR地址采用“斜线记法",即<网络前缀>/<主机号>。例如,用CIDR方法给出 一个地址块中的一个IP地址是200. 16. 23.1/20,那么它表示在这个IP地址的前20位是网 络前缀,后12位是主机号,其地址结构为:

这个地址中前20位(用粗体与下划线表示)的是网络号,剩下的后12位是主机号。

(3)CIDR将网络前缀相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”。200.16.23.1/ 20的网络前缀为20位,那么该地址块有的主机号可以达到212(4096)个。

(4)一个CIDR地址块由块起始地址与前缀来表示。地址块的起始地址是指地址块中 地址数值最小(即主机号为全0)的一个。例如,200.16. 23.1/20地址块中起始地址的主机 号应该为全0,那么这个地址块的最小地址的结构为:

这个地址块中最大地址是主机号为全1的地址，其结构为:

200.16.23.0/20所在的地址块由初始地址与前缀表示，即为200.16.16.0/20。

(5) 与标准分类IP地址一样,主机号为全0的网络地址，以及主机号为全1的广播地 址不分配给主机,因此这个CIDR地址块中可以分配的IP地址为:

b.无类别域间路由的应用

如果一个校园网管理中心获得200. 24. 16. 0/20的地址块,它希望将它划分为8个等长 的较小的地址块,网管人员可以采取前面介绍的方法，继续借用CIDR地址中12位是主机 号的前三位,以实现进一步划分地址块的目的。图中给出了一个划分CIDR地址块的例子。

讨论:

(1)从以上例子可以看出,对于计算机系来说，它被分配200. 24. 16. 0/23的地址块,网 络地址为23位11001000 00011000 0001000,地址块的最小起始地址是200. 24. 26. 0,可分 配的地址数为2^9个。对于自动化系来说,它被分配200.24.18.0/23的地址块，网络地址为 23位11001000000110000001001，地址块的最小起始地址是200.24.18.0,可分配的地址 数为2^9个。同样,8个系都获得同等大小的地址空间。

(2)分析计算机系与自动化系的网络地址 

两个系分配的网络地址的前20位是相同的,并且8个地址块网络地址的前20位都是 相同的。这个结论说明CIDR地址的一个重要特点:地址聚合(address aggregation)和路 由聚合(router aggregation)的能力。

图中给出了划分CIDR地址块后的校园网结构。在这个结构中,连接到Internet的 主路由器向外部网络发送一个通告,说明它接收所有目的地址的前20位与200.24.16.0/ 20相符的分组。外部网络不需要知道在200.24.16.0/20地址块校园网的内部还有8个系 级的网络存在。

CIDR技术通常用在将多个C类IP地址归并到单一的网络中，并且在路由表中使用一 项来表示这些C类IP地址。表中给出了CIDR及对应的掩码。网络前缀越短,其地址块 所包含的地址数则越多。

从表中可以看出,子网掩码有两种表示方式。以190.25.100.52的前26位为网络 地址为例,它可以写为: IP地址为190. 25.100. 52,子网掩码为255. 255.255.192。另一种 写法为: 190. 25. 100. 52/26。

7.网络地址转换技术

a.网络地址转换的基本概念

(1)研究网络地址转换技术的背景

研究网络地址转换(NAT)技术出于两个目的:是由于IPv4过渡到IPv6的进程很缓 慢,因此需要有一种短时间内有效缓解IP地址短缺的办法,那就是网络地址转换(NAT)技 术(RFC2663、2993、3022、3027、3235);二是出于网络安全的目的。例如，在某些企业内部、 政府部门专网等对Internet访问需要严格控制的内部网络系统中,NAT与代理服务器、防 火墙技术结合起来使用,采用一个内部专用IP地址与一个全局IP地址对一对应的静态 映射方式,达到隐藏内部网络地址的目的。

