IP

网际协议

3.1.1IP相当于OSI参考模型的第三层

• IP（IPV4,IPV6）相当于OSI参考模型中第三层－网络层。网络层主要作用是实现终端节点之间的通信。

网络层的下一层——数据链路层主要作用是在互相同一种数据链路的节点之间进行包传递。而一旦跨跃多种数据链路，就需要借助网络层。网络层可以跨越不同的数据链路，及时是在不同的数据链路上也能实现两端节点之间的数据包传输。

• **主要作用 **:在复杂的网络环境中将数据包发送给最终的目标地址。
• 主机:配置有IP地址，但是不进行中转分组数据包的设备。
• 路由器:既配有IP地址，又具有中转分组数据包的设备。
• 节点:主机与路由器的统称。

3.1.2网络层与数据链路层的关系

数据链路层提供直连两个设备之间的通信功能，而作为网络层的IP则负责在没有直连的两个设备之间进行通信传输。

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比如送快递的送货方式，IP数据包犹如包裹，而送货车犹如数据链路。

IP基础地址

3.2.1IP属于网络层地址

数据链层的MAC地址用来表示同一个链路中不同计算机的一种识别码。而网络层中的IP地址用于在连接到网络中的所有主机中识别出进行通信的目标地址。

在网桥或交换集线器等物理层或数据链路层数据包转发设备中，不需要设置IP地址。因为他们只负责将IP包转换为0，1比特流转发或对数据链路帧的数据部分进行转发。

3.2.2路由控制

• 路由控制：是指将分组数据发送到最终目标地址的功能。及时网络非常复杂，也可以通过路由控制到达目标地址的通路。
• 路由控制表

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IP地址基础知识

3.31IP地址定义

IP地址（ip4地址）由32位正整数表示。为了方便理解，以8位为一组，分成4组。

• IP地址是由每一个主机上的每一块网卡（NIC）设置。通常一块网卡只设置一个IP，一台路由器通常会配置两个以上的网卡。

3.3.2IP地址由网络与主机两部分标识组成

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3.3.3IP分类

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IP地址网络标识和主机标识并不是固定位置，分为A，B，C，D类，根据不同的网络标识和主机标识进行区分。

• A:以0开头，从1到8位是网络标识.
• B:以10开头，从1到16位是网络标识.
• C:以110开头，从1到24位是网络标识.
• D:以1110开头，从1到32位是网络标识.
• 分配IP主机地址注意事项：用比特位表示主机地址时候不可全部为0或者1，因为全部0标识对应的网络地址或IP地址不可获取时候使用，全部1为主机地址通常作为广播地址。

3.3.2广播地址

把主机部分全部设置为1，就成了广播地址。

• 本地广播：在本网络内的广播叫本地广播。
• ** 直接广播 **：在不同网络之间的广播叫直接广播。下图中，收到包的路由器会将数据转发给192.168.1.0/24,从而使得所有主机都能收到。

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• 单播：主机之间一对一的通讯模式，网络中的交换机和路由器对数据只进行转发不进行复制。如果10个客户机需要相同的数据，则服务器需要逐一传送，重复10次相同的工作。但由于其能够针对每个客户的及时响应，所以现在的网页浏览全部都是采用单播模式，具体的说就是IP单播协议。网络中的路由器和交换机根据其目标地址选择传输路径，将IP单播数据传送到其指定的目的地。

• 广播：主机之间一对所有的通讯模式，网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发，所有主机都可以接收到所有信息（不管你是否需要），由于其不用路径选择，所以其网络成本可以很低廉。有线电视网就是典型的广播型网络，我们的电视机实际上是接受到所有频道的信号，但只将一个频道的信号还原成画面。在数据网络中也允许广播的存在，但其被限制在二层交换机的局域网范围内，禁止广播数据穿过路由器，防止广播数据影响大面积的主机。

• 组播(多播)：主机之间一对一组的通讯模式，也就是加入了同一个组的主机可以接受到此组内的所有数据，网络中的交换机和路由器只向有需求者复制并转发其所需数据。主机可以向路由器请求加入或退出某个组，网络中的路由器和交换机有选择的复制并传输数据，即只将组内数据传输给那些加入组的主机。这样既能一次将数据传输给多个有需要（加入组）的主机，又能保证不影响其他不需要（未加入组）的主机的其他通讯。

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路由控制

3.4.1IP地址与路由控制

仅有IP地址不足以将数据包发送到对端目标地址，在发送过程中还需要类似于指标路由或主机的信息，以便真正发往目标地址。而保存这种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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