计算机网络读书笔记：IP地址

网络层的重要概念

1.没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。

2.在网络层（即IP层）采用了标准化协议，但相互连接的网络可以是异构的。通过使用相同的网机协议IP，使计算机形成一个虚拟互联网络。

3.整个的因特网就是一个单一的.抽象的网络，对于目前大量使用的网际协议的第四个版本IPv4，IP地址就是给因特网上的每一台主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32位标识码

4.IP地址的编址方法最初是使用分类的IP地址，但现在已经普遍采用无分类编址方法。

5.当一台主机连接到另一个网络上时，它的IP地址肯定要变化。

6.IP地址 = 网络号 + 主机号 IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。

7.具有不同网络号的局域网必须使用路由器进行连接

8. IP地址与硬件地址：IP 数据报 —— 数据链路层 （变为MAC帧进行转换）

网上关于 IP 地址的一些知识 

有关IP地址 
一、IP地址的介绍 

1、IP地址的表示方法 IP地址 = 网络号+主机号 
把整个Internet网堪称单一的网络，IP地址就是给每个连在Internet网的主机分配一个在全世界范围内唯一的标示符，Internet管理委员会定义了A、B、C、D、E五类地址，IP地址的前四位用来决定地址所属的类型，在每类地址中，还规定了网络编号和主机编号。在 TCP/IP协议中，IP地址是以二进制数字形式出现的，共32bit，1bit就是二进制中的1位，但这种形式非常不适用于人阅读和记忆。因此Internet管理委员会决定采用一种"点分十进制表示法"表示IP地址：面向用户的文档中，由四段构成的32 比特的IP地址被直观地表示为四个以圆点隔开的十进制整数，其中，每一个整数对应一个字节（8个比特为一个字节称为一段）。A、B、C类最常用，下面加以介绍；D类为组播地址，E类为保留地址。本文介绍的都是版本4的IP地址，称为IPv4. IPV6长度为128位, IPV4长度为32位. 
 

2、几个特殊的IP地址 

1）私有地址 
上面提到IP地址在全世界范围内唯一，看到这句话你可能有这样的疑问，像192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到，并不唯一，这是为何？Internet管理委员会规定如下地址段为私有地址，私有地址可以自己组网时用，但不能在Internet网上用，Internet网没有这些地址的路由，有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址，也称为公网地址，这就像有很多的世界公园，每个公园内都可命名相同的大街，如香榭丽舍大街，但对外我们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。下面是A、B、C类网络中的私有地址段。你自己组网时就可以用这些地址了。 
10.0.0.0～10.255.255.255 172.16.0.0～172.131.255.255 192.168.0.0～192.168.255.255 2）回送地址 
A类网络地址127是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址（loopback address）。无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。含网络号127的分组不能出现在任何网络上。 

3）广播地址 
TCP/IP规定，主机号全为"1"的网络地址用于广播之用，叫做广播地址。所谓广播，指同时向同一子网所有主机发送报文。

 
4）网络地址 
TCP/IP协议规定，各位全为"0"的网络号被解释成"本"网络。由上可以看出： 

（1）含网络号127的分组不能出现在任何网络上；

（2）主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。 
由以上规定可以看出，主机号全"0"全"1"的地址在TCP/IP协议中有特殊含义，一般不能用作一台主机的有效地址。 
 
3、子网掩码 
从上面的例子可以看出，子网掩码的作用就是和IP地址与运算后得出网络地址，子网掩码也是32bit，并且是一串1后跟随一串0组成，其中1表示在IP地址中的网络号对应的位数，而0表示在IP地址中主机对应的位数。 

（1）标准子网掩码 
A类网络（1～126） 缺省子网掩码：255·0·0·0 
255·0·0·0 换算成二进制为 11111111·00000000·00000000·00000000 
可以清楚地看出前8位是网络地址，后24位是主机地址，也就是说，如果用的是标准子网掩码，看第一段地址即可看出是不是同一网络的。如21.0.0.0.1和21.240.230.1，第一段为21属于A类，如果用的是默认的子网掩码，那这两个地址就是一个网段的。 
B类网络（128～191） 缺省子网掩码：255·255·0·0 
C类网络（192～223） 缺省子网掩码：255·255·255·0 
B类、C类分析同上。标准子网掩码的IP地址段比较容易识别，只要相同的子网掩码，网络为相同就为同一网段。 