从缓解IP地址短缺的角度,NAT技术主要用于4类应用领域:ISP、ADSL、有线电视 与无线移动接入的动态IP地址分配。在使用专用IP地址设计的内部网络中，如果内部网 络的主机要访问Internet或外部网络服务器时,需要使用NAT技术。图中给出了ISP

使用NAT技术的结构示意图。 

(2)动态NAT与静态NAT

为ADSL用户提供拨号服务的ISP使用NAT技术可以实现IP地址的重用,节约 IP地址。例如,ISP有1000个全局IP地址,但是它有5000个使用专网内部专用IP地址的 用户。ISP 在具有NAT功能的路由器中保持一个IP地址池，管理着多个全局IP地址。凡是需要访问外部Internet服务器的用户首先要向NAT路由器申请,由NAT以动态方式从 IP地址池中临时分配一个全局IP地址给用户;用户访问结束后,NAT路由器收回IP地 址,供其他用户使用。这种方式属于多对多的动态映射方式。

(3) NAT与NAPT

为了正确地实现NAT功能,NAT设备必须维护两个地址空间:内部专用IP地址与外 部全局IP地址在变换过程中的对应关系。实际应用中存在着两种可能:一是只完成专用 IP地址与全局IP地址变换,这种方法称为网络地址变换;另一种方法是在专用IP地址与 全局IP地址变换的同时,变换传输层的TCP或UDP的端口号,这种方法称为网络地址端 口变换(NAPT)。在很多文档中,这两种方法统称为NAT. 

b.网络地址转换的工作原理

图中给出了NAT的基本工作原理示意图。图中NAT的工作过程可以分为以下 4步。

(1)如果内部IP地址为10.0.1.1的主机希望访问Internet.上地址为202.0.1.1的 Web服务器,它产生一个源地址S=10.0.1.1,端口号为3342;目的地址D=135.2.1.1,端口号为80的分组①。分组①在图中表示为“S=10.0. 1.1,3342 D= 135.2.1.1,80”。

(2)当分组①到达执行NAT功能的路由器时,它将分组①的源地址从内部专用IP地址 转换成全局IP地址。例如，转换结果构成的分组②为“S= 202.0.1.1,5001 D=135.2. 1.1, 80”。分组1的专用地址从10.0.1.1转换成202.0.1.1,同时传输层客户进程的端口号也需 要转换,本例中是从3342转换为5001。NAT使用全局IP地址202.0.1.1发送IP分组。

(3)目的主机地址为135.2.1.1、传输层端口号为80的Web服务器接收到分组②;返 回的分组③“S= 135.2.1.1,80 D=202.0.1.1,5001”,传送到NAT.

(4) NAT接收到分组③之后,根据转换表产生分组④“S=135.2.1.1,80 D=10.0.1.1, 3342"。内部网络专用IP地址为10.0. 1.1的主机接收分组④。

NAT在转换IP地址的同时转换传输层端口号的主要原因是:为了避免使用一个全局 IP地址复用多个TCP连接时难以识别,同时又能够将多个内部IP地址隐藏在一个全局 IP地址的后面。

c.对网络地址转换方法的评价

尽管NAT对于IP地址短缺问题是-种很实用的方法,但是业界对NAT技术有很多 的批评。这些意见主要可以归纳成以下三点。

(1) NAT违反了IP设计的初衷,使IP从无连接变成面向连接;在网络层IP地址转换 的同时转换传输层端口号,违反了网络体系结构设计中确定的不同层次之间相互独立的 原则。

(2)有些应用将IP地址插人在正文的内容中,例如标准的FTP与IPPhone的H.323协 议。如果NAT与这类协议一起工作,NAT协议需要根据不同协议做不同的调整。

(3)由于P2P的文件共享与语音共享是建立在IP的基础上的,NAT的存在,使得 P2P实现出现了困难。

RFC2993对NAT存在的问题进行了讨论。NAT的反对者认为这种临时性的缓解 IP地址短缺的方案只是推迟了IPv6迁移的进程，而并没有解决深层次的问题。