【计算机网络】IP协议_网络综合布线机房ip规划

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）

【参考】快来学习的网站
https://cswiki.top/