（2）特殊的子网掩码 
标准子网掩码出现的都是255和0的组合，在实际的应用中还有下面的子网掩码 255·128·0·0 255·192·0·0 …… 
255·255·192·0 255·255·240·0 …… 
255·255·255·248 255·255·255·252 
这些子网掩码又是什么意思呢？这些特殊子网掩码的出现是为了把一个网络划分成多个网络，分析特殊子网掩码就是要分析借了几位，然后根据借的位数算出网段宽度，划分网段，后面有n个0就能容纳2n个主机。 
还记得上面的例子吗？如下所示：192·168·0·1和192·168·0·200如果是默认掩码255.255.255.0两个地址就是一个网络的，如果掩码变为255.255.255.192这样各地址就不属于一个网络了。下面的子网划分将作详细介绍。 
192.168.0.1       11000000.10101000.00000000.00000001 192.168.0.200     11000000.10101000.00000000.11001000 255.255.255.0     11111111.11111111.11111111.00000000 192.168.0.1       11000000.10101000.00000000.00000001 192.168.0.200     11000000.10101000.00000000.11001000 255.255.255.192   11111111.11111111.11111111.11000000 特殊子网掩码255.255.255.192借了2位，网段宽度是14,也就是说192.168.0.1处于192.168.0.0这个网段，而192.168.0.200处于192.168.0.192这个网段。 
下表是几个子网掩码计算过程中非常有用的十进制和二进制的对照 用于子网掩码换算的十进制和二进制对照： 十进制 128 64 32 16 8 4 2 1 
二进制 10000000 01000000 00100000 00010000 00001000 00000100 00000010 00000001 常用的子网掩码的十进制和二进制对照，可以快速算出相应网段： 
十进制  128       192       224       240       248       252       254       255 二进制 10000000  11000000  11100000  11110000  11111000  11111100  11111110  11111111  

二、彻底明白IP地址的含义 
不管是学习网络还是上网，IP地址都是出现频率非常高的词。Windows系统中设置IP地址的界面大家都很熟悉，图中出现了IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器这几个需要设置的地方，只有正确设置，网络才能通，那这些名词都是什么意思呢?学习IP地址的相关知识时还会遇到网络地址、广播地址、子网等概念，这些又是什么意思呢？ 
要解答这些问题，先看一个日常生活中的例子。如下图所示，住在北大街的住户要能互相找到对方，必须各自都要有个门牌号，这个门牌号就是各家的地址，门牌号的表示方法为：北大街+XX号。假如1号住户要找6号住户，过程是这样的，1号在大街上喊了一声："谁是6号，请回答。"，这时北大街的住户都听到了，但只有6号作了回答，这个喊的过程叫"广播"，北大街的所有用户就是他的广播范围，假如北大街共有20个用户，那广播地址就是：北大街 21号。也就是说，北大街的任何一个用户喊一声能让"广播地址-1"个用户听到。 
从这个例中可以抽出下面几个词： 
街道地址：北大街，如果给该大街一个地址则用第一个住户的地址-1，此例为：北大街0号 
住户的号：如1号、2号等。 
住户的地址：街道地址+XX号，如北大街 1号、北大街 2号等 广播地址：最后一个住户的地址+1，此例为：北大街21号 
Internet网络中，每个上网的计算机都有一个像上述例子的地址，这个地址就是IP地址，是分配给网络设备的门牌号，为了网络中的计算机能够互相访问，IP地址=网络地址+主机地址，图1中的IP地址是192.168.100.1，这个地址中包含了很多含义。如下所示： 
网络地址（相当于街道地址）： 192.168.100.0(主机位全为0代表本网络) 主机地址（相当于各户的门号）： 0.0.0.1 IP地址（相当于住户地址）： 网络地址+主机地址=192.168.100.1 广播地址： 192.168.100.255 
这些地址是如何计算出来的呢？为什么计算这些地址呢？要想知道如何，先要明白一个道理，学习网络的目的就是如何让网络中的计算机相互通讯，也就是说要围绕着"通"这个字来学习和理解网络中的概念，而不是只为背几个名词。 
注：192.168.100.1是私有地址，是不能直接在Internet网络中应用的，上Internet要转为公有地址。