第二章 Internet地址結構

介紹IP地址

2.2

ip地址采用點分四組或者是點分十進制表示法(同一個東西,不同名字)。這樣的數字為非負整數,每一個數范圍是[0,255]
ipv6中地址長度為128位,是ipv4的四倍。ipv6的地址采用快或者字段的四個十六進制數,使用:分割。例如0012:0012:3212:1d31:0012:0012:3212:1d31,嗯很長。其簡化規則是:

  • 每一個塊中的前導0可以不用寫
  • 全零的塊可以被省略使用::
    但是一個ip地址中是能使用一次
  • ipv6中嵌入ipv4的地址是使用混合符號寫
    ipv4部分寫在最低四個塊中,第五個塊為全ffff,之前的三個塊為全0000,最終表示為::ffff:8.8.8.8
  • ipv6的低32位通常采用點分四組表示法
    也就是如果只有最后的兩個塊中有數據,那么寫成::+ipv4的形式。稱為與ipv4兼容的ipv6地址。現在不再需要了

直接方位ipv6地址需要使用[]包起ipv6地址,避免和:端口混淆
之后有規定了行的表示方法:

  • 前導0必須省略
  • ::使用在省略最多0塊的地方
  • af的十六進制使用小寫

2.3基本的ip地址結構

ipv4地址空間中大部分是單播地址:用于識別連接Internet或某些專用內聯網的計算機網絡接口。

2.3.1分類尋址

每個單播ip地址都有一個網絡部分,用于識別接口使用的ip地址在那個王闊中可以被發現,一個主機地址,用于識別網絡部分給出的網絡中特定的主機。
依次前部分稱為網絡號,后部分稱為主機號。

  • A類地址,前8位為網絡號
    第一位必須是0,后面七位自由。后跟24位主機號
    0.0.0.0-127.255.255.255
    第一位為0,所以127無法再大
  • B類地址,前16位為網絡號
    前兩位為10,后面14位自由
    128.0.0.0~191.255.255.255
  • C類地址,前24位為網絡號
    前三位為110,后21位自由
    192.0.0.0~223.255.255.255
  • D類地址
    前四位為1110,該類地址是組播地址,28位自由
    224.0.0.0~239.255.255.255
  • E類地址
    前四位為1111,該類地址保留,28位自由

主機號中的第一個用于網關,最后一個用于廣播。因此需要減2。

例如A類地址,他有27個子網,較少,但是每個子網有224臺主機

2.3.2 子網尋址

直接分配一個A、B、C類的網絡號給一個站點,然后由站點的管理員分配主機號。
管理員,將主機號再分為子網ID,和主機ID。

2.3.3子網掩碼

子網掩碼的作用

子網掩碼是提供給主機使用的分配位(路由器也可以是主機)。用于確定一臺主機ip地址中的網絡和子網信息。主要是獲取其子網號。
子網掩碼可以使靜態的(路由器中),也可以是動態的(DHCP)。
表示:在ip地址后加斜杠加子網掩碼前面1的個數,稱為前綴長度。例如
128.2.3.12/8:表示子網掩碼為,255.0.0.0二進制表示為11111111.00000000.00000000.00000000
子網掩碼的1必須是連續的。

二進制形式的子網掩碼中,是1的位表示:在ip地址中,該位是網絡號或者是子網ID部分。設置為0,表示ip地址中對應的位是主機ID部分。

因此,當二進制的ip地址和二進制的子網掩碼進行按位與操作是,結果是主機ID部分被清空,而網絡號和子網ID部分保留。
這樣就可以確定一個ip地址所屬于的子網。這是路由器所需要的信息,路由器根據子網將相應的數據報發送到ip地址主機所在的子網中。
還有就是,主機需要判斷自己發送的數據報是否是發往處于同一個子網的主機。

2.3.4可變長度子網掩碼vlsm

也就是可以將不同長度的子網掩碼用于相同的網絡號。
一個網絡號中可以有不同的子網分組形式。提高了靈活性。針對需要不同容量的子網,可以分配不同的子網號。

2.3.5廣播地址

地址為,將子網掩碼取反,然后與ip地址進行操作。也就是將一個ip地址的主機ID部分置為1。是每個子網中主機ID最大的那個ip。(不一定是.255)
使用這種地址的數據報,稱為定向廣播。理論上,可以想任意一個子網發送定向廣播(只要網絡號和子網ID不是本子網的就行),但是路由器通常禁止。

數據報使用最大的地址255.255.255.255被保留為本地網絡廣播(也稱為受限廣播)。這種數據報不會被路由器轉發。這種廣播不需要路由器
ipv6中沒有任何廣播地址,而是使用淄博地址。廣播地址僅僅適用于ipv4。

2.3.6 ipv6地址和接口標識符

嗯,還是沒看

2.4 CIDR聚合

  1. B類地址被用完
  2. 32位地址不足以應對21世紀出的預期規模
  3. 路由表條目(每個網絡號對應一條),正常,路由器性能受限

為了緩解第一個問題,也就是ip地址少的問題,提供分類尋址和擴展無類別域間路由。

使用子網也就是可變長度的子網掩碼vlsm,細化了網絡。

使用傳統的五類地址劃分ABCDE,浪費了ip地址,比如A類地址,12.0.0.0只能作為一個子網劃分,也就是12.0.0.0~12.255.255.255。其中可能并沒有這么多的主機。
因此出現了CIDR打破傳統的五類地址劃分,使用CIDR掩碼,可以將任意一個地址可以劃分出網絡號和子網號。
例如之前的A類地址,12.13.15.1/17那么,可以出現一個新的網絡號。

但是這并沒有解決路由條目增多的問題。

分層路由
類似于子網,將很多的路由加入網絡中,通過子網的形式尋找主機。其構建“子網”的方式成為“路由聚合
一個ip地址,從高位開始取相同的塊(點分四組,四個塊),然后不同的塊取,取值最小的那個,剩下的塊取0,因為不同的塊取了最小的值,所以子網掩碼也需要相應的減少1的個數,將兩個不同的塊納入同一個子網中。
例如,1.2.3.4和1.2.4.5聚合成為1.2.3.0。當多個ip地址聚合的時候,優先取子網掩碼1個數相同的聚合。

2.5特殊用途地址

  • 0.0.0.0/8
    通信是不需要對方返回消息,可以使用改地址作為源地址
  • 10.0.0.0/8,172.16.0.0/12,192.168/16
    三個專用網絡(內聯網)地址,區分是:不同地址的主機數不同。
    因此家庭一般使用192.168,而學校一般使用10.0.0.0
    這種地址不會出現在公共internet中
  • 169.254.0.0/16
    鏈路本地地址
  • 192.0.2.0/24
    test-net-1地址
  • 192.0.0.0/24
    ietf協議分配
  • 198.18.0.0/15
    用于基準和性能測試
  • 198.51.100.0/24
    test-net-2地址
  • 203.0.113.0/24
    test-net-3地址
  • 224.0.0.0/4
    ipv淄博地址,近作為目的地址使用
  • 240.0.0.0/4
    保留空間
  • 255.255.255.255/32
    本地受限廣播地址

ipv6特殊地址

組播沒看,看不懂是怎么操作的

2.6分配

2.7單播地址分配

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