消防部隊(duì)公安網(wǎng)IP地址資源不足的探討

宋煒林（吉安市公安消防支隊(duì)，江西吉安　343000）

?

消防部隊(duì)公安網(wǎng)IP地址資源不足的探討

宋煒林
（吉安市公安消防支隊(duì)，江西吉安343000）

【摘 要】隨著消防部隊(duì)信息化建設(shè)的不斷深入，各級(jí)消防部隊(duì)部署了大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端，由于公安網(wǎng)終端須注冊(cè)入網(wǎng)，終端與IP地址一一對(duì)應(yīng)，IP地址資源嚴(yán)重缺乏，影響了消防部隊(duì)信息化發(fā)展，本文通過對(duì)當(dāng)前消防部隊(duì)公安網(wǎng)特點(diǎn)的分析，從互聯(lián)IP地址、減少局域網(wǎng)IP需求和實(shí)現(xiàn)向IPv6的轉(zhuǎn)換等方面，力求破解當(dāng)前消防部隊(duì)IP地址資源不足這個(gè)難題。

【關(guān)鍵詞】消防IP地址公安網(wǎng)NAT

近年以來，隨著消防部隊(duì)信息化建設(shè)的不斷深入發(fā)展。全國消防部隊(duì)先后推廣部署了電視電話會(huì)議系統(tǒng)、視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)、3G圖像傳輸系統(tǒng)、營區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)、IP電話系統(tǒng)等一大批業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為部隊(duì)管理和正規(guī)化建設(shè)注入了新鮮活力。然而，隨著消防部隊(duì)對(duì)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的依存度越來越高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)IP資源的需求也就越來越大，各地消防部隊(duì)公安網(wǎng)IP資源不足問題逐漸突顯出來，已有部份地區(qū)已出現(xiàn)IP地址無法滿足建設(shè)需要的情況。那么，如何合理地管理好有限的IP地址資源，減緩和避免IP耗竭？

1　當(dāng)前消防部隊(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

（1）根據(jù)《全國消防部隊(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)指導(dǎo)意見》，全國消防部隊(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以公安信息網(wǎng)為依托，建設(shè)消防信息網(wǎng)和指揮調(diào)度網(wǎng)，分別形成三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其IP地址采用傳統(tǒng)的32位編碼方案（IPv4），由各級(jí)消防部隊(duì)向本級(jí)公安機(jī)關(guān)申請(qǐng)獲取。在此IP分配模式下，眾多的消防分支機(jī)構(gòu)僅能擁有很小的IP空間，且IP段大多較為零散、不連續(xù)。

（2）消防信息網(wǎng)和指揮調(diào)度網(wǎng)間采用邏輯隔離，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)無法直接交互，僅有部份經(jīng)授權(quán)的主機(jī)，通過雙網(wǎng)卡或接入交換機(jī)TRUNK口的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)兩網(wǎng)的訪問。

（3）消防部隊(duì)具體點(diǎn)多、面廣、人員相對(duì)分散的特點(diǎn)，因此在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之初，就將IP地址段拆分成小段盡能夠多地分配給分支機(jī)構(gòu)，這也造成了子網(wǎng)絡(luò)過多、過細(xì)，可用IP數(shù)大量減少，有些單位甚至只分配到了10個(gè)IP，勉強(qiáng)能滿足辦公用電腦需求。近年來，消防部隊(duì)廣泛開展了規(guī)范化建設(shè)，在辦公室、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)室、網(wǎng)絡(luò)閱覽室等場(chǎng)所配置了大量計(jì)算機(jī)，由于ip資源不足，導(dǎo)致這些電腦無法接入公安網(wǎng)。

2　傳統(tǒng)緩解IP地址不足問題的幾種方法

（1）可變長子網(wǎng)掩碼技術(shù)（VLSM）。該技術(shù)在傳統(tǒng)的IP地址的基礎(chǔ)上，引入了子網(wǎng)掩碼的概念，通過IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“與”運(yùn)算區(qū)分不同的子網(wǎng)，從而將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拆分成為容納不同主機(jī)數(shù)量的更小的子網(wǎng)，滿足不同網(wǎng)絡(luò)的需要。

（2）動(dòng)態(tài)IP地址分配技術(shù)（DHCP）。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，通常為每個(gè)主機(jī)分配固定的IP地址。而采用DHCP技術(shù)，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際的需要?jiǎng)討B(tài)地分配IP地址，這樣采取IP復(fù)用的方式，在同樣IP數(shù)量的情況下，可以容納更多數(shù)量的主機(jī)。

（3）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)（NAT）。該技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)的邊界處建立了網(wǎng)段間地址關(guān)系對(duì)應(yīng)池，網(wǎng)絡(luò)主機(jī)根據(jù)其對(duì)應(yīng)關(guān)系偽裝成另一個(gè)網(wǎng)段的IP地址從而實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)訪問。由于該技術(shù)允許多個(gè)主機(jī)共享共一IP地址，從而大大增加了網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的數(shù)量。

3　采用NAT減少局域網(wǎng)IP需求

不管是消防信息網(wǎng)還是指揮調(diào)度網(wǎng)，各級(jí)消防部隊(duì)局域網(wǎng)中總是存在大量的計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)僅處置日常的辦公業(yè)務(wù)，或是訪問局域網(wǎng)或其它服務(wù)器獲取信息。這類計(jì)算機(jī)由于需求量巨大，往往占用了大量IP資源。

