IP编址

简介

网络层位于数据链路层与传输层之间。网络层中包含了许多协议，其中最为重要的协议就是IP协议。网络层提供了IP路由功能。理解IP路由除了要熟悉IP协议的工作机制之外，还必须理解IP编制以及如何合理地使用IP地址来设计网络。

IP报文头部

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IP报文头部信息用于指导网络设备对报文进行路由和分片。同一个网段内的数据转发通过链路层即可实现，而跨网段的数据转发需要使用网络设备的路由功能。分片是指数据包超过一定长度时，需要被划分成不同的片段使其能够在网络中传输。

IP报文头部长度：20~60 Bytes。
报文头中的信息可以用来指导网络设备如何将报文从源设备发送到目的设备。其中，版本字段表示当前支持的IP协议版本，当前的版本号为4。DS字段早期用来表示业务类型，现在用于支持QoS中的差别服务模型，实现网络流量优化（优先传输级别）。

源和目的IP地址是分配给主机的逻辑地址，用于在网络层标识报文的发送方和接收方。更具源和目的IP地址可以判断目的端是否与发送端位于同一网段，如果二者不在同一网段，则需要采用路由机制进行跨网段转发。

IP编制

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IPv4地址为32bit的二进制数，常用点分十进制表示。IP地址用来标识网络中的设备，具有IP地址的设备可以在同一网段内或跨网段通信。

网络地址&广播地址：

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每个网段上都有两个特殊地址不能分配给主机或网络设备。第一个是该网段的网络地址，该IP地址的主机位是全0，表示一个网段。
第二个地址是该网段的广播地址，目的地址为广播地址的报文会被该网段中的所有网络设备接收。广播地址的主机位全为1。
除了这两种地址以外，其他IP地址都可以作为网络设备的IP地址。

IP地址分类

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IPv4地址被分为A,B,C,D,E五类。

IP地址类型

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IPv4中的部分IP地址被保留作为特殊用途。为了节省IPv4地址，A,B,C类地址段中都预留了特定范围的地址作为私网地址。现在，世界上所有终端系统和网络设备需要的IP地址总数已经超过了32位IPv4地址所能支持的最大地址数。
为主机分配私网地址节省了公网地址，可以用来缓解IP地址短缺的问题。企业网络中普遍使用私网，不同企业网络中的私网地址可以重叠。
当需要与公网通信时候、，私网地址必须转换为公网地址。还有其他一些特俗IP地址，比如：
1）127.0.0.1网段中的地址为环回地址，用于诊断网络是否正常；
2）0.0.0.0表示任何网络，这个地址的作用将在路由原理中详细介绍；
3）255.255.255.255是0.0.0.0网络中的广播地址。

源主机必须要知道目的主机的IP地址后才能将数据发送到目的地。
源主机向其他目的主机发送报文之前，需要检查目的IP地址和源IP地址是否属于同一个网段。
如果是，则报文将被发送到底层协议进行以太网封装处理。如果目的地址和源地址属于不同网段，则主机需要获取下一跳路由器