IP协议
- IP协议
- 一、IP协议
- 二、IP地址
- 1⃣️IP地址初探
- 2⃣️IP地址和MAC地址
- 3⃣️IP地址分类
- 4⃣️IP单播/广播/多播
- 1.广播
- 2.单播
- 3.多播（组播）
- 5⃣️子网划分
- 为什么进行子网划分？
- 1.子网划分初探
- 2.子网掩码
- 三、拯救枯竭的IPv4
- 1⃣️无分类IP地址
- 2⃣️NAT地址转换
- 四、路由控制
- 1⃣️路由控制初探
- 2⃣️路由协议
IP协议
一、IP协议
IP协议：屏蔽下层物理网络的差异，为上层提供统一的IP数据报
IP协议提供无连接的、不可靠的、尽力的数据报投递服务：
- 无连接的：发送端可以任何时候自由发送数据，接收端不知道何时从哪里接收到数据，每个IP数据报独立处理和传输，一台主机发出的数据报序列，可能走不同路径，甚至其中一部分在传输过程丢失
- 不可靠的：IP协议本身不保证IP数据报投递结果
- 尽力的：每个数据链路规定一个最大传输单元MTU，若IP数据报长度超过MTU时，将其切割成一个个的分组，以适应具体的网络传输
二、IP地址
1⃣️IP地址初探
IPv4：4字节 == 32bit
IPv6：16字节 == 128bit
2⃣️IP地址和MAC地址
在传输过程中，
- 源IP地址和目的IP地址不变（如图中主机A和主机B）
- 源MAC地址和目的MAC地址不断发生改变（如图中路由器1 -> 2 -> 3）
3⃣️IP地址分类
网络号：属于互联网的哪一个网络
主机号：属于网络中的哪一个主机
为什么分离网络号和主机号？
因为要进行通讯，首先判断是否处于同一个广播域内，即网络号（网络地址）是否相同：
- 相同，表明接收方在本网络内（本地网络主机），可以把数据包直接发送到目标主机，无需转发给其他网络
- 不同，发送和接收方是远程网络主机，远程网络中的主机要进行通讯的话必须通过本地网关（Gateway）来传递转发数据
全0:本网络
全1:广播
- A类地址：1～126（0、127不在A类地址范围内）
- B类地址：128～191
- C类地址：192～223
4⃣️IP单播/广播/多播
1.广播
一个发送方，多个接收方
广播地址：
- 本地广播：本网络内广播的
- 直接广播：不同网络之间广播的
2.单播
只有一个发送方和接收方
3.多播（组播）
D类地址
一个发送方，特定的多个接收方
5⃣️子网划分
为什么进行子网划分？
传统的IP地址分类可能会造成资源浪费
1.子网划分初探
将传统的两级IP地址（网络号 + 主机号）转换成粒度更小的三级IP地址（网络号 + 子网号 + 主机号）
原来主机号不能全0或者全1，同样的，子网号后面的主机号也不能全0或者全1
2.子网掩码
举个例子
C类二级地址192.168.1.0
子网掩码255.255.255.192
C类三级地址可以写成：192.168.1.0/26
三、拯救枯竭的IPv4
两种方法解决：
- 无分类IP地址CIDR
- NAT地址转换
1⃣️无分类IP地址
表现形式：a.b.c.d/x
x为网络前缀
2⃣️NAT地址转换
IP地址不是根据主机台数来配置，而是根据网卡（网络适配器）来配置的
四、路由控制
1⃣️路由控制初探
路由控制（Routing）：将IP数据报发送给最终目标地址的功能
所有主机和路由器维护一张路由控制表，记录：
- IP地址
- 想到达该IP地址，在当前路由器，数据包的下一步应该是发送到路由器
默认路由：路由表中任何一个地址都能与之匹配的记录
环回地址：localhost（127.0.0.1），如果用这个地址，数据包就不会流向网络
2⃣️路由协议
路由控制表的形成方式：
- 静态路由控制：管理员手动设置
- 动态路由设置：交换信息时自动刷新
路由协议分类：
- 外部网关协议EGP（RIP、OSPF）
- 内部网关协议IGP（BGP）
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