IP位于TCP/IP參考模型的第三層，也就是?絡(luò)層
?絡(luò)層的主要作?：實(shí)現(xiàn)主機(jī)與主機(jī)之間的通信，也叫點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信

問(wèn)題1：?絡(luò)層(IP)與數(shù)據(jù)鏈路層(MAC)有什么關(guān)系呢？

• MAC的作?：實(shí)現(xiàn)直連的兩個(gè)設(shè)備之間通信。
• IP的作?：負(fù)責(zé)在沒(méi)有直連的兩個(gè)?絡(luò)之間進(jìn)?通信傳輸
• 在?絡(luò)數(shù)據(jù)包傳輸中，源IP地址和?標(biāo)IP地址在傳輸過(guò)程中是不會(huì)變的，只有源MAC地址和?標(biāo)MAC?直在變化

1. IP地址的分類

• 主機(jī)號(hào)全為1指定某個(gè)網(wǎng)絡(luò)下的所有主機(jī)，用于廣播
• 主機(jī)號(hào)全為0指定某個(gè)網(wǎng)絡(luò)
• ?播地址?于在同?個(gè)鏈路中相互連接的主機(jī)之間發(fā)送數(shù)據(jù)包。?播地址可以分為本地?播和直接?播兩種。
  • 在本?絡(luò)內(nèi)?播的叫做本地?播
  • 在不同?絡(luò)之間的?播叫做直接?播
• D 類和 E 類地址是沒(méi)有主機(jī)號(hào)的，所以不可?于主機(jī) IP，D 類常被?于多播，E 類是預(yù)留的分類，暫時(shí)未使?
  • 多播地址?于將包發(fā)送給特定組內(nèi)的所有主機(jī)。由于?播?法穿透路由，若想給其他?段發(fā)送同樣的包，就可以使?可以穿透路由的多播。

2. IP分類的優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)：可以根據(jù)IP地址的前四位來(lái)判別IP地址屬于哪個(gè)類別。簡(jiǎn)單明了，選路簡(jiǎn)單。
• 缺點(diǎn)：地址劃分缺少靈活性
  • A、B、C類不能很好的與現(xiàn)實(shí)?絡(luò)匹配
  • C 類地址能包含的最?主機(jī)數(shù)量太少了，只有 254 個(gè)
  • B 類地址能包含的最?主機(jī)數(shù)量?太多了，?般的企業(yè)基本達(dá)不到這個(gè)規(guī)模

3. CIDR?分類地址

• 32 ?特的 IP 地址被劃分為兩部分，前?是?絡(luò)號(hào)，后?是主機(jī)號(hào)

• 表示形式 a.b.c.d/x ，其中 /x 表示前 x 位屬于?絡(luò)號(hào)， x 的范圍是 0 ~ 32 ，這就使得 IP 地址更加具有靈活性

• 另?種劃分?絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)形式，那就是??掩碼，掩碼的意思就是掩蓋掉主機(jī)號(hào)，剩余的就是?絡(luò)號(hào)
  

• 分離網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的作用：

  • 因?yàn)閮膳_(tái)計(jì)算機(jī)要通訊，?先要判斷是否處于同?個(gè)?播域內(nèi)，即?絡(luò)地址是否相同。
  • 如果?絡(luò)地址相同，表明接受?在本?絡(luò)上，那么可以把數(shù)據(jù)包直接發(fā)送到?標(biāo)主機(jī)。
  • 路由器尋址?作中，也就是通過(guò)這樣的?式來(lái)找到對(duì)應(yīng)的?絡(luò)號(hào)的，進(jìn)?把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的?絡(luò)內(nèi)。

• 如何進(jìn)行子網(wǎng)劃分：

  • 通過(guò)??掩碼劃分出?絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，并且可以劃分??
  • ??劃分實(shí)際上是將主機(jī)地址分為兩個(gè)部分：???絡(luò)地址和??主機(jī)地址!
    

