IPv4

OSI(Open System Internetwork), 有ISO負責主持研發，定製標準；根據功能進行層次劃分，一共劃分了7個功能層；

分層，接口，服務；

應用層

表示層

會話層

傳輸層

網絡層

數據鏈路層

物理層

封裝和解封

對等通訊

Internet Protocol -- IP

ARP：地址解析協議

邏輯地址 --> 物理地址

已知邏輯地址的狀況下，獲取對應該邏輯地址的物理地址；

如何解析：

1.每個參與網絡功能的設備中，都有一個ARP庫；

2.ARP緩存：經過ARP協議進行廣播，指定的目標主機進行迴應，本機緩存對應的結果信息；

RARP：反向地址解析協議

物理地址 --> 邏輯地址

已知本地物理地址，獲取合法的邏輯地址；

用於無盤工做站；

面向無鏈接：

1.無需在通訊以前創建通訊鏈接，也無需維護鏈接穩定，通訊結束也無需拆除鏈接；

2.無序數據傳輸

3.無數據恢復和數據可靠性保證

平面編址和分層編址：

平面編址：將所需管理的資源，從頭至尾按照固定大小分爲若干個cell，每一個cell進行獨立編址；

特色：編址容易，尋址須要遍歷，效率很低；

分層編址：將所需管理的資源先進行各類分類，按照對應的類別進行編址；

特色：編址複雜，可是尋址高效；

ping值：2000 53

IP地址由兩部分組成：

網絡部分：用來描述指定主機所在網絡範圍；

主機部分：用來描述指定主機在特定的網絡範圍中的具體位置；

IP地址：是由IPv4協議定義的，IPv4地址

整個地址由32位二進制構成；

網絡位+主機位 = 32

00000000.00000000.00000000.00000000

01111111.11111111.11111111.11111111

43億

IP地址分類：

A類：第一個二進制位必須爲0，而且網絡位8位；

B類：前二個二進制位必須爲10，而且網絡位16位；

C類：前三個二進制位必須爲110，而且網絡位24位；

D類：前四個二進制位必須爲1110，而且網絡位32位；一般用於組播通訊；

E類：前四個二進制位必須爲1111，保留用於科學研究；

IP地址的點分十進制表示法：

1.將32位的IP地址位，以8位爲一組，共劃分爲4組；

2.每一組之間使用.符號進行分隔；

3.將每一個8位組轉換爲十進制表示；

使用點分十進制表示法表示的各種IP地址範圍：

A類：0.0.0.0 ~ 127.255.255.255

00000000.00000000.00000000.00000000

01111111.11111111.11111111.11111111

第一個8位組全爲0的，是無效IP，由於其表示整個IP地址棧；

第一個8位組中除了第一位覺得所有爲1，稱爲環回地址；

有效的A類地址：1.0.0.0 ~ 126.255.255.255

B類：128.0.0.0 ~ 191.255.255.255

10000000.00000000.00000000.00000000

10111111.11111111.11111111.11111111

C類：192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

11000000.00000000.00000000.00000000

11011111.11111111.11111111.11111111

D類：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

11100000.00000000.00000000.00000000

11101111.11111111.11111111.11111111

E類：240.0.0.0 ~ 255.255.255.255

11110000.00000000.00000000.00000000

11111111.11111111.11111111.11111111

保留地址：不能選擇爲其餘主機配置使用的IP地址；

0.0.0.0-0.255.255.255

127.0.0.0-127.255.255.255

自動分配地址段：

169.254.0.0-169.254.255.255

網絡地址：主機位全爲0的地址；

1.0.0.0：表示一個範圍的名稱  16777736

廣播地址：主機位全爲1的地址；

1.255.255.255：做爲目的地址表明整個網段中的全部IP地址；

定向廣播地址：

255.255.255.255：做爲目的地址表明整個IP地址棧中的全部IP地址；

IPv4的地址總數：2^32 = 42億9400萬

去除的IP地址：

D類和E類：5億+

0和127網段的地址：3500萬

169.254網段地址：65536

網絡地址：126+16384+209萬

廣播地址：126+16384+209萬

能夠分配給主機使用的IP地址36億：

爲了解決IP地址枯竭的問題：

增長IP地址的複用次數：

私有IP地址：能夠重複使用，互聯網沒法爲其路由；

A: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255

B: 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255

C: 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

共有IP地址：能夠在互聯網中使用，但必須惟一；

NAT：Network Address Translation

SNAT：源地址轉換，使用公有IP地址替換數據包中的私有IP地址；

DNAT：目的地址轉換，使用私有IP地址替換數據包中的公有IP地址；

研究更加龐大的地址棧；

IPv6：128bit，2^128=3.4×10^38，10^80

冒號分十六進制：

IPv4和IPv6共存：

1.地址轉換

2.IPv6地址包含IPv4地址：IPv6地址的最右側的32位就是IPv4地址

IP首部格式：

Version：4bits，協議版本信息；ipv4:0100  ipv6：0110

IHL：4bits，Internet Protocol Header Length，IP首部長度，15行

20Byte ~ 60Byte，必須爲4的整數倍；

服務類型：

4bits：服務類型

0000,0001,0010,0100,1000

最大帶寬，最小延遲，最大吞吐量，最高可靠性

1bit：保留位

3bits：優先級

000,001,010,011,100,101,110,111

數據包長度：16bits，65536Byte，包括首部；64KB 

標識：16bits，標識數據的來源，標識指定的數據是由哪一個源數據分片獲得的；

標誌：3bits，

第1位：保留

第2位：是否分片

第3位：更多分片，表示數據是否爲最後一個分片；

000, 010, 011

片偏移：13bits，IP協議對數據包進行分片以後的序號；

生存時間(Time To Live, TTL)：8bits，計數器，

每一個數據包都會得到一個初始化的TTL值，在每次通過路由設備以後，都會自減1，0表示該數據包爲不可用數據，下一次路由設備將其得到後，會直接丟棄；能夠有效防止數據包的無限循環傳輸；

一般的TTL的初始值能夠爲：255,128,64；

協議號：8bits，互聯網層和傳輸層直接的通訊接口，根據協議號指示的內容，正確接收數據以後，向上交給傳輸層的哪一個協議進行進一步解封處理；

TCP：6

UCP：17

OSPF：89

EIGRP：88

首部校驗和：16bits，進行首部的可靠性校驗；

源地址：32bits，發送方地址

目的地址：32bits，接收方地址