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ip是指网络之间互连的协议，互联网协议（internet protocol）是用于分组交换数据网络的一种协议，其任务仅仅是根据源主机和目的主机的地址来传送数据。互联网协议定义了寻址方法和数据报的封装结构。第一个架构的主要版本为ipv4，目前仍然是广泛使用的互联网协议。
ip
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基本简介
ip地址也可以称为互联网地址或internet地址。是用来唯一标识互联网上计算机的逻辑地址。每台连网计算机都依靠ip地址来标识自己。就很类似于电话号码样的，通过电话号码来找到相应的电话，全世界的电话号码都是唯一的，ip地址也是一样。
各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。ip协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“ip数据包”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。
ip网络之间互连协议
数据包也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成“包”，再传送出去。但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据包”。这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据包不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。
每个数据包都有包头和包文这两个部分，包头中有目的地址等必要内容，使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要ip具有分组打包和集合组装的功能。
在实际传送过程中，数据包还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据包的长度，ip数据包的最大长度可达65535个字节。
ip协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“ip地址”。现在电信网正在与ip网走向融合，以ip为基础的新技术是热门的技术，如用ip网络传送话音的技术（即voip）就很热门，其它如ipoveratm、ipoversdh、ipoverwdm等等，都是ip技术的研究重点。
ip是整个tcp/ip协议族的核心，也是构成互联网的基础。ip位于tcp/ip模型的网络层(相当于osi模型的网络层)，它可以向传输层提供各种协议的信息，例如tcp、udp等；对下可将ip信息包放到链路层，通过以太网、令牌环网络等各种技术来传送。
为了能适应异构网络，ip强调适应性、简洁性和可操作性，并在可靠性做了一定的牺牲。ip不保证分组的交付时限和可靠性，所传送分组有可能出现丢失、重复、延迟或乱序等问题。
主要内容
ip主要包含三方面内容：ip编址方案、分组封装格式及分组转发规则。
ip分组的转发规则
路由器仅根据网络地址进行转发。当ip数据包经由路由器转发时，如果目标网络与本地路由器直接相连，则直接将数据包交付给目标主机，这称为直接交付；否则，路由器通过路由表查找路由信息，并将数据包转交给指明的下一跳路由器，这称为间接交付。路由器在间接交付中，若路由表中有到达目标网络的路由，则把数据包传送给路由表指明的下一跳路由器；如果没有路由，但路由表中有一个默认路由，则把数据包传送给指明的默认路由器；如果两者都没有，则丢弃数据包并报告错误。
ip分片