為了進(jìn)一步節(jié)約流量，減少IP消耗，通常的做法是架設(shè)代理服務(wù)器，采用IP轉(zhuǎn)換的方式（NAT）訪問其它網(wǎng)絡(luò)。

NAT實(shí)現(xiàn)方式有三種，即靜態(tài)轉(zhuǎn)換（Static Nat）、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換（Dynamic Nat）和端口多路復(fù)用（Overload）。

（1）靜態(tài)轉(zhuǎn)換是指在地址轉(zhuǎn)換時(shí)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與全局網(wǎng)絡(luò)間的IP地址對(duì)應(yīng)關(guān)系是一對(duì)一的、一成不變的，某個(gè)內(nèi)部IP地址只能轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的全局IP地址。

（2）動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與全局網(wǎng)絡(luò)間在IP地址轉(zhuǎn)換時(shí)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系是不確定的、隨機(jī)的，某個(gè)內(nèi)部IP地址可能隨機(jī)轉(zhuǎn)換為任何一個(gè)全局IP地址。

（3）端口多路復(fù)用是指在地址轉(zhuǎn)換的同時(shí)引入端口轉(zhuǎn)換（PAT）概念，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)多個(gè)主機(jī)共享一個(gè)全局IP地址，從而可以最大限度地節(jié)約IP地址資源。

該技術(shù)可能通過路由器、防火墻或代理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。理論上，每個(gè)單位的局域網(wǎng)只需要1個(gè)公安網(wǎng)IP地址，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的訪問。由于不對(duì)外發(fā)布局域網(wǎng)IP段路由，該方案可以由各級(jí)消防部隊(duì)自行規(guī)劃實(shí)施。局域網(wǎng)中服務(wù)器等設(shè)備也可以通過這種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)外提供服務(wù)，且由于屏蔽了真實(shí)IP，該服務(wù)設(shè)備的安全性也得到了進(jìn)一步的提升。

然而，由于局域網(wǎng)中所有設(shè)備都需經(jīng)NAT設(shè)備進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換后出局，會(huì)導(dǎo)致使網(wǎng)絡(luò)吞吐效率的降低，由此影響網(wǎng)絡(luò)整體性能，特別是服務(wù)器的服務(wù)性能。所以，該方案更適用于網(wǎng)絡(luò)閱覽室、網(wǎng)絡(luò)考場(chǎng)等場(chǎng)所，消防支隊(duì)以上在配備了大量服務(wù)器設(shè)備的單位，不建議采用這種方式。

4　逐步實(shí)現(xiàn)向IPv6的轉(zhuǎn)換

IPv6是用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議，其地址長度為128位，與IPv4相比其地址空間增大了2的96次方倍?？梢院敛豢鋸埖卣f，采用IPv6協(xié)議后，地球上的每個(gè)沙粒都可以擁有自己的IP地址。

從路由層面看，目前大多數(shù)路由、交換機(jī)廠家都已實(shí)現(xiàn)對(duì)IPv6的支持。同時(shí)，也有多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)IPv4到IPv6的過渡，較成熟的方案為IPv6/IPv4雙棧技術(shù)。在這種技術(shù)下，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)同時(shí)支持IPv4 和IPv6協(xié)議棧，主機(jī)在訪問IPv4網(wǎng)絡(luò)時(shí)采用IPv4地址，訪問IPv6網(wǎng)絡(luò)時(shí)采用IPv6地址。

從操作系統(tǒng)層面看，目前AIX、UNIX、LINEX、WINDOWS等操作系統(tǒng)都已支持IPv6，或通過IPv6補(bǔ)丁實(shí)現(xiàn)了對(duì)IPv6的支持。

公安部消防局應(yīng)提早對(duì)IPv6地址資源進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)也要著手對(duì)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行改造，以適應(yīng)IPv6發(fā)展的需要。各地也應(yīng)做好升級(jí)至IPv6的準(zhǔn)備工作，確保路由、交換設(shè)備滿足要求，屆時(shí)IP地址不足這個(gè)命題將不復(fù)存在。

5　結(jié)語

由于消防公安網(wǎng)絡(luò)安全保密特性，一些傳統(tǒng)的緩解ip地址資源不足的技術(shù)嚴(yán)禁在公安網(wǎng)使用，隨著消防信息化建設(shè)的不斷深入，一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的不斷新增，公安網(wǎng)ip地址資源已嚴(yán)重缺乏，IPv4地址作為一種寶貴的網(wǎng)絡(luò)資源隨著信息化應(yīng)用的不斷深入必然會(huì)越來越緊張，從長遠(yuǎn)來看IPv6是一個(gè)必然的選擇。各單位應(yīng)結(jié)合自身的實(shí)際，穩(wěn)步地推行網(wǎng)絡(luò)改造，避免對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)拓展造成影響。

參考文獻(xiàn)：

［1］傅豐.IP地址不足的解決方案［J］.天中學(xué)刊， 2001，16（2）:42-44.

［2］徐敬東，等.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第一版）［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2002.