IP基础知识
主要介绍IP基础知识：IP基本知识 IP地址的基础知识 和IP协议相关技术
1 IP基础认识
IP在TCP/IP参考模型中处于第三层，即网络层。
网络层的主要作用：实现主机与主机之间的通信，也叫点对点通信(end to end)。
1.1 IP网络层与MAC数据层链路层有什么关系？
MAC作用是实现【直连】的两个设备之间通信，而IP负责在【没有直连】的两个设备之间进行通信传输。
计算机网络中需要具体实现的【数据链路层】和【网络层】这两个分层才能实现向最终目标地址的通信。
源IP地址和目标IP地址在传输过程中是不会变化的，只有源MAC地址和目标MAC一直在变化。
2 IP的基础知识
在TCP/IP网络通信时，为了保证能正常通信，每个设备都需要配置正确的IP地址。
IP地址(IPV4地址)有32位整数来表示。IP地址在计算机中是以二进制来处理的，人们为了方便记忆-采用点分十进制–将32位IP地址以每8位为组，共分为4组，每组以【.】隔开，将每组转换成十进制。
所以IP地址允许的不同值最大就是2^32=43亿个设备。但实际上，IP地址并不是根据主机台数来配置的，而是以网卡。像服务器、路由器等设备都是有2个以上的网卡，也就是他们会有两个以上的地址。
IP地址：网络标识+主机标识
2.1 IP地址的分类
黄色号表示分类，用以区分IP地址类别。
对于A,B,C类主要分为两个部分：网络号+主机号。
主机号全为1指定某个网络下的所有主机，用于广播；主机号全为0指定某个网络。
2.1.1 广播地址
2.1.2 IP分类的优缺点
IP分类的优点：不管是主机还是路由器解析到一个IP地址时候，我们判断IP地址的首位是否为0，为0则为A类地址。
缺点：1. 同一网络下没有地址层次；2
2.1.3 无分类地址CIDR
32bite的IP地址被划分为两部分：网络号+主机号
表示形式：a.b.c.d/x；其中前 /x 表示前x位属于网络号，x的范围是0-32，使得IP地址表示形式更加灵活
例子： 10.100.122.2/24：前24位表示网络号，后8位是主机号。
2.2 子网掩码
掩码：掩盖掉主机号，剩余的就是网络号。将子网掩码和IP地址按位计算AND，得到网络号。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码的运算结果：将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
两个作用：一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络
子网掩码的作用描述为通过逻辑运算，将IP地址划分为网络标识(Net.ID)和主机标识(Host.ID)，只有网络标识相同的两台主机在无路由的情况下才能相互通信。
2.2.0 子网掩码地址定义
子网掩码是一个32位的2进制数， 其对应网络地址的所有位都置为1，对应于主机地址的所有位都置为0。子网掩码告知路由器，地址的哪一部分是网络地址，哪一部分是主机地址，使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的，从而正确地进行路由。网络上，数据从一个地方传到另外一个地方，是依靠IP寻址。从逻辑上来讲，是两步的。第一步，从IP中找到所属的网络，好比是去找这个人是哪个小区的；第二步，再从IP 中找到主机在这个网络中的位置，好比是在小区里面找到这个人。
1的数目等于网络位的长度；右边是主机位，用二进制数字“0”表示，0的数目等于主机位的长度。这样做的目的是为了让掩码与IP地址做按位与运算时用0遮住原主机数，而不改变原网络段数字，而且很容易通过0的位数确定子网的主机数。
通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。
2.2.1 分离网络号和主机号
两台计算机要通讯，首先判断是不是是不是处于同一个广播域内，即网络地址是否相同。若相同，表明两台设备在同一网络上，可以把数据包直接发送到目标主机。
路由器寻址工作原理：
例子：将32位的子网掩码与IP地址进行二进制形式的按位逻辑“与”运算得到的便是网络地址，将子网掩码二进制按位取反，然后IP地址进行二进制的逻辑“与”（AND）运算，得到的就是主机地址。如：192.168.10.10 AND 255.255.255.0，结果为192.168.10.0，其表达的含义为：该IP地址属于 192.168.10.0这个网络，其主机号为10，即这个网络中编号为10的主机。
【子网掩码配合IP地址使用：】
类别 子网掩码的二进制数值 子网掩码的十进制数值
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 进行子网划分
子网划分再将主机地址分类两个部分：子网网络地址和子网主机地址。
其作用是：减少网络上的通信量；节省IP地址；便于管理；解决物理网络本身的某些问题。使用子网掩码划分子网后，子网内可以通信，跨子网不能通信，子网间通信应该使用路由器，并正确配置静态路由信息。
例子：假设对C类地址进行子网划分，网络地址192.168.1.0，使用子网掩码255.255.255.192对其再进行子网划分。
C类地址中前24位是网路号，最后8位是主机号。255.255.255.192=11111111.11111111.11111111.11000000；根据子网掩码可知从8位主机号中借用2位作为子网号。
子网网络地址对应两位二进制，那么子网地址就再划分成4个，分别是子网络地址：00000000,01000000,10000000,11000000。
2.2.3 子网掩码的计算方式
原则:1是连续的，0是连续的。
- 根据子网数来确定 2. 根据每个子网内的主机数来确定