一个ip包从源主机传输到目标主机可能需要经过多个不同的物理网络。由于各种网络的数据帧都有一个最大传输单元(mtu)的限制，如以太网帧的mtu是1500；因此，当路由器在转发ip包时，如果数据包的大小超过了出口链路的最大传输单元时，则会将该ip分组分解成很多足够小的片段，以便能够在目标链路上进行传输。这些ip分片重新封装一个ip包独立传输，并在到达目标主机时才会被重组起来。
ip分组结构
一个ip分组由首部和数据两部分组成。首部的前20字节是所有ip分组必须具有的，也称固定首部。在首部固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。
提供服务
ip所提供的服务大致可归纳为两类：
●ip信息包的传送。
●ip信息包的分割与重组。
ip信息包传送
ip是网络之间信息传送的协议，可将ip信息包从源设备(例如用户的计算机)传送到目的设备(例如某部门的www服务器)。为了达到这样的目的，ip必须依赖ip地址与ip路由器两种机制来实现。
ip网络之间互连协议
ip地址
ip规定网络上所有的设备都必须有一个独一无二的ip地址，就好比是邮件上都必须注明收件人地址，邮递员才能将邮件送到。同理，每个ip信息包都必须包含有目的设备的ip地址，信息包才可以正确地送到目的地。同一设备不可以拥有多个ip地址，所有使用ip的网络设备至少有一个唯一的ip地址。
ip路由
互联网是由许多个网络连接所形成的大型网络。如果要在互联网中传送ip信息包，除了确保网络上每个设备都有一个唯一的ip地址之外，网络之间还必须有传送的机制，才能将ip信息包通过一个个的网络传送到目的地。此种传送机制称为ip路由。
各个网络通过路由器相互连接。路由器的功能是为ip信息包选择传送的路径。换言之，必须依靠沿途各路由器的通力合作，才能将ip信息包送到目的地。在ip路由的过程中，由路由器负责选择路径，ip信息包则是被传送的对象。
ip路由说明
ip地址与ip路由是ip信息包传送的基础。此外，ip信息包传送时还有一项很重要的特性，即使用非连接式的传送方式。非连接式的传送方式是指ip信息包传送时，源设备与目的设备双方不必事先连接，即可将ip信息包送达。即源设备完全不用理会目的设备，而只是单纯地将ip信息包逐一送出。至于目的设备是否收到每个信息包、是否收到正确的信息包等，则由上层的协议(例如tcp)来负责检查。
使用非连接式的优点是过程简单化，可提高传输的效率。此外，由于ip信息包必须通过ip路由的机制，在一个个路由器之间传递，非连接式的传送方式较易在此种机制中运行。
相对于非连接式的传送方式，也有连接式的传送方式，也就是源与目的设备双方必须先建立连接，才能进一步传输数据，tcp就是使用连接式的传送方式。
ip信息包的分割与重组
为了能把一个ip报文放在不同的物理帧中，最大ip报文的长度就只能等于这条路径上所有物理网络的mtu的最小值。当数据报通过一个可以传输长度更大的帧的网络时，把数据报的大小限制在互联网上最小的mtu之下不经济；如果数据报的长度超过互联网中最小的mtu值的话，则当该数据报在穿越该子网时，就无法被封装在一个帧中。
ip协议在发送ip报文时，一般选择一个合适的初始长度。如果这个报文要经历的中间物理网络的mtu值比ip报文长度要小，则ip协议把这个报文的数据部分分割成若干个较小的数据片，组成较小的报文，然后放到物理帧中去发送。每个小的报文称为一个分段。分段的动作一般在路由器上进行。如果路由器从某个网络接口收到了一个ip报文，要向另外一个网络转发，而该网络的mtu比ip报文长度要小，那么就要把该ip报文分成多个小ip分段后再分别发送。
重组是分段的逆过程，把若干个ip分段重新组合后还原为原来的ip报文。在目的端收到一个ip报文时，可以根据其分段偏移和mf标志位来判断它是否是一个分段。如果mf位是0，并且分段偏移为0，则表明这是一个完整的ip数据报。否则，如果分段偏移不为0，或者mf标志位为1，则表明它是一个分段。这时目的地端需要实行分段重组。ip协议根据ip报文头中的标识符字段的值来确定哪些分段属于同一个原始报文，根据分段偏移来确定分段在原始报文中的位置。如果一个ip数据报的所有分段都正确地到达目的地，则把它重新组织成一个完整的报文后交给上层协议去处理。
