計算機網絡學習之IP基礎知識總結CONTINENT目錄01IP協議02幾個前置知識點03IP地址表示04IP地址構造和分類05IP協議版本01IP協議IPProtocol

IP協議路由器對分組進行轉發后，就會把數據包傳到網絡上，數據包最終是要傳遞到客戶端或者服務器上的，那么數據包怎么知道要發往哪里呢？起到關鍵作用的就是IP協議。IP尋址中轉/路由分包分組三部分02幾個前置知識點Severalpreknowledgepoints幾個前置知識點IP地址1中轉站(路由器)2跳4MAC5路由控制3幾個前置知識點1IP地址就是連接網絡中的所有主機進行通信的目標地址。2在IP數據報發送的鏈路中，有可能鏈路非常長，由于網絡抖動等一些意外因素可能會導致數據報丟失，這時需要在鏈路中放入一些【中轉站】3將分組數據發送到最終目標地址的功能，即使網絡復雜多變，也能夠通過路由控制到達目標地址。4在一條鏈路中可能會布滿很多路由器，路由器和路由器之間的數據報傳送就是跳。IP地址中轉站路由器路由控制跳幾個前置知識點MAC地址指的就是計算機的物理地址，它是用來確認網絡設備位置的地址。在OSI網絡模型中，網絡層負責IP地址的定位，而數據鏈路層負責MAC地址的定位。MAC地址用于在網絡中唯一標示一個網卡，一臺設備若有一或多個網卡，則每個網卡都需要并會有一個唯一的MAC地址，也就是說MAC地址和網卡是緊密聯系在一起的。5MAC03IP地址表示IPAddressDefineIP地址表示IPv4IPv6IPv4由32位二進制來表示。易讀性版把32位的IP地址以8位為一組，分成四組，每組之間以.進行分割，再將每組轉換為十進制數。IPv6由128位二進制來表示。04IP地址構造和分類IPaddressconstructionandclassificationIP地址構造和分類構造網絡標識主機標識代表網絡地址代表主機地址IP地址構造和分類分類A類B類C類D類E類IP地址構造和分類A類AType1范圍[1.0.0.0-126.0.0.0]。2子網掩碼子網掩碼[255.0.0.0]或0xFF000000。3字節位第一個字節為網絡號，且最前面為0；其余為主機號。4應用用于大型網絡。IP地址構造和分類B類BType1范圍[128.0.0.0-191.255.0.0]。2子網掩碼子網掩碼[255.255.0.0]或0xFFFF0000。3字節位前兩個字為網絡號，且最前面的為10；其余為主機號。4應用用于中等規模網絡。IP地址構造和分類C類BType1范圍[192.0.0.0-223.255.255.0]。2子網掩碼子網掩碼[255.255.255.0]或0xFFFFFF00。3字節位前三位為網絡號，且最前面為110；其余為主機號。4應用用于小型網絡。IP地址構造和分類D類多播地址，地址最前面為1110。用于多路廣播用戶。F類保留地址，地址最前面為1111。IP地址構造和分類分類圖示空間分類IP地址構造和分類

又叫做網絡掩碼，它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的網絡。子網掩碼是一個32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區別網絡標識和主機標識。子網掩碼IP地址構造和分類這些地址用于特殊目的，不能在局域網外部路由。保留地址05IP協議版本IPProtocolVersionIP協議版本數據報格式圖IPv4IP協議版本IPv414bit,通信雙方使用的版本必須一致，對于IPv4版本來說，字段值是4。

