IP基礎知識
主要介紹IP基礎知識：IP基本知識 IP地址的基礎知識 和IP協議相關技術
1 IP基礎認識
IP在TCP/IP參考模型中處於第三層，即網絡層。
網絡層的主要作用：實現主機與主機之間的通信，也叫點對點通信(end to end)。
1.1 IP網絡層與MAC數據層鏈路層有什麼關係？
MAC作用是實現【直連】的兩個設備之間通信，而IP負責在【沒有直連】的兩個設備之間進行通信傳輸。
計算機網絡中需要具體實現的【數據鏈路層】和【網絡層】這兩個分層才能實現向最終目標地址的通信。
源IP地址和目標IP地址在傳輸過程中是不會變化的，只有源MAC地址和目標MAC一直在變化。
2 IP的基礎知識
在TCP/IP網絡通信時，爲了保證能正常通信，每個設備都需要配置正確的IP地址。
IP地址(IPV4地址)有32位整數來表示。IP地址在計算機中是以二進制來處理的，人們爲了方便記憶-採用點分十進制–將32位IP地址以每8位爲組，共分爲4組，每組以【.】隔開，將每組轉換成十進制。
所以IP地址允許的不同值最大就是2^32=43億個設備。但實際上，IP地址並不是根據主機臺數來配置的，而是以網卡。像服務器、路由器等設備都是有2個以上的網卡，也就是他們會有兩個以上的地址。
IP地址：網絡標識+主機標識
2.1 IP地址的分類
黃色號表示分類，用以區分IP地址類別。
對於A,B,C類主要分爲兩個部分：網絡號+主機號。
主機號全爲1指定某個網絡下的所有主機，用於廣播；主機號全爲0指定某個網絡。
2.1.1 廣播地址
2.1.2 IP分類的優缺點
IP分類的優點：不管是主機還是路由器解析到一個IP地址時候，我們判斷IP地址的首位是否爲0，爲0則爲A類地址。
缺點：1. 同一網絡下沒有地址層次；2
2.1.3 無分類地址CIDR
32bite的IP地址被劃分爲兩部分：網絡號+主機號
表示形式：a.b.c.d/x；其中前 /x 表示前x位屬於網絡號，x的範圍是0-32，使得IP地址表示形式更加靈活
例子： 10.100.122.2/24：前24位表示網絡號，後8位是主機號。
2.2 子網掩碼
掩碼：掩蓋掉主機號，剩餘的就是網絡號。將子網掩碼和IP地址按位計算AND，得到網絡號。子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼的運算結果：將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。
兩個作用：一是用於屏蔽IP地址的一部分以區別網絡標識和主機標識，並說明該IP地址是在局域網上，還是在遠程網上。二是用於將一個大的IP網絡劃分爲若干小的子網絡
子網掩碼的作用描述爲通過邏輯運算，將IP地址劃分爲網絡標識(Net.ID)和主機標識(Host.ID)，只有網絡標識相同的兩臺主機在無路由的情況下才能相互通信。
2.2.0 子網掩碼地址定義
子網掩碼是一個32位的2進制數， 其對應網絡地址的所有位都置爲1，對應於主機地址的所有位都置爲0。子網掩碼告知路由器，地址的哪一部分是網絡地址，哪一部分是主機地址，使路由器正確判斷任意IP地址是否是本網段的，從而正確地進行路由。網絡上，數據從一個地方傳到另外一個地方，是依靠IP尋址。從邏輯上來講，是兩步的。第一步，從IP中找到所屬的網絡，好比是去找這個人是哪個小區的；第二步，再從IP 中找到主機在這個網絡中的位置，好比是在小區裏面找到這個人。
1的數目等於網絡位的長度；右邊是主機位，用二進制數字“0”表示，0的數目等於主機位的長度。這樣做的目的是爲了讓掩碼與IP地址做按位與運算時用0遮住原主機數，而不改變原網絡段數字，而且很容易通過0的位數確定子網的主機數。
通過子網掩碼，才能表明一臺主機所在的子網與其他子網的關係，使網絡正常工作。
2.2.1 分離網絡號和主機號
兩臺計算機要通訊，首先判斷是不是是不是處於同一個廣播域內，即網絡地址是否相同。若相同，表明兩臺設備在同一網絡上，可以把數據包直接發送到目標主機。
路由器尋址工作原理：
例子：將32位的子網掩碼與IP地址進行二進制形式的按位邏輯“與”運算得到的便是網絡地址，將子網掩碼二進制按位取反，然後IP地址進行二進制的邏輯“與”（AND）運算，得到的就是主機地址。如：192.168.10.10 AND 255.255.255.0，結果爲192.168.10.0，其表達的含義爲：該IP地址屬於 192.168.10.0這個網絡，其主機號爲10，即這個網絡中編號爲10的主機。
【子網掩碼配合IP地址使用：】
類別 子網掩碼的二進制數值 子網掩碼的十進制數值
A 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0
B 11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0
C 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0
2.2.2 進行子網劃分
子網劃分再將主機地址分類兩個部分：子網網絡地址和子網主機地址。
其作用是：減少網絡上的通信量；節省IP地址；便於管理；解決物理網絡本身的某些問題。使用子網掩碼劃分子網後，子網內可以通信，跨子網不能通信，子網間通信應該使用路由器，並正確配置靜態路由信息。
例子：假設對C類地址進行子網劃分，網絡地址192.168.1.0，使用子網掩碼255.255.255.192對其再進行子網劃分。
C類地址中前24位是網路號，最後8位是主機號。255.255.255.192=11111111.11111111.11111111.11000000；根據子網掩碼可知從8位主機號中借用2位作爲子網號。
子網網絡地址對應兩位二進制，那麼子網地址就再劃分成4個，分別是子網絡地址：00000000,01000000,10000000,11000000。
2.2.3 子網掩碼的計算方式
原則:1是連續的，0是連續的。
- 根據子網數來確定 2. 根據每個子網內的主機數來確定