总结如下：ip信息包在传送过程中，可能会经过许多个使用不同技术的网络。假设ip信息包是从atm网络所发出，原始长度为9180b，如果ip路由途中经过以太网络，便面临信息包太大，无法在以太网络上传输的障碍。为了解决此问题，路由器必须有ip信息包分割与重组的机制，将过长的信息包进行分割，以便能在最大传输单位较小的网络上传输。分割后的ip信息包，由目的设备接收后重组，恢复成原来ip信息包。
传送方式
在传送ip信息包时，一定会指明源地址与目的地址。源地址当然只有一个，但是目的地址却可能代表单一或多部设备。根据目的地址的不同，区分为3种传送方式：单点传送、广播传送以及多点传送。
单点传送
单点传送是一对一的传递模式。在此模式下，源端所发出的ip信息包，其ip报头中的目的地址代表单一目的设备，因此只有该目的设备能收到此ip信息包。在互联网上传送的信息包，绝大多数都是单点传送的ip信息包。
单点传送模式
广播传送
广播传送是一对多的传递方式。在此方式下，源设备所发出的ip信息包，其ip报头中的目的地址代表某一网络，而非单一设备，因此该网络内的所有设备都能收到、并处理此类ip广播信息包。由于此特性，广播信息包必须小心使用，否则稍有不慎，便会波及该网络内的全部设备。
广播传送方式
多点传送
多点传送是一种介于单点传送与广播传送之间的传送方式模式。多点传送也是属于一对多的传送方式，但是它与广播传送有很大的不同。广播传送必定会传送至某一个网络内的所有设备，但是多点传送却可以将信息包传送给一群指定的设备。即多点传送的ip信息包，其ip报头中的目的地址代表的是一群选定的设备。凡是属于这一群的设备都可收到此多点传送信息包。
多点传送模式
设置多点传送方式的原因是：假设我们要必须传送一份数据给网络上10部指定的设备。如果使用单点传送的方式，必须重复执行10次传送的操作才能达成目的，不仅没有效率，且浪费网络带宽。如果使用广播传送的方式，则指定网络中的所有(例如20部)计算机都会收到、且必须处理这些广播传送信息包，换言之，将影响到其他不相干的计算机。这时候，如果使用多点传送，便能避免单点传送与广播传送的问题。
多点传送非常适合传送一些即时共享的信息给一群用户，例如传送即时股价、多媒体影音信息等。不过，虽然在同一个网络内进行多点传送没有技术上的问题，但如果要通过互联网，则沿途的路由器必须都支持相关的协议才行，这也是多点传送所面临的瓶颈。
协议版本
ipv4协议
网际协议第4版（internet protocol version4，ipv4）是tcp/ip协议使用的数据报传输机制。数据报是一个可变长分组，有两部分组成：头部和数据。头部长度可由20~60个字节组成，该部分包含有与路由选择和传输有关的重要信息。头部各字段意义按顺序如下：
（1）版本（4位）：该字段定义ip协议版本，负责向处理机所运行的ip软件指明此ip数据报是哪个版本，所有字段都要按照此版本的协议来解释。如果计算机使用其他版本，则丢弃数据报。
（2）头部长度（4位）：该字段定义数据报协议头长度，表示协议头部具有32位字长的数量。协议头最小值为5，最大值为15。
（3）服务（8位）：该字段定义上层协议对处理当前数据报所期望的服务质量，并对数据报按照重要性级别进行分配。前3位成为优先位，后面4位成为服务类型，最后1位没有定义。这些8位字段用于分配优先级、延迟、吞吐量以及可靠性。
（4）总长度（16位）：该字段定义整个ip数据报的字节长度，包括协议头部和数据。其最大值为65535字节。以太网协议对能够封装在一个帧中的数据有最小值和最大值的限制（46~1500个字节）。
（5）标识（16位）：该字段包含一个整数，用于识别当前数据报。当数据报分段时，标识字段的值被复制到所有的分段之中。该字段由发送端分配帮助接收端集中数据报分段。
