一：IP報文的結(jié)構(gòu)

IP報文頭部信息用于指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對報文進行路由和分片。同一個網(wǎng)段內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通過鏈路層即可實現(xiàn)，而跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)需要使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的路由功能。分片是指數(shù)據(jù)包超過一定長度時，需要劃分成不同的片段使其能夠在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
IP報文頭部長度20-60字節(jié)。根據(jù)源和目的IP地址可以判斷目的端是否與發(fā)送端位于同一網(wǎng)段。如果二者不在同一網(wǎng)段，則需要路由機制進行跨網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)。

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二：IP編址

IP地址為分為網(wǎng)絡(luò)號和主機號
IPV4地址為32比特的二進制數(shù)，通常用點分十進制表示。IP地址用來標識網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，具有IP地址的設(shè)備可以在同一個或跨網(wǎng)段通信。IP地址包括兩部分，第一部分是網(wǎng)絡(luò)號，標識IP地址所屬的網(wǎng)段，第二部分是主機號，用來唯一標識本網(wǎng)絡(luò)上的某臺設(shè)備。
要注意的是每個網(wǎng)段上都有兩個特殊的地址不能分配給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。第一個是該地址的網(wǎng)絡(luò)地址，該IP的主機位全是0，表示一個網(wǎng)段，第二個地址是改網(wǎng)段中的廣播地址，目的地址為廣播地址的報文會被該網(wǎng)段的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收。廣播地址的主機位全是1.除網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址以外的其他IP可以作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址。

二進制和十六進制是常用的編碼方式

三：IP分類

IPv4地址被劃分為A、B、C、D、E五類，每類地址的網(wǎng)絡(luò)號包含不同的字節(jié)數(shù)。A、B、C類地址可分配IP地址，每類地址支持的網(wǎng)絡(luò)數(shù)和主機數(shù)不同。比如A類地址可支持126個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)支持2^24個主機地址，另外每個網(wǎng)段中的網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址不能分配給主機。C類地址支持200多萬個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)支持256個主機地址，其中254個地址可以分配給主機使用。
D類地址為組播地址。主機收到以D類地址為目的地址的報文后，且該主機是改組播組成員，就會接收并處理該報文。各類IP地址可以通過第一個字節(jié)中的比特位進行區(qū)分。如A類地址第一字節(jié)的最高位固定為0，B類地址第一字節(jié)的高兩位為10，C類地址的第一字節(jié)的高三位固定為110，D類地址第一字節(jié)的高四位固定為1110，E類地址的一字節(jié)的最高四位固定為1111。

IPv4中的部分IP地址被保留用作特殊用途。為節(jié)省IPv4地址，A,B,C類地址字段中都預(yù)留了特定范圍的地址作為私網(wǎng)IP。為主機分配私網(wǎng)地址節(jié)省了公網(wǎng)地址，可以緩解IP地址短缺的問題。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中普遍使用私網(wǎng)地址，不同企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的私網(wǎng)IP可以重疊。默認情況下網(wǎng)絡(luò)中的主機無法使用私網(wǎng)IP與公網(wǎng)通信，當需要與公網(wǎng)通信時，私網(wǎng)IP必須轉(zhuǎn)化為公網(wǎng)IP。
還有一些特殊的IP地址，如127.0.0.0網(wǎng)段中的地址為回環(huán)地址，用于診斷網(wǎng)絡(luò)是否正常。IPv4中的第一個地址0.0.0.0表示任何網(wǎng)絡(luò)，IPV4中的最后一個地址255.255.255.255是網(wǎng)絡(luò)中的廣播地址。

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四：子網(wǎng)掩碼

子網(wǎng)掩碼用于區(qū)分網(wǎng)絡(luò)部分和主機部分。子網(wǎng)掩碼與IP地址的表示方法相同。一表示網(wǎng)絡(luò)位，0表示主機位。

默認子網(wǎng)掩碼

A類地址的缺省子網(wǎng)掩碼為8位，即第一個字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)位，其他三個字節(jié)表示主機位。B類地址的缺省子網(wǎng)掩碼為16位，因此B類地址支持更多的網(wǎng)絡(luò)，但主機位數(shù)也變少了，C類地址的缺省子網(wǎng)掩碼為24位。

