计算机网络 第7版 第4章 网络层 (4.8.1 至4.8.2节)

电子信息工程学院课程教案计算机网络，第7版，电子工业出版社教师备课专用日期2018年4月25日，上午3-4节周次单元第9周第7单元章节（专题、项目）名称第4章网络层(4.8.1至4.8.2节)课时2教学目的了解VPN的特点，掌握其作用、原理和实现过程理解并掌握NAT的功能和工作原理教学重点VPN的特点，NAT的原理教学难点网络地址转换的过程教学模式讲授教学手段多媒体课件和板书结合教学内容虚拟专用网VPN4.8.2网络地址转换NAT教学过程详见后面“教学过程页”思考或作业课本P2006，第4-41、4-42题单元反思突出重点，案例驱动第4章网络层一、课程引入IP地址的紧缺互联网并不很安全，机构内并不需要把所有的主机接入到互联网。仅在机构内部使用的计算机,由本机构自行分配其IP地址。本地地址——仅在机构内部使用的IP地址，不申请。全球地址——全球唯一的IP地址，必须向互联网的管理机构申请。问题：本地地址有可能和互联网中某个IP地址重合!!!怎么解决？二、新课讲授课程引入问题的解决：专用地址只能用作本地地址。在互联网中的所有路由器，对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。4.8.1虚拟专用网VPN三个专用IP地址块：(1)10.0.0.0到10.255.255.255(2)172.16.0.0到172.31.255.255(3)192.168.0.0到192.168.255.255采用这样的专用IP地址的互连网络称为专用互联网或本地互联网，或更简单些，就叫做专用网。专用IP地址也叫做可重用地址(reusableaddress)。利用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体，这样的专用网又称为虚拟专用网VPN(VirtualPrivateNetwork)。“专用网”用于机构内部的通信。“虚拟”表示“好像是”，但实际上并不是，因为现在并没有真正使用通信专线，而VPN只是在效果上和真正的专用网一样。由部门A和B的内部网络所构成的VPN又称为内联网(intranet).一个机构和某些外部机构共同建立的虚拟专用网VPN又称为外联网(extranet)。远程接入VPN(remoteaccessVPN)可以满足外部流动员工访问公司网络的需求。4.8.2网络地址转换NAT问题：在专用网上使用专用地址的主机如何与互联网上的主机通信（并不需要加密）？解决：(1)再申请一些全球IP地址。不容易做到的。(2)采用网络地址转换NAT。目前用得最多的方法。需要在专用网连接到互联网的路由器上安装NAT软件。NAT路由器，至少有一个有效的外部全球IP地址。NAT路由器,将其本地地址转换成全球IP地址，本地地址的主机才能和互联网连接。1.网络地址转换的过程：内部主机A用本地地址IPA和互联网上主机B通信所发送的数据报必须经过NAT路由器。NAT路由器将数据报的源地址IPA转换成全球地址IPG，并把转换结果记录到NAT地址转换表中，目的地址IPB保持不变，然后发送到互联网。NAT路由器收到主机B发回的数据报时，知道数据报中的源地址是IPB而目的地址是IPG。根据NAT转换表，NAT路由器将目的地址IPG转换为IPA，转发给最终的内部主机A。2.总结：内部主机与外部主机通信，在NAT路由器上发生了两次地址转换：离开专用网时：替换源地址，将内部地址替换为全球地址；进入专用网时：替换目的地址，将全球地址替换为内部地址；使用端口号的NAT叫做网