一、关于IP地址的认识1.网络层的主要作用实现终端节点之间即点对点end-to-end的通信。因为是点对点所以会涉及到IP编址的问题。2.IP地址在网络中用于标识一个节点是网络设备接口的属性当我们需要给某台设备分配一个IP地址时实质上是指给这台设备的某个接口分配一个IP地址若某个设备有多个接口通常每个接口都需要一个IP地址。需要使用IP地址的接口通常是路由器和计算机的接口。3.IP地址相对于MAC地址是更高层面的地址IP地址是最终通信地址。1为什么需要IP地址为什么MAC地址不能成为最终通信地址因为存在两终端是否分属于不同的二层数据链路层的问题。例如端A到端B且端A在局域网中使用以太网技术有MAC地址而端B在互联网广域网中使用PPP或HDLC的数据链路层技术而这两个技术无MAC地址此时若使用MAC地址通信就会有问题所以在网络层中需要设计一个地址来脱离避免忽略掉链路层地址的限制这个地址就是IP地址。2在早期网络中组网技术很多各种实现技术很多所以必须确定一个最终地址即IP地址。虽然现在是以局域网中的以太网技术为主流。以太网只是链路层技术的一种且是局域网中技术的一种。3IP地址出现的作用就是在复杂的网络环境中能将数据包发给最终的目标地址。二、IP地址的表示IPv41.一个IPv4地址有32bit由4个字节组成。此长度由IP报文所决定2.IP地址采用点分十进制表示。这是IP地址唯一的统一的表示方法用点“.”分隔成4段每组的8个bit用十进制来表示。例0.0.0.0受到点分十进制的影响4个数字中每个数字最大不超过255否则报错三、IP地址的构成IPv41.由两部分构成分别是网络部分与主机部分。2.网络部分网络号用于标识一个网络。区别于地理位置网络号相同的设备无论实际所处地理位置如何均处于同一个网络中。3.主机部分主机号用于区分于同一网络内的不同主机。即主机的编号唯一标识网段上的某台设备的主机接口4.任给一个IP地址无法区别其网络部分和主机部分。5.网络掩码Netmask又称子网掩码Subnet Mask用于区别任给一个IP地址的网络部分和主机部分子网掩码的核心作用。1网络掩码由32个bit组成与IP地址位数一致。2网络掩码由点分十进制表示与IP地址表示一致。3网络掩码不是IP地址。4网络掩码特点鲜明1和0必须连续出现1与0不能混杂网络掩码中的1对应IP地址中的网络位1的个数称为这个网络掩码的位数0对应主机位。由此特点子网掩码只有以下特殊值无其他可能5网络掩码与IP地址一般成对出现任给一个IP地址需要再同步出现一个子网掩码才能认识一个IP地址的全部6判断一个子网掩码是否正确确认1是否连续1与0不能间隔。例子如下255.240.0.0对11111111 11111111 11110000 00000000其连续1个数有20个所以该子网掩码的位数length为20255.240.224.0错11111111 11110000 11100000 00000000四、IP地址分类IPv4有类地址1.IP地址分为有类地址和无类地址。2.有类地址IP地址被分成五类按最前面的最高位的固定值分类ABCDE。无类地址不是ABCDE类以下均针对有类地址如下图所示1A类二进制0开头0~127开头用于单播定义其缺省即默认子网掩码为255.0.0.0即A类地址的前8位是网络位网络个数很少但主机接口个数很多2B类二进制10开头128~191开头用于单播定义其缺省即默认子网掩码为255.255.0.0即B类地址的前16位是网络位3C类二进制110开头192~223开头用于单播定义其缺省即默认子网掩码为255.255.255.0即C类地址的前24位是网络位网络个数很多但所允许的主机接口个数很少4D类二进制1110开头224~239开头用于组播5E类二进制1111开头240~255开头(使用哪类地址的网络称为哪类网络如使用A类地址的网络称为A类网络)DE无子网掩码N此处总结各地址特点1单播MAC地址第8个bit为0IP地址又分ABC类2组播MAC地址第8个bit为1IP地址D类3广播MAC地址全112个FIP地址3.IP地址是哪一类与子网掩码无关是先定义了五大类IP地址再在其中的ABC单播地址中定义了其缺省的子网掩码若要判断给出地址属于哪一类直接看最前面的数十进制数或二进制数4.其实以上五大类的分类是个坑学习中按照这个分但是实际上不按照这个用。因为后面IP地址不够用到IPv6已经无此概念。为了补这个坑引出两种技术方法1VLSMVariable Length Subnet Mask:可变长度子网掩码从主机号中借出部分位数来做网络号即增加网络号数大网络切小网络2LIDRClassless Inter-Domain Routing无类别域间路由使用地址/网络部分位数的形式避免地址空间的浪费根据需要划分IP地址不再受到固定类别的限制小网络汇聚成大网络五、IP地址类型网络划分四大问很重要1.通常把一个网络号所定义的网络范围称为一个网段。2.网络地址用于标识一个网络。使网络位不变主机位为0即是任给IP地址的网络地址不能分配给具体主机接口使用3.广播地址用于向该网络中的所有主机发送数据的特殊地址。使网络位不变主机位为1即是任给IP地址的广播地址不能分配给具体主机接口使用4.可用地址又称主机地址处于网络地址与广播地址之间的可以分配给主机接口的地址。5.一个网段主机位数为n则IP地址数为2^n,可用IP地址数为2^n-2减去网络地址和广播地址例192.168.1.1/24其网络地址192.168.1.0广播地址192.168.1.255可用地址192.168.1.1~192.168.1.254可用IP地址数2^8-2