（6）标记（3位）：该字段由3位字段构成，其中最低位（mf）控制分段，存在下一个分段置为1，否则置0代表该分段是最后一个分段。中间位（df）指出数据报是否可进行分段，如果为1则机器不能将该数据报进行分段。第三位即最高位保留不使用，值为0。
（7）分段偏移（13位）：该字段指出分段数据在源数据报中的相对位置，支持目标ip适当重建源数据。
（8）生存时间（8位）：该字段是一种计数器，在丢弃数据报的每个点值依次减1直至减少为0。这样确保数据报拥有有限的环路过程（即ttl），限制了数据报的寿命。
（9）协议（8位）：该字段指出在ip处理过程完成之后，有哪种上层协议接收导入数据报。这个字段的值对接收方的网络层了解数据属于哪个协议很有帮助。
（10）头部校验和（16位）：该字段帮助确保ip协议头的完整性。由于某些协议头字段的改变，这就需要对每个点重新计算和检验。计算过程是先将校验和字段置为0，然后将整个头部每16位划分为一部分，将个部分相加，再将计算结果取反码，插入到校验和字段中。
（11）源地址（32位）：源主机ip地址，该字段在ipv4数据报从源主机到目的主机传输期间必须保持不变。
（12）目的地址（32位）：目标主机ip地址，该字段在ipv4数据报从源主机到目的主机传输期间同样必须保持不变。
ipv6协议
自从1970年代ipv4问世以来，数据通信技术日新月异有了很大发展。虽然ipv4设计得很好，但其缺点也逐渐显露出来：①虽说借助子网化、无类寻址和nat技术可以提高ip地址使用效率，因特网中ip地址的耗尽仍然是一个没有彻底解决的问题；②ipv4没有提供对实时音频和视频传输这种要求传输最小时延的策略和预留资源支持；③ipv4不能对某些有数据加密和鉴别要求的应用提供支持。为了克服这些缺点，ipv6（internet working protocol version6）被提了出来。在ipv6中，ip地址格式和分组长度以及分组的格式都改变了。ipv6每个分组由必须的基本头部和其后的有效载荷组成。有效载荷由可选的扩展头部和来自上层的数据组成。基本头部占用40字节，有效载荷可以包含65535字节数据。ipv6头部各字段意义按顺序如下：
（1）版本（4位）：该字段定义ipv6协议版本，其值为6，负责向处理机所运行的ip软件指明此ip数据报是ipv6版本。
（2）优先级（4位）：该字段定义当发生通信拥塞时的分组的优先级。
（3）流标号（24位）：该字段用来对特殊的数据流提供专门处理。
（4）有效载荷长度（16位）：该字段定义整个ipv6数据报的字节长度，包括基本头部和有效载荷。其最大值为65，535字节。
（5）下一个头部（8位）：该字段定义了数据报中跟随在基本头部之后的头部。下一个头部可以是ip所使用的可选扩展头部，也可以是上层协议的头部。
（6）条数限制（8位）：该字段与ipv4中生存时间（ttl）字段一样是一种计数器，在丢弃数据报的每个点值依次减1直至减少为0。
（7）源地址（128位）：源主机ip地址，该字段在ipv4数据报从源主机到目的主机传输期间必须保持不变。
（8）目的地址（128位）：目标主机ip地址，该字段在ipv4数据报从源主机到目的主机传输期间同样必须保持不变。
（9）扩展头部：该字段包含6个可选类型，包括逐跳选项、源路由选择、分段、鉴别、加密的安全有效载荷、目的端选项。
ipv4到ipv6的过渡
考虑到因特网上的系统和设备非常之多，想要一次性从ipv4升级到ipv6是无法做到的。而要实现ip版本的升级，需要花费相当多的时间，且升级过程必须是相当平滑的，防止升级过程中出现任何问题。ietf（internet engineering task force，国际互联网工程任务组）设计了三种策略来实现平滑的ip版本升级。
（1）双协议栈策略，就是一个站同时运行ipv4和ipv6，直到整个因特网使用ipv6。当一个分组被发送到目的端时，主机向dns进行查询。如果dns返回一个ipv4地址，那么源主机就发送一个ipv4分组，如果返回一个ipv6地址，就发送一个ipv6分组。
