IPv4

• IP：标识一台主机，负责在「没有直连」的两个网络之间进行通信传输。

• IPv4：32位二进制数

• IP 地址的分类：为了更好地管理IP，已废弃

  • A类：0+网络号7位+主机号24位
  • B类：10+网络号14位+主机号16位
  • C类：110+网络号21位+主机号8位
  • D类：1110+组播地址28位
  • E类：1111+留待后用28位
  • 广播：主机号全1，指定某个网络：主机号全0

• 无分类地址 CIDR：IP = 网络地址＋主机地址/x 表示前 x 位属于网络号，使得 IP 地址更加具有灵活性。

  • 子网掩码：前x位为1
  • 网络地址：标识广播域，在广播域内可直接通信
  • 子网划分：IP = 网络地址＋（子网网络地址＋子网主机地址）

• 私有IP地址：10、172、192.168

• 环回地址：在本机进行通信，不会发出去：127.0.0.1

路由控制

根据IP地址的网络地址进行路由控制：

• 路由表：根据网络地址进行路由转发，主机、路由器都有。
• 从路由控制表中找到与目标地址具有相同网络地址的记录进行转发，有多条就长匹配。没有就走默认路由。

IP分片与重组

• 以太网的 MTU 是 1500 字节

• 分片： IP 数据包大小大于 MTU

• 重组：对分片拼接，目标主机负责。分片丢失一个就报废

• TCP 引入了 MSS，避免在IP层分片

IPv6

Why？

IPv4只有42亿个，不够用。

How？

• 128位：8组16位二进制

• 即插即用：没有DHCP也能自行分配

• 地址分类：

  • 未定义：::/128
  • 环回地址：::1/128
  • 唯一本地地址：FC00::/7，内网里单播通信
  • 链路本地单播地址：FE80::/10，同一链路单播通信，不经过路由器
  • 多播地址：FF00::/8
  • 全局单播地址：其他，互联网通信

IPv4 首部与 IPv6 首部

IPv6 相比 IPv4 的首部改进：

• 取消了首部校验和字段。 因为在数据链路层和传输层都会校验，因此 IPv6 直接取消了 IP 的校验。
• 取消了分片/重新组装相关字段。 分片与重组是耗时的过程，IPv6 不允许在中间路由器进行分片与重组，这种操作只能在源与目标主机，这将大大提高了路由器转发的速度。
• 取消选项字段。 选项字段不再是标准 IP 首部的一部分了，但它并没有消失，而是可能出现在 IPv6 首部中的「下一个首部」指出的位置上。删除该选项字段使的 IPv6 的首部成为固定长度的 40 字节。