變長子網(wǎng)掩碼（VLSM）

有類IP編址的缺陷：在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)是使用有類IP地址會造成地址浪費。
VLSM：采用VLSM可以解決上述問題，通過改變子網(wǎng)掩碼，可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個子網(wǎng)。VLSM緩解了使用缺省子網(wǎng)掩碼導(dǎo)致的地址浪費的問題，同時能夠為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供更為有效的編址方案。
例子：
160.200.0.0/16 將其劃分為16個子網(wǎng)
a.劃分子網(wǎng)的netmask
2^n=16 n=4
255.255.240.0
b.每個子網(wǎng)的主機數(shù)？
2^(32-20)=4094
c.最小，最大的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)ID？
160.200.0.0/20
160.200.240.0/20
d.最大的子網(wǎng)的的IP范圍。
160.200.240.1/20
160.200.255.254/20
e.對最大的子網(wǎng)劃分32個子子網(wǎng)。還是以上4個要求
160.200.240.0/20
e.1 劃分子網(wǎng)的netmask
2^n=32 n=5
255.255.11111111.1 0000000
255.255.255.128
e.2 每個子網(wǎng)的主機數(shù)？
2^7-2=126
e.3 最小，最大的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)ID？
160.200.240.0/25
160.200.255.128/25
e.4 最大的子網(wǎng)的的IP范圍。
160.200.255.129/25 160.200.255.254/25
公式：
1.計算網(wǎng)絡(luò)數(shù)：2^可變的網(wǎng)絡(luò)ID
2.計算網(wǎng)絡(luò)中的主機最大數(shù)量：2^主機ID位-2
3.劃分子網(wǎng)的數(shù)量=2^網(wǎng)絡(luò)ID向主機ID借的位數(shù)

無類域間路由（CIDR）

優(yōu)點：CIDR突破了傳統(tǒng)IP地址的分類邊界，將路由表中的若干調(diào)路由匯聚為一條路由，減少了路由表的規(guī)模，提高了路由表的可拓展性。（可以將其理解為主機位向網(wǎng)絡(luò)位借位，網(wǎng)絡(luò)數(shù)減少，主機位增加。是VLSM的反向。）

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五：網(wǎng)關(guān)

報文轉(zhuǎn)發(fā)過程中，首先需要轉(zhuǎn)發(fā)路徑以及通往目的網(wǎng)段的接口，然后將報文封裝在以太幀中通過指定的物理接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。如果目的主機與源主機不在同一網(wǎng)段，報文需要先轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)，然后通過網(wǎng)關(guān)將報文轉(zhuǎn)發(fā)到目的網(wǎng)段
網(wǎng)關(guān)是指接受并處理本地網(wǎng)段主機發(fā)送的報文并轉(zhuǎn)發(fā)到目的網(wǎng)段的設(shè)備。為實現(xiàn)此功能，網(wǎng)關(guān)必須知道目的網(wǎng)段的IP地址。網(wǎng)關(guān)設(shè)備上連接本地網(wǎng)段的接口地址即為該網(wǎng)段的網(wǎng)關(guān)地址。

六：IP包分片

如果報文長度超過了數(shù)據(jù)鏈路層所支持的最大長度，則報文需要分隔成若干個較小的片段才能在鏈路上傳輸。將報文分割成多個片段的過程叫做分片。接收端根據(jù)分片報文中的標識符，標志，片偏移字段對分片報文進行重組。

標識:占16位,它是一個計數(shù)器,通常，每發(fā)送一個報文，改值會加1
， 也用于數(shù)據(jù)包分片，在同一個包的若干分片中，該值是相同的
標志(flag):占3位,目前只有后兩位有意義
DF： Don‘t Fragment，中間的一位，只有當 DF=0 時才允許分片
MF： More Fragment，最高位， MF=1表示后面還有分片。 MF=0
表示最后一個分片
片偏移:占12位,指較長的分組在分片后，該分片在原分組中
的相對位置.片偏移以8個字節(jié)為偏移單位

本文題目：IP編址
標題網(wǎng)址：http://chinadenli.net/article12/gsgigc.html

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