（2）隧道技术策略，当两台使用ipv6的计算机要进行相互通信，但其分组数据要通过使用ipv4的网络时，该分组要封装成ipv4分组，而当分组离开时该网络时再去掉这个封装。
（3）头部转换策略，当因特网中绝大多数系统设备已经过渡到ipv6，但一些系统仍然使用ipv4时，发送方想使用ipv6，但接收方不能识别ipv6，这时将ipv6头部格式转换成ipv4头部格式，ipv6地址按照一定规则映射转换为ipv4地址。
工作原理
目前，电视节目直播信号选择通过ip传输方式来实现，主要是依靠通信运营商的网络。直播信号经过发送端编码设备编码后形成能在通信网络中传输的数据流，并附加了接收端在通信网络中所对应的唯一ip地址，当数据流到达接收端，再通过解码设备解码生成所需的视音频信号。ip编解码设备接入通信网络的技术已经日趋成熟，接入网络的方式也变得越来越丰富，既能通过有线网络和无线wifi接入，又可以使用移动数据4g网络接入。可以说，只要有网络覆盖，就能实现电视节目直播信号的ip传输。
ip传输系统具有结构简单、安全高效以及传输成本低等特点，既能很好地作为传统电视直播信号传输方式的补充，又能在一定程度上降低节目制作的成本。同时，在我国通信技术不断发展、通信基础设施不断完善的背景下，电视直播信号基于ip网络的传输技术也会越来越成熟和完善。
作用优势
物联网作为internet延伸与扩展的网络，在其构建的过程中，对ip协议进行合理地引入是非常必要的。由于物联网中的物品之间需要进行信息通信，所以保证网络传输的畅通是最为基本的前提条件，ip地址缺乏成为制约企业物联网建设的关键性因素之一，而ipv6协议的出现给这一问题的解决提供了途径，这是因为ipv6有大量的地址空间。
ip协议的优势在如下几个方面上体现：一是开放性。ip协议由ietf（互联网工程任务组）负责规范，在这一前提下，使得ip协议具有了开放性的特点，该特点为ip协议的应用提供了广阔的空间。二是轻量级。各种轻量级ip协议栈的发布，为ip协议的推广应用奠定了坚实基础，可支持多种不同的应用场合。三是稳定性。在全球范围内ip协议得到广泛使用，这与其架构本身所具备的稳定性有着密不可分的关联。四是可扩展性。ipv6协议有着大量的地址空间，物联网连接的所有设备都能够分配到一个相应的ip地址。同时，ip可以为网络设备之间提供通信，整个过程无需转换网关，也不需要配置中间协议。正是因为ip协议所具备的上述特点和优势，使其在物联网建设中发挥着不可替代的作用，也奠定了不可动摇的地位。
分片重组
分片后的ip数据包，只有到达目的地才能重新组装。重新组装由目的地的ip层来完成，其目的是使分片和重新组装过程对传输层（tcp和udp）是透明的。已经分片过的数据包有可能会再次进行分片（不止一次）。
ip分片原因：链路层具有最大传输单元mtu这个特性，它限制了数据帧的最大长度，不同的网络类型都有一个上限值。以太网的mtu是1500，你可以用 netstat -i 命令查看这个值。如果ip层有数据包要传，而且数据包的长度超过了mtu，那么ip层就要对数据包进行分片（fragmentation）操作，使每一片的长度都小于或等于mtu。我们假设要传输一个udp数据包，以太网的mtu为1500字节，一般ip首部为20字节，udp首部为8字节，数据的净荷（payload）部分预留是1500-20-8=1472字节。如果数据部分大于1472字节，就会出现分片现象。
ip协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“ip 地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。如今电信网正在与 ip网走向融合，以ip为基础的新技术是热门的技术，如用ip网络传送话音的技术（即voip）就很热门，其它如ip overatm、ipoversdh、ip over wdm等等，都是ip技术的研究重点。