4. 公有IP地址與私有IP地址：

• 私有 IP 地址通常是內(nèi)部的 IT ?員管理，公有 IP 地址是由 ICANN 組織管理，中?叫互聯(lián)?名稱與數(shù)字地址分配機(jī)構(gòu)。

5. IP地址與路由控制：

• IP地址的?絡(luò)地址這?部分是?于進(jìn)?路由控制。路由控制表中記錄著?絡(luò)地址與下?步應(yīng)該發(fā)送?路由器的地址。在主機(jī)和路由器上都會(huì)有各?的路由器控制表。
• 在發(fā)送 IP 包時(shí)，?先要確定 IP 包?部中的?標(biāo)地址，再?gòu)穆酚煽刂票碇姓业脚c該地址具有相同?絡(luò)地址的記錄，根據(jù)該記錄將 IP 包轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的下?個(gè)路由器。
• 如果路由控制表中存在多條相同?絡(luò)地址的記錄，就選擇相同位數(shù)最多的?絡(luò)地址，也就是最?匹配。
• 注：
  • 環(huán)回地址不會(huì)流向?絡(luò)，環(huán)回地址是在同?臺(tái)計(jì)算機(jī)上的程序之間進(jìn)??絡(luò)通信時(shí)所使?的?個(gè)默認(rèn)地址。 計(jì)算機(jī)使??個(gè)特殊的 IP 地址 127.0.0.1 作為環(huán)回地址
  • 與該地址具有相同意義的是?個(gè)叫做 localhost 的主機(jī)名。使?這個(gè) IP 或主機(jī)名時(shí)，數(shù)據(jù)包不會(huì)流向?絡(luò)

6. IP分片與重組

• 每種數(shù)據(jù)鏈路的最?傳輸單元 MTU 都是不相同的，因?yàn)槊總€(gè)不同類型的數(shù)據(jù)鏈路的使??的不同。
  • 最常?數(shù)據(jù)鏈路是以太?，它的 MTU 是 1500 字節(jié)
• 當(dāng) IP 數(shù)據(jù)包???于 MTU 時(shí)， IP 數(shù)據(jù)包就會(huì)被分?。 經(jīng)過(guò)分?之后的 IP 數(shù)據(jù)報(bào)在被重組的時(shí)候，只能由?標(biāo)主機(jī)進(jìn)?，路由器是不會(huì)進(jìn)?重組的。
• 在分?傳輸中，?旦某個(gè)分?丟失，則會(huì)造成整個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)作廢，所以 TCP 引?了 MSS 也就是在 TCP 層進(jìn)?分?不由 IP 層分?，對(duì)于 UDP 我們盡量不要發(fā)送?個(gè)?于 MTU 的數(shù)據(jù)報(bào)?

7. IPv6

• 更多的地址，更好的安全性和擴(kuò)展性，但I(xiàn)PV4和IPV6不能兼容

• 特點(diǎn)：

  • 可分配地址變多
  • IPv6 可?動(dòng)配置，即使沒(méi)有 DHCP 服務(wù)器也可以實(shí)現(xiàn)?動(dòng)分配IP地址
  • 簡(jiǎn)化了?部結(jié)構(gòu)，減輕了路由器負(fù)荷，提?了傳輸?shù)男阅?/li>
  • IPv6 有應(yīng)對(duì)偽造 IP 地址的?絡(luò)安全功能以及防?線路竊聽(tīng)的功能，??提升了安全性

• 標(biāo)識(shí)方法：

• 結(jié)構(gòu)：

• IPV6單播地址類型：

  • 對(duì)于?對(duì)?通信的 IPv6 地址，主要?jiǎng)澐至巳悊尾サ刂?#xff0c;每類地址的有效范圍都不同。
  • 在同?鏈路單播通信，不經(jīng)過(guò)路由器，可以使?鏈路本地單播地址，IPv4 沒(méi)有此類型
  • 在內(nèi)??單播通信，可以使?唯?本地地址，相當(dāng)于 IPv4 的私有 IP
  • 在互聯(lián)?通信，可以使?全局單播地址，相當(dāng)于 IPv4 的公有 IP

• IPV4?部與IPV6?部：

  • 取消了?部校驗(yàn)和字段：因?yàn)樵跀?shù)據(jù)鏈路層和傳輸層都會(huì)校驗(yàn)，因此 IPv6 直接取消了 IP 的校驗(yàn)
  • 取消了分?/重新組裝相關(guān)字段：分?與重組是耗時(shí)的過(guò)程，IPv6 不允許在中間路由器進(jìn)?分?與重組，這種操作只能在源與?標(biāo)主機(jī)，這將??提?了路由器轉(zhuǎn)發(fā)的速度
  • 取消選項(xiàng)字段：選項(xiàng)字段不再是標(biāo)準(zhǔn) IP ?部的?部分了，但它并沒(méi)有消失，?是可能出現(xiàn)在 IPv6 ?部中的下?個(gè)?部指出的位置上。刪除該選項(xiàng)字段使的 IPv6 的?部成為固定?度的 40 字節(jié)。