【网络协议】 网络层(IP层)

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目前IP协议有两种版本:

  • IPv4(因特网协议第四版):由于地址仅有32位,预计2020年左右分配完毕。
  • IPv6(因特网协议第六版):为了应对IPV4地址枯竭的问题,诞生了IPv6。ipv6的地址可以达到128位,这样的IP数据几乎是用不完的。不过,由于IPv6与IPv4协议互不兼容,需要从上而上大幅更换软硬件设施,因此推广问题值得关注。

IP的组成是32位的数据,即由32个0与1组成的一连串数字。为了方便读写,将32位分为四小段,每段8位,又将每段换算为十进制,并且每段以小数点隔开,这就形成了我们日常见到的IP地址。例如:

00000000.00000000.00000000.00000000   ==>  0.0.0.0
11111111.11111111.11111111.11111111   ==>  255.255.255.255

这串数字中,又分为网络号码和主机号码。在同一个物理网段内,主机的IP具有相同的网络号码,并且具有唯一的主机号码。同时,同一个物理网段内,可以根据不同的IP设置,而设置成多个“IP网络”,也叫“子网段”。

另外,主机号码不能全部为0或1,全部为0表示整个网段的地址,全部为1表示广播地址。

五类IP地址

为了便于管理和方法,IP地址被分为了五类:

类别二进制网络号码开头号段
A类00.xx.xx.xx ~ 127.xx.xx.xx
B类10128.xx.xx.xx ~ 191.xx.xx.xx
C类110192.xx.xx.xx ~ 223.xx.xx.xx
D类(组播使用)1110224.xx.xx.xx ~ 239.xx.xx.xx
E类(保留网段)1111240.xx.xx.xx ~ 255.xx.xx.xx

能够用来一般系统上面的,只有A类、B类、C类地址,而普通人大概率只能申请到C类地址。

但是,上面的A、B、C类地址显示是不够用的,如果一个企业有10台主机,就要购买10个IP吗?为了解决这个问题,又提出了公有地址和私有地址。一个企业持有一个公有地址,下面可以规划若干了私有地址,这就解决了企业内部的IP地址问题。私有地址包括:

  • A类私有地址: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
  • B类私有地址 : 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
  • C类私有地址 : 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

路由

同一个网络段的主机可以直接通信,那么不同网络段呢?每一台主机都有一个路由表,每台主机传递数据时依据这个路由表决定“下一跳”。