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3.IP编址及报文详解
3.1 前言
网络层位于数据链路层与传输层之间。网络层中包含了许多协议，其中最为重要的就是IP协议。网络层提供了IP路由功能。理解IP路由除了要熟悉IP协议的工作机制之外，还必须理解IP编制以及如何合理的使用IP地址来设计网络。
3.2 目标
- 掌握IP报文的结构
- 掌握共有IP地址，私有IP地址以及特殊IP地址的范围
- 掌握VLSM技术
- 理解网关的作用
3.3 IP报文头部
Version：ipv4、ipv6
DS Field :
Total Length :整个报文的长度
Identification、Flags、Fragment Offset ：分片相关的一些部分
TTL：生命周期
Protocol：协议，决定上层使用的协议是何种
Header Checksum：头部校验
SIPA：源IP地址
DIPA：目的IP地址
IP Options：可选项
3.4 IP编址
- IP地址分为网络部分与主机部分
- IP地址由32个二进制位组成
网络地址：主机位全为0，时为网络地址
广播地址：主机位全为1
主机不可使用网络地址与广播地址作为自己的IP地址
3.5 二进制与十进制的转换
3.6 IP地址分类
私有地址范围
10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255
特殊地址
127.0.0.0~127.255.255.255
0.0.0.0 表示任何网络
255.255.255.255
3.7 子网掩码
ip地址与子网掩码相与得到该ip地址的网络地址。
- 1与0相与：0
- 1与1相与：1
- 0与0相与：0
默认子网掩码：
- A类：255.0.0.0
- B类：255.255.0.0
- C类：255.255.255.0
3.8 地址规划
- n为主机位
- 可以主机数减2是因为网络为和广播为是不能用的。
3.9 有类IP编制的缺陷
在设计网络时使用有类IP地址会造成地址的浪费
3.10 变长子网掩码
- 从主机位中借位来作子网号，至少借两位。
- 借n位可获得2^n个子网
3.11 无类域间路由CIDR
3.12 网关
网关用来转发来自不同网段之间的数据包
3.13 分片
当数据包比最大传输单元还大时，就需要分片（分成小包）。
- Identification：表示是否来自于同一个包的
- Flags：
- R：保留未用
- DF：如果此为1，表示此包无需分片
- MF：more fragment 如为1，表示它不是最后一片，为0表示它是最后一片
- Fragment Offset：片偏移，用来标志当前包处于完整包的哪个位置
3.14 生存时间TTL
- TTL：Time To Live
- 报文每经过一个三层设备，TTL就会减1，当为0时仍未到达目的地址，则报文被丢弃
3.15 协议号
说明上层使用的协议：常见的有UDP、TCP、ICMP、IGMP、IGP等等