ip over atm随着internet的迅猛发展，ip流量已经成为数据网络中的主要流量。为了顺应这种发展趋势，应当充分利用基于第二层的atm技术优势。将ip业务与atm基础网络技术结合在一起。
ipoversdh
ipoversdh以sdh网络作为ip数据网络的物理传输网络。它使用链路及ppp协议对ip 数据包进行 封装，把ip分组根据rfc1662规范简单地插入到ppp帧中的信息段。然后再由sdh通道层的业务适配器把 封装后的ip 数据包映射到sdh的同步净荷中，然后向下，经过sdh 传输层和段层，加上相应的开销，把净荷装入一个sdh帧中，最后到达光层，在光纤中传输。想要了解更多有关互联网和计算机的的相关知识，可以来我和几位牛人组建的一个互联网兴趣部落，君羊开始的三位数字、四二一，中间的三位数字是零二二，再把后面的四五六和前面的组合起来就可以加入了。学习是自己的事情，希望可以和大家一起进步。打酱油的勿进！！！
ip over wdm
ip over wdm的基本工作原理是光纤直接与 光耦合器相连，耦合器把各波长分开或组合，输入和输出端都用简单的光纤连接器。在发送端，将不同波长的光信号组合（复用）送入一根光纤中传输；在接收端，又将组合光信号分开（解复用）并送入不同的 终端。因此，ip over wdm是一个真正的链路层数据网，可以通过指定波长作旁路或直通连接，网络的业务工程可以只在ip层完成。由于使用了指定的波长，结构更灵活，并具有向光交换和全光选路结构转移的可能。
ip地址
（一）基本地址格式
现在的ip网络使用32位地址，以点分十进制表示，如192.168.0.1。
地址格式为：ip地址=网络地址＋主机地址或ip地址=主机地址＋子网地址＋主机地址。
网络地址是由internet权力机构（internic）统一分配的，目的是为了保证网络地址的全球唯一性。主机地址是由各个网络的系统管理员分配。因此，网络地址的唯一性与网络内主机地址的唯一性确保了ip地址的全球唯一性。
（二）保留地址的分配
根据用途和安全性级别的不同，ip地址还可以大致分为两类：公共地址和私有地址。公用地址在internet中使用，可以在internet中随意访问。私有地址只能在内部网络中使用，只有通过代理服务器才能与internet通信。
ip地址是用来识别网络上的设备，因此，ip地址是由网络地址与主机地址两部分所组成。
网络地址
网络地址可用来识别设备所在的网络，网络地址位于ip地址的前段。当组织或企业申请ip地址时，所获得的并非ip地址，而是取得一个唯一的、能够识别的网络地址。同一网络上的所有设备，都有相同的网络地址。ip路由的功能是根据ip地址中的网络地址，决定要将ip信息包送至所指明的那个网络。
主机地址
主机地址位于ip地址的后段，可用来识别网络上设备。同一网络上的设备都会有相同的网络地址，而各设备之间则是以主机地址来区别。
由于各个网络的规模大小不一，大型的网络应该使用较短的网络地址，以便能使用较多的主机地址；反之，较小的网络则应该使用较长的网络地址。为了符合不同网络规模的需求，ip在设计时便根据网络地址的长度，设计与划分ip地址。
在设计ip时，着眼于路由与管理上的需求，因此制定了5种ip地址的等级。不过，一般最常用到的便是a、b、c类这三种等级的ip地址。5种等级分别使用不同长度的网络地址，因此适用于大、中，小型网络。ip地址的管理机构可根据申请者的网络规模，决定要赋予哪种等级。
传统ip地址的运行方式，由于以等级来划分，因此称为等级式的划分方式。相对的，后来又产生了无等级的划分方式，也就是cidr（classless inter-domain routing）。
在实际应用上，有些网络地址与主机地址有特别的用途，因此在分配或管理ip地址时，要特别注意这些限制。
广播地扯
所有主机号部分为1的地址是广播地址。广播地址分为两种：直接广播地址和有限广播地址。
在一特定子网中，主机地址部分为全i的地址称为直接广播地址。一台主机使用直接广播地址，可以向任何指定的网络直接广播它的数据报，很多ip协议利用这个功能向一个子网上广播数据。
