TCP/IP笔记二.网络层（1）

1. IP

1.1 配套协议

IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。

与 IP 协议配套使用的还有四个协议：
（1）ARP (Address Resolution Protocol)地址解析协议
（2）RARP (Reverse Address Resolution Protocol)逆地址解析协议
（3）ICMP(Internet Control Message Protocol)因特网控制报文协议
（4）IGMP(Internet Group Management Protocol) 因特网组管理协议

1.2. IP 划分

（1）分类的 IP 地址：这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。
（2）子网的划分：这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC 950]在 1985 年通过。
（3）构成超网：这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。

1.3. IP <---->MAC

在网络传输中：MAC变化， IP地址变化

IP --> MAC ： ARP

IP<-- MAC：RARP

1.4 IP格式

一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。
首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。
在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。

（1）版本：IPV4，IPV6

（2）首部长度：占 4 bit，可表示的最大数值是 15 个单位(一个单位为 4 字节)，因此 IP 的首部长度的最大值是60字节

（3）服务类型：占 8 bit，用来获得更好的服务这个字段以前一直没有被人们使用
（4）总长度：占 16 bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535 字节。总长度必须不超过最大传送单元 MTU。

（5）标识(identification) 占 16 bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识

（6）标志（flag）：3位， MF|DF|0 ，

MF:还有分片？

DF：不可分片？

（7）片偏移：单位8byte

（8）TTL（time to live）：数据报在网络中的寿命，其单位为秒

2. 分类的 IP 地址

网络号：net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络

主机号：host-id，它标志该主机（或路由器）

IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>}

3. 划分子网

3.1 有点

（1）安全

（2）控制广播风暴

（3）易于管理

3.2 格式

从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个比特

IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}

3.3 子网掩码

Sub Net Mask：找出 IP 地址中的子网部分

IP & Mask = net-id + sub-id

IP | Mask = host-id

4. CIDR（Classless Inter-Domain Routing）超网

128.14.32.0/20

4.1 特点

（1）CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间。
（2）CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
（3）IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。

4.2 格式

IP地址 ::= {<网络前缀>, <主机号>}

这个 ISP 共有 64 个 C 类网络。如果不采用 CIDR 技术，则在与该 ISP 的路由器交换路由信息的每一个路由器的路由表中，就需要有 64 个项目。但采用地址聚合后，只需用路由聚合后的 1 个项目 206.0.64.0/18 就能找到该 ISP。