版本(Version)關鍵字36bit，以便使用不同的IP數據報，比如一些低時延、高吞吐量和可靠性的數據報。服務類型(DifferentialServicesCodepoint，DSCP)24bit，首部長度說明首部有多少32位(4字節)。首部長度(InternetHeaderLength)IP協議版本服務類型圖IPv4關鍵字3IP協議版本IPv442bit，它允許在不丟棄報文的同時通知對方網絡擁塞的發生。擁塞通告(ExplicitCongestionNotification，ECN)關鍵字616bit，這個字段用來標識所有的分片，因為分片不一定會按序到達，所以到達目標主機的所有分片會進行重組，每產生一個數據報，計數器加1，并賦值給此字段。標識符(Identification)516bit，這16位是包括在數據在內的總長度。數據報長度(TotalLength)IP協議版本IPv40位保留位必須為01位1位，禁止分片(Don’tFragment，DF)DF=0才允許分片2位2位，更多分片(MoreFragment，MF)MF=1代表后面還有分片MF=0表示最后一個分片PS:如果DF標志被設置為1，但是路由要求必須進行分片，那么這條數據報回丟棄3bit，標志用于控制和識別分片標志(Flags)7IP協議版本IPv413bit，它指明了每個分片相對于原始報文開頭的偏移量，以8字節作單位。898bit，存活時間避免報文在互聯網中迷失，比如陷入路由環路；以秒為單位。8bit，這個字段定義了報文數據區使用的協議。101116bit，首部校驗和會對字段進行糾錯檢查，在每一跳中，路由器都要重新計算出的首部檢驗和并與此字段進行比對，如果不一致，此報文將會被丟棄。分片偏移FragmentOffset存活時間TimeToLive，TTL協議(Protocol)首部校驗和HeaderChecksum關鍵字IP協議版本32bit，它是IPv4地址的構成條件，源地址指的是數據報的發送方。12源地址(Sourceaddress)32bit，它是IPv4地址的構成條件，目標地址指的是數據報的接收方。13目的地址(Destinationaddress)32bit，它是IPv4地址的構成條件，目標地址指的是數據報的接收方。14選項(Options)關鍵字不是首部的一部分，因此并不被包含在首部檢驗和中。15數據IPv4IP協議版本最大傳輸單元MTU一個鏈路層幀能承載的最大數據量叫做最大傳輸單元片每個IP數據報封裝在鏈路層幀中從一臺路由器傳到下一臺路由器。因為每個鏈路層所支持的最大MTU不一樣，當數據報的大小超過MTU后，會在鏈路層進行分片，每個數據報會在鏈路層單獨封裝，每個較小的片都被稱為片(fragement)。IPv4數據分片IP協議版本IPv4““數據分片示意圖IP協議版本“IPv4尋址”IPv4在這種模式下，數據只發送到一個目的地的主機。單播尋址IP協議版本在此模式下，數據包將被尋址到網段中的所有主機。這里客戶端發送一個數據包，由所有服務器接收。廣播尋址IPv4IPv4尋址IP協議版本IPv4組播尋址IPv4尋址此模式是前兩種模式的混合，即發送的數據包既不指向單個主機也不指定段上的所有主機。IP協議版本就是為了解決IPv4的地址耗盡問題而被標準化的網際協議。““IPv6IP協議版本數據報格式圖IPv6IP協議版本IPv614bit，IPv6版本號的值為6。

版本(Version)320bit，這20比特用于標識一條數據報的流，能夠對一條流中的某些數據報給出優先權，或者它能夠用來對來自某些應用的數據報給出更高的優先權，只有流標簽、源地址和目標地址一致時，才會被認為是一個流。流標簽(FlowLabel)28bit，它就相當于IPv4中的服務類型(TypeOfService)。流量類型(TrafficClass)關鍵字IP協議版本IPv616bit，這16比特值作為一個無符號整數，它給出了在IPv6數據報中跟在定長40字節數據報首部后面的字節數量。458bit，它用于標識數據報中的內容需要交付給哪個協議，是TCP協議還是UDP協議。8bit，這個字段與IPv4的TTL意思相同。數據每經過一次路由就會減1，減到0則會丟棄數據。67128bit(8個16位)，表示發送端的IP地址。有效載荷長度PayloadLength下一個首部NextHeader跳限制(HopLimit)源地址(SourceAddress)關鍵字8128bit(8個16位)，表示接收端IP地址。目標地址(DestinationAddress)IP協議版本對比IPv4關鍵字標識符、標志和比特偏移IPv6不允許在中間路由器上進行分片和重新組裝。這種操作只能在端系統上進行，IPv6將這個功能放在端系統中，加快了網絡中的轉發速度。選項字段選項字段不再是標準IP首部的一部分了，但是它并沒有消失。首部校驗和因為在運輸層和數據鏈路執行了報文段完整性校驗工作，IP設計者大概覺得在網絡層中有首部校驗和比較多余，所以去掉了。IP更多專注的是快速處理分組數據。IPv6IP協議版本IPv6首部長度固定，無法將選項字段加入其中，取而代之的是IPv6使用了擴展首部。擴展首部通常介于IPv6首部與TCP/UDP首部之間。IPv6的擴展首部可以是任意長度。擴展首部中還可以包含擴展首部協議和下一個擴展字段。IPv6擴展首部IP協議版本IPv6擴展首部IPv6IP協議版本IPv6IPv6特點地址空間變得更大精簡報文結構IPv6報文段固定，并且將選項字段，分片的字段移到了IPv6擴展頭中，這就極大的精簡了IPv6的報文結構。實現了自動配置IPv6支持其主機設備的狀態和無狀態自動配置模式。這樣，沒有DHCP服務器不會停止跨段通信。層次化的網絡結構不按ABC分類，而是通過IANA(國際互聯網號碼分配機構)->RIR(區域互聯網注冊管理機構