IP地址相关

这部分主要阐述IP地址的定义、分类以及应用。

IP地址如同链路层的MAC地址，是对节点设备的识别码，根据这个一信息可以实现网络各节点间的数据交换。

1、IP地址的定义

IP地址就是网络层的地址，是用来实现网络设备间数据交换的基石。IP地址是用一个32bit的数字来表示，并将这个数字分为“网络标识”和“主机标识”两个部分，网络标识要求保证网络中的每个网段地址不能重复，相同段内的主机必须拥有相同的网络地址。主机标识要求同一网段的主机必须不同，如下图。其中“/24”意思是从从头数到第几位是网络标识，“/24”就是前24bit是网络标志。

另外，我们还把IP地址分为了4类，分为A类、B类、C类和D类。其实还有E类，但未使用。每一类的网络标识和主机标识是不一样多的，目的是为了适应不同的网络大小。例如A类。网络标识范围是0.0.0.0~127.0.0.0，可以容纳128网段，主机标识就有2^24这么多，其他类也是这样

但并不是所有的主机标识都可以任意使用的，因为每个网段中还有广播地址一说。主机标识都是1就表示这是广播地址，任何网段内的主机均可接收。

广播还分为两种，本地广播和直接广播。本网络内的广播叫做本地广播，路由器会屏蔽盖IP地址的数据包，使其不能到达本网段之外。不同网段的广播叫做直广播，但这种功能是在路由器上进行的设置，一般是本地广播。

此外还有多播，实现将数据发送到本网段的特定主机，多播使用的是D类地址，如果从首位是“1110”就可以认为是多播。

2、子网掩码的诞生

将IP分为若干类的方法有个显著问题，就是造成资源浪费。例如B类，允许该网段内有6万多个主机，这个种网络结构实际是不存在的，所以，显著的IP是不受分类限制，而是采用了一种全新的识别方式。通过这种方式可以实现更小刻度的划分，这就是子网掩码。

引入子网掩码后，IP地址就有了两种识别码，分别是IP地址本身，另一个就是表示网络部分的子网掩码。其表示方式有两种，如下图所示，我们电脑一般采用第一种方式，子网掩码置一位表示为网络标识，第二种表示还是数位数。

3、全局地址和私有地址

起初，互联网中的任何一台主机或路由器必须配有一个唯一的IP，否则会发生冲突造成通信失败。然而IP地址已经不够分配了，为了解决这个问题，就有了私有地址和全局地址之分，但要注意的是，不是这样简单一分问题就解决了，还需配有NAT技术的配合。实现思路是全局IP保证整个互联网上保证唯一性，私有IP只需保证统一域内唯一即可。

私有IP分为三类，如下所示，除此之外的都称之为全局IP。

全局IP是由机构进行统一分配的，加啥不关心~

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