IP位于TCP/IP參考模型的第三層，也就是?絡層
?絡層的主要作?：實現(xiàn)主機與主機之間的通信，也叫點對點通信

問題1：?絡層(IP)與數(shù)據(jù)鏈路層(MAC)有什么關系呢？

• MAC的作?：實現(xiàn)直連的兩個設備之間通信。
• IP的作?：負責在沒有直連的兩個?絡之間進?通信傳輸
• 在?絡數(shù)據(jù)包傳輸中，源IP地址和?標IP地址在傳輸過程中是不會變的，只有源MAC地址和?標MAC?直在變化

1. IP地址的分類

• 主機號全為1指定某個網(wǎng)絡下的所有主機，用于廣播
• 主機號全為0指定某個網(wǎng)絡
• ?播地址?于在同?個鏈路中相互連接的主機之間發(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?絡內?播的叫做本地?播
  • 在不同?絡之間的?播叫做直接?播
• D 類和 E 類地址是沒有主機號的，所以不可?于主機 IP，D 類常被?于多播，E 類是預留的分類，暫時未使?
  • 多播地址?于將包發(fā)送給特定組內的所有主機。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

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

3. CIDR?分類地址

• 32 ?特的 IP 地址被劃分為兩部分，前?是?絡號，后?是主機號

• 表示形式 a.b.c.d/x ，其中 /x 表示前 x 位屬于?絡號， 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?絡號與主機號形式，那就是??掩碼，掩碼的意思就是掩蓋掉主機號，剩余的就是?絡號
  

• 分離網(wǎng)絡號和主機號的作用：

  • 因為兩臺計算機要通訊，?先要判斷是否處于同?個?播域內，即?絡地址是否相同。
  • 如果?絡地址相同，表明接受?在本?絡上，那么可以把數(shù)據(jù)包直接發(fā)送到?標主機。
  • 路由器尋址?作中，也就是通過這樣的?式來找到對應的?絡號的，進?把數(shù)據(jù)包轉發(fā)給對應的?絡內。

• 如何進行子網(wǎng)劃分：

  • 通過??掩碼劃分出?絡號和主機號，并且可以劃分??
  • ??劃分實際上是將主機地址分為兩個部分：???絡地址和??主機地址!
    

4. 公有IP地址與私有IP地址：

• 私有 IP 地址通常是內部的 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)字地址分配機構。

5. IP地址與路由控制：

• IP地址的?絡地址這?部分是?于進?路由控制。路由控制表中記錄著?絡地址與下?步應該發(fā)送?路由器的地址。在主機和路由器上都會有各?的路由器控制表。
• 在發(fā)送 IP 包時，?先要確定 IP 包?部中的?標地址，再從路由控制表中找到與該地址具有相同?絡地址的記錄，根據(jù)該記錄將 IP 包轉發(fā)給相應的下?個路由器。
• 如果路由控制表中存在多條相同?絡地址的記錄，就選擇相同位數(shù)最多的?絡地址，也就是最?匹配。
• 注：
  • 環(huán)回地址不會流向?絡，環(huán)回地址是在同?臺計算機上的程序之間進??絡通信時所使?的?個默認地址。 計算機使??個特殊的 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?個叫做 localhost 的主機名。使?這個 IP 或主機名時，數(shù)據(jù)包不會流向?絡

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，因為每個不同類型的數(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 IP 數(shù)據(jù)包???于 MTU 時， IP 數(shù)據(jù)包就會被分?。 經(jīng)過分?之后的 IP 數(shù)據(jù)報在被重組的時候，只能由?標主機進?，路由器是不會進?重組的。
• 在分?傳輸中，?旦某個分?丟失，則會造成整個 IP 數(shù)據(jù)報作廢，所以 TCP 引?了 MSS 也就是在 TCP 層進?分?不由 IP 層分?，對于 UDP 我們盡量不要發(fā)送?個?于 MTU 的數(shù)據(jù)報?

7. IPv6

• 更多的地址，更好的安全性和擴展性，但IPV4和IPV6不能兼容

• 特點：

  • 可分配地址變多
  • IPv6 可?動配置，即使沒有 DHCP 服務器也可以實現(xiàn)?動分配IP地址
  • 簡化了?部結構，減輕了路由器負荷，提?了傳輸?shù)男阅?/li>
  • IPv6 有應對偽造 IP 地址的?絡安全功能以及防?線路竊聽的功能，??提升了安全性

• 標識方法：

• 結構：

• IPV6單播地址類型：

  • 對于?對?通信的 IPv6 地址，主要劃分了三類單播地址，每類地址的有效范圍都不同。
  • 在同?鏈路單播通信，不經(jīng)過路由器，可以使?鏈路本地單播地址，IPv4 沒有此類型
  • 在內??單播通信，可以使?唯?本地地址，相當于 IPv4 的私有 IP
  • 在互聯(lián)?通信，可以使?全局單播地址，相當于 IPv4 的公有 IP

• IPV4?部與IPV6?部：

  • 取消了?部校驗和字段：因為在數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層都會校驗，因此 IPv6 直接取消了 IP 的校驗
  • 取消了分?/重新組裝相關字段：分?與重組是耗時的過程，IPv6 不允許在中間路由器進?分?與重組，這種操作只能在源與?標主機，這將??提?了路由器轉發(fā)的速度
  • 取消選項字段：選項字段不再是標準 IP ?部的?部分了，但它并沒有消失，?是可能出現(xiàn)在 IPv6 ?部中的下?個?部指出的位置上。刪除該選項字段使的 IPv6 的?部成為固定?度的 40 字節(jié)。