介绍IP地址
2.2
ip地址采用点分四组或者是点分十进制表示法(同一个东西,不同名字)。这样的数字为非负整数,每一个数范围是[0,255]
。
ipv6中地址长度为128位,是ipv4的四倍。ipv6的地址采用快或者字段的四个十六进制数,使用:
分割。例如0012:0012:3212:1d31:0012:0012:3212:1d31
,嗯很长。其简化规则是:
- 每一个块中的前导0可以不用写
- 全零的块可以被省略使用
::
但是一个ip地址中是能使用一次 - ipv6中嵌入ipv4的地址是使用混合符号写
ipv4部分写在最低四个块中,第五个块为全ffff
,之前的三个块为全0000
,最终表示为::ffff:8.8.8.8
- ipv6的低32位通常采用点分四组表示法
也就是如果只有最后的两个块中有数据,那么写成::+ipv4
的形式。称为与ipv4兼容的ipv6地址。现在不再需要了
直接方位ipv6地址需要使用[]
包起ipv6地址,避免和:端口
混淆
之后有规定了行的表示方法:
- 前导0必须省略
- ::使用在省略最多0块的地方
- af的十六进制使用小写
2.3基本的ip地址结构
ipv4地址空间中大部分是单播地址:用于识别连接Internet或某些专用内联网的计算机网络接口。
2.3.1分类寻址
每个单播ip地址都有一个网络部分,用于识别接口使用的ip地址在那个王阔中可以被发现,一个主机地址,用于识别网络部分给出的网络中特定的主机。
依次前部分称为网络号,后部分称为主机号。
- A类地址,前8位为网络号
第一位必须是0,后面七位自由。后跟24位主机号
0.0.0.0-127.255.255.255
第一位为0,所以127无法再大 - B类地址,前16位为网络号
前两位为10,后面14位自由
128.0.0.0~191.255.255.255 - C类地址,前24位为网络号
前三位为110,后21位自由
192.0.0.0~223.255.255.255 - D类地址
前四位为1110,该类地址是组播地址,28位自由
224.0.0.0~239.255.255.255 - E类地址
前四位为1111,该类地址保留,28位自由
主机号中的第一个用于网关,最后一个用于广播。因此需要减2。
例如A类地址,他有27个子网,较少,但是每个子网有224台主机
2.3.2 子网寻址
直接分配一个A、B、C类的网络号给一个站点,然后由站点的管理员分配主机号。
管理员,将主机号再分为子网ID,和主机ID。
2.3.3子网掩码
子网掩码是提供给主机使用的分配位(路由器也可以是主机)。用于确定一台主机ip地址中的网络和子网信息。主要是获取其子网号。
子网掩码可以使静态的(路由器中),也可以是动态的(DHCP)。
表示:在ip地址后加斜杠加子网掩码前面1的个数,称为前缀长度。例如
128.2.3.12/8:表示子网掩码为,255.0.0.0二进制表示为11111111.00000000.00000000.00000000
子网掩码的1必须是连续的。
二进制形式的子网掩码中,是1的位表示:在ip地址中,该位是网络号或者是子网ID部分。设置为0,表示ip地址中对应的位是主机ID部分。
因此,当二进制的ip地址和二进制的子网掩码进行按位与操作是,结果是主机ID部分被清空,而网络号和子网ID部分保留。
这样就可以确定一个ip地址所属于的子网。这是路由器所需要的信息,路由器根据子网将相应的数据报发送到ip地址主机所在的子网中。
还有就是,主机需要判断自己发送的数据报是否是发往处于同一个子网的主机。
2.3.4可变长度子网掩码vlsm
也就是可以将不同长度的子网掩码用于相同的网络号。
一个网络号中可以有不同的子网分组形式。提高了灵活性。针对需要不同容量的子网,可以分配不同的子网号。
2.3.5广播地址
地址为,将子网掩码取反,然后与ip地址进行或操作。也就是将一个ip地址的主机ID部分置为1。是每个子网中主机ID最大的那个ip。(不一定是.255)
使用这种地址的数据报,称为定向广播。理论上,可以想任意一个子网发送定向广播(只要网络号和子网ID不是本子网的就行),但是路由器通常禁止。
数据报使用最大的地址255.255.255.255
被保留为本地网络广播(也称为受限广播)。这种数据报不会被路由器转发。这种广播不需要路由器
ipv6中没有任何广播地址,而是使用淄博地址。广播地址仅仅适用于ipv4。
2.3.6 ipv6地址和接口标识符
嗯,还是没看
2.4 CIDR聚合
- B类地址被用完
- 32位地址不足以应对21世纪出的预期规模
- 路由表条目(每个网络号对应一条),正常,路由器性能受限
为了缓解第一个问题,也就是ip地址少的问题,提供分类寻址和扩展无类别域间路由。
使用子网也就是可变长度的子网掩码vlsm,细化了网络。
使用传统的五类地址划分ABCDE,浪费了ip地址,比如A类地址,12.0.0.0
只能作为一个子网划分,也就是12.0.0.0~12.255.255.255
。其中可能并没有这么多的主机。
因此出现了CIDR打破传统的五类地址划分,使用CIDR掩码,可以将任意一个地址可以划分出网络号和子网号。
例如之前的A类地址,12.13.15.1/17
那么,可以出现一个新的网络号。
但是这并没有解决路由条目增多的问题。
分层路由
类似于子网,将很多的路由加入网络中,通过子网的形式寻找主机。其构建“子网”的方式成为“路由聚合”
一个ip地址,从高位开始取相同的块(点分四组,四个块),然后不同的块取,取值最小的那个,剩下的块取0,因为不同的块取了最小的值,所以子网掩码也需要相应的减少1的个数,将两个不同的块纳入同一个子网中。
例如,1.2.3.4和1.2.4.5聚合成为1.2.3.0。当多个ip地址聚合的时候,优先取子网掩码1个数相同的聚合。
2.5特殊用途地址
- 0.0.0.0/8
通信是不需要对方返回消息,可以使用改地址作为源地址 - 10.0.0.0/8,172.16.0.0/12,192.168/16
三个专用网络(内联网)地址,区分是:不同地址的主机数不同。
因此家庭一般使用192.168,而学校一般使用10.0.0.0
这种地址不会出现在公共internet中 - 169.254.0.0/16
链路本地地址 - 192.0.2.0/24
test-net-1地址 - 192.0.0.0/24
ietf协议分配 - 198.18.0.0/15
用于基准和性能测试 - 198.51.100.0/24
test-net-2地址 - 203.0.113.0/24
test-net-3地址 - 224.0.0.0/4
ipv淄博地址,近作为目的地址使用 - 240.0.0.0/4
保留空间 - 255.255.255.255/32
本地受限广播地址
ipv6特殊地址