IP的知识(2)

(7) IP知识相关

 

(0)IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配,通常是有偿分配给英特网服务提供商ISP

 

(1)动态IP和静态IP

        每个ISP为一个域分配的IP个数的限,并不是所有购买了ISP英特网服务的客户都是同时上网,所以可以通过DHCP(动态主机设置协议)服务器动态为需要接入英特网的主机分配IP;

        但像网站的服务器,如果要让客户端访问,就必需要申请一个静态的IP(固定的IP).

 

(2)IP地址的唯一性:

    IP地址由两个固定长度的字段-网络号和主机号组成,一个网络号在整个英特网范围内必须是唯一的;一个主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的,所以可见一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的

 

(3)三类IP地址

        各种网络差异很大,有的网络拥有很多主机,而有的网络上的主机则很少,把IP地址分为A类,B类和C类,可以更合理地分配IP地址,以免造成IP地址的浪费.

        网络号为127(即01111111,属于A类,网络号只占一个字节,ABC类地址的网络号分别是123字节长)的地址根本不是一个网络地址,而是保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用.若主机发送一个目的地址如127.0.0.1的IP数据报,则本主机的协议就处理数据报中的数据.

        需要指出的是,近年来已广泛使用无分类IP地址进行路由选择,IP地址的分类已成为历史.

 

环回地址

★ TCP/IP协议的规定是,封装好的IP数据报在IP层会先判断目标地址是不是广播或者多播地址,如果是,那么复制一份交给回环驱动程序,然后继续判断目标地址是不是环回地址,如果是,那么交给环回驱动程序处理,如果不是环回地址,那么再判断是否是本地网络接口地址,如果是,那么同样交给环回驱动程序处理,不再将IP数据报发送到以太网.

    同时,环回地址的使用不受系统环境的变更的影响,而网络接口的地址可能会改变

 

(4)子网与子网掩码

        子网是将两级IP地址变为三级IP地址,即:网络号+子网号+主机号,其中子网号是从主机号借用的若干位;

        物理网络对内划分的若干个子网,对外仍只有一个物理网络可见(注意并不是说主机IP也是不可见的,主机IP仍然是全球唯一的),数据传输时,由路由器负责查找到目的子网号,再把IP数据报交付给目的主机,

        子网的作用是解决两级IP地址的一个网络的主机IP空间利用率低,和路由表太大造成网络性能下降(实际上是通过多加路由器的个数建立子网解决),以及两级IP地址不能灵活增加一个新网络(子网络)的问题.

        因为IP数据报没有包含子网划分的信息,所以要通过子网掩码使路由器能够从IP地址中提取出子网的网络地址.把子网掩码和收到的数据报的目的IP地址相与,可以得出所要找的子网的网络地址(是物理的网络号加上子网的子网号),要注意的是,无论在不划分子网时或划分子网时,英特网规定所有的网络都必须使用子网掩码,同时在路由器的路由表中也必须有子网掩码一栏,如果一个网络没有子网,那么该网络使用默认的子网掩码(ABC类默认的子网掩码分别是:255.0.0.0, 255.255.0.0, 255.255.255.0)

        子网掩码通过其位1,将子网的网络址"与"出来,而主机号的位全部置0,从默认的子网掩码可以看出不存在子网的网络的虚子网网络地址与物理网络地址一样.而且划分子网虽然增加了灵活性,但却减少了能够连接在网络上的主机的总数(因为子网络号全0或全1是作保留的)

 

(5)虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT

        专用网是为一个机构的主机内部进行通信的网,这些主机使用仅在本机构有效的IP地址,这种地址称为本地地址,RFC指明了一些专用地址作为本地地址,如192.168.0.0到192.168.255.255.在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发(即不发到另一个网络的路由器上)

        利用因特网作为各专用网之间的通信载体,这样的专用网又称为虚拟专用网VPN,每个专用网至少要有一个路由器具有合法的全球IP.

        如果专用网内的主机又想接入因特网,那么装有NAT软件的路由器可以将本地地址(如192.168.x.x)转换成全球唯一IP地址,NAT地址转换表可以保存IP数据报上的目的地址与本地地址的映射关系,当NAT路由器具有n个全球IP地址时,专用网内最多可以同时有n个主机接入到因特网.但为了使用仅有一个全球唯一IP的路由器搭建本地网络,NAT地址转换表就要保存IP数据报上的目的地址与本地地址及路由请求外部数据时使用的TCP或UDP端口号的映射关系,此时路由器的路由功能的实现是同时结合网络层协议和运输层协议的,原理如下:

 

       privateIp + privatePort 能够唯一确定专用网络中的应用进程,然后由NAT把其转换成唯一的 publicIp +     publicPort,那就自然确定了一对一的映射关系

 

注意: 当电脑的本地连接设置为自动获取IP地址,而DHCP不能动态分配一个地址时,windows会自动分配一个以169.254开头的IP地址,但已经说明DHCP不能正常工作了;以169.254开头的IP地址也只能用来在连接到同一网络的主机之间进行通信,路由器不会转发这类地址的信息.

 

(6)多播地址

        普通的IP地址是单播地址,只能与唯一一个目的地址相关联,而多播地址可能与任意数量的目的地址关联.IPV4中的多播地址在点分格式中第一个数字在224至239之间.

 

(7)IPV6

    IPV6地址由16个字节组成,分为8组,每组数字代表了地址中的两个字节

    一个网络接口可以同时拥有IPV4和IPV6地址;

    回环地址是0:0:0:0:0:0:0:1;

    IPV6的本地链接地址是由FE8开头的,相当于IPV4的以169.254开头的地址;

    多播地址由FF开始;