32个bit全为l的ip地址(即255.255.255.255)被称为有限广播地址或本地网广播地址，该地址被用作在本网络内部广播。使用有限广播地址，主机在不知道自己的网络地址的情况下，也可以向本子网上所有的其他主机发送消息。
广播地址不像其他的ip地址那样分配给某台具体的主机。因为它是指满足一定条件的一组计算机。广播地址只能作为ip报文的目的地址，表示该报文的一组接收者。
组播地址
d类ip地址就是组播地址，即在224.0.0.0~239.255.255.255范围内的每个ip地址，实际上代表一组特定的主机。
组播地址与广播地址相似之处是都只能作为ip报文的目的地址，表示该报文的一组接收者，而不能把它分配给某台具体的主机。
组播地址和广播地址的区别在于广播地址是按主机的物理位置来划分各组的(属于同一个子网)，而组播地址指定一个逻辑组，参与该组的计算机可能遍布整个internet。组播地址主要用于电视会议、视频点播等应用。
网络中的路由器根据参与的主机位置，为该组播的通信组形成一棵发送树。服务器在发送数据时，只需发送一份数据报文，该报文的目的地址为相应的组播地址。路由器根据已经形成的发送树依次转发，只是在树的分岔点处复制数据报，向多个网络转发一份副本。经过多个路由器的转发后，则该数据报可以到达所有登记到该组的主机处。这样就大大减少了源端主机的负担和网络资源的浪费。
0地址
主机号为0的ip地址从来不分配给任何-一个单个的主机号为0，例如，202.112.7.0就是--个典型的c类网络地址，表示该网络本身。
网络号为0的ip地址是指本网络上的某台主机。例如如果一台主机(ip地址为202.112.7.13)接收到一个ip报文，它的目的地址中网络号部分为0，而主机号部分与它自己的地址匹配(即ip地址为0.0.0.13)，则接收方把该ip地址解释成为本网络的主机地址，并接收该ip数据报。
0.0.0.0代表本主机地址。网络上任何主机都可以用它来表示自己。
回送地址
原本属于a类地址范围内的ip地址127.0.0.0~127.255.255.255却并没有包含在a类地址之内。
任何一个以数字127开头的ip地址(127.x.x.x)都叫做回送地址。它是一个保留地址，最常见的表示形式为127.0.0.1。
在每个主机上对应于ip地址127.0.0.1有个接口，称为回送接口。ip协议规定，当任何程序用回送地址作为目的地址时，计算机上的协议软件不会把该数据报向网络上发送，而是把数据直接返回给本主机。因此网络号等于127的数据报文不能出现于任何网络上，主机和路由器不能为该地址广播任何寻径信息。回送地址的用途是，可以实现对本机网络协议的测试或实现本地进程间的通信。
ip协议
1、internet体系结构
一个tcp/ip互联网提供了三组服务。最底层提供无连接的传送服务为其他层的服务提供了基础。第二层一个可靠的传送服务为应用层提供了一个高层平台。最高层是应用层服务。
2、ip协议：这种不可靠的、无连接的传送机制称为internet协议。
3、ip协议三个定义：
（1）ip定义了在tcp/ip互联网上数据传送的基本单元和数据格式。
（2）ip软件完成路由选择功能，选择数据传送的路径。
（3）ip包含了一组不可靠分组传送的规则，指明了分组处理、差错信息发生以及分组的规则。
4、ip数据包：联网的基本传送单元是ip数据包，包括数据包头和数据区部分。
5、ip数据包封装：物理网络将包括数据包包头的整个数据包作为数据封装在一个帧中。
6、mtu网络最大传送单元：不同类型的物理网对一个物理帧可传送的数据量规定不同的上界。
7、ip数据包的重组：一是在通过一个网络重组；二是到达目的主机后重组。后者较好，它允许对每个数据包段独立地进行路由选择，且不要求路由器对分段存储或重组。
8、生存时间：ip数据包格式中设有一个生存时间字段，用来设置该数据包在联网中允许存在的时间，以秒为单位。如果其值