網(wǎng)際協(xié)議

3.1.1IP相當(dāng)于OSI參考模型的第三層

• IP（IPV4,IPV6）相當(dāng)于OSI參考模型中第三層－網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層主要作用是實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)之間的通信。

網(wǎng)絡(luò)層的下一層——數(shù)據(jù)鏈路層主要作用是在互相同一種數(shù)據(jù)鏈路的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行包傳遞。而一旦跨躍多種數(shù)據(jù)鏈路，就需要借助網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層可以跨越不同的數(shù)據(jù)鏈路，及時(shí)是在不同的數(shù)據(jù)鏈路上也能實(shí)現(xiàn)兩端節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)包傳輸。

• **主要作用 **:在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中將數(shù)據(jù)包發(fā)送給最終的目標(biāo)地址。
• 主機(jī):配置有IP地址，但是不進(jìn)行中轉(zhuǎn)分組數(shù)據(jù)包的設(shè)備。
• 路由器:既配有IP地址，又具有中轉(zhuǎn)分組數(shù)據(jù)包的設(shè)備。
• 節(jié)點(diǎn):主機(jī)與路由器的統(tǒng)稱。

3.1.2網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)鏈路層的關(guān)系

數(shù)據(jù)鏈路層提供直連兩個(gè)設(shè)備之間的通信功能，而作為網(wǎng)絡(luò)層的IP則負(fù)責(zé)在沒(méi)有直連的兩個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行通信傳輸。

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比如送快遞的送貨方式，IP數(shù)據(jù)包猶如包裹，而送貨車猶如數(shù)據(jù)鏈路。

IP基礎(chǔ)地址

3.2.1IP屬于網(wǎng)絡(luò)層地址

數(shù)據(jù)鏈層的MAC地址用來(lái)表示同一個(gè)鏈路中不同計(jì)算機(jī)的一種識(shí)別碼。而網(wǎng)絡(luò)層中的IP地址用于在連接到網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)中識(shí)別出進(jìn)行通信的目標(biāo)地址。

在網(wǎng)橋或交換集線器等物理層或數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中，不需要設(shè)置IP地址。因?yàn)樗麄冎回?fù)責(zé)將IP包轉(zhuǎn)換為0，1比特流轉(zhuǎn)發(fā)或?qū)?shù)據(jù)鏈路幀的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

3.2.2路由控制

• 路由控制：是指將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到最終目標(biāo)地址的功能。及時(shí)網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，也可以通過(guò)路由控制到達(dá)目標(biāo)地址的通路。
• 路由控制表

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IP地址基礎(chǔ)知識(shí)

3.31IP地址定義

IP地址（ip4地址）由32位正整數(shù)表示。為了方便理解，以8位為一組，分成4組。

• IP地址是由每一個(gè)主機(jī)上的每一塊網(wǎng)卡（NIC）設(shè)置。通常一塊網(wǎng)卡只設(shè)置一個(gè)IP，一臺(tái)路由器通常會(huì)配置兩個(gè)以上的網(wǎng)卡。

3.3.2IP地址由網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)兩部分標(biāo)識(shí)組成

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3.3.3IP分類

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IP地址網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)并不是固定位置，分為A，B，C，D類，根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)進(jìn)行區(qū)分。

• A:以0開(kāi)頭，從1到8位是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí).
• B:以10開(kāi)頭，從1到16位是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí).
• C:以110開(kāi)頭，從1到24位是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí).
• D:以1110開(kāi)頭，從1到32位是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí).
• 分配IP主機(jī)地址注意事項(xiàng)：用比特位表示主機(jī)地址時(shí)候不可全部為0或者1，因?yàn)槿?標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址或IP地址不可獲取時(shí)候使用，全部1為主機(jī)地址通常作為廣播地址。

3.3.2廣播地址

把主機(jī)部分全部設(shè)置為1，就成了廣播地址。

• 本地廣播：在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的廣播叫本地廣播。
• ** 直接廣播 **：在不同網(wǎng)絡(luò)之間的廣播叫直接廣播。下圖中，收到包的路由器會(huì)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給192.168.1.0/24,從而使得所有主機(jī)都能收到。

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• 單播：主機(jī)之間一對(duì)一的通訊模式，網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)和路由器對(duì)數(shù)據(jù)只進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)不進(jìn)行復(fù)制。如果10個(gè)客戶機(jī)需要相同的數(shù)據(jù)，則服務(wù)器需要逐一傳送，重復(fù)10次相同的工作。但由于其能夠針對(duì)每個(gè)客戶的及時(shí)響應(yīng)，所以現(xiàn)在的網(wǎng)頁(yè)瀏覽全部都是采用單播模式，具體的說(shuō)就是IP單播協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中的路由器和交換機(jī)根據(jù)其目標(biāo)地址選擇傳輸路徑，將IP單播數(shù)據(jù)傳送到其指定的目的地。

• 廣播：主機(jī)之間一對(duì)所有的通訊模式，網(wǎng)絡(luò)對(duì)其中每一臺(tái)主機(jī)發(fā)出的信號(hào)都進(jìn)行無(wú)條件復(fù)制并轉(zhuǎn)發(fā)，所有主機(jī)都可以接收到所有信息（不管你是否需要），由于其不用路徑選擇，所以其網(wǎng)絡(luò)成本可以很低廉。有線電視網(wǎng)就是典型的廣播型網(wǎng)絡(luò)，我們的電視機(jī)實(shí)際上是接受到所有頻道的信號(hào)，但只將一個(gè)頻道的信號(hào)還原成畫(huà)面。在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中也允許廣播的存在，但其被限制在二層交換機(jī)的局域網(wǎng)范圍內(nèi)，禁止廣播數(shù)據(jù)穿過(guò)路由器，防止廣播數(shù)據(jù)影響大面積的主機(jī)。

• 組播(多播)：主機(jī)之間一對(duì)一組的通訊模式，也就是加入了同一個(gè)組的主機(jī)可以接受到此組內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)和路由器只向有需求者復(fù)制并轉(zhuǎn)發(fā)其所需數(shù)據(jù)。主機(jī)可以向路由器請(qǐng)求加入或退出某個(gè)組，網(wǎng)絡(luò)中的路由器和交換機(jī)有選擇的復(fù)制并傳輸數(shù)據(jù)，即只將組內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸給那些加入組的主機(jī)。這樣既能一次將數(shù)據(jù)傳輸給多個(gè)有需要（加入組）的主機(jī)，又能保證不影響其他不需要（未加入組）的主機(jī)的其他通訊。

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路由控制

3.4.1IP地址與路由控制

僅有IP地址不足以將數(shù)據(jù)包發(fā)送到對(duì)端目標(biāo)地址，在發(fā)送過(guò)程中還需要類似于指標(biāo)路由或主機(jī)的信息，以便真正發(fā)往目標(biāo)地址。而保存這種信息的就是路由控制表。

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3.4.2IP v4首部

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3.4.3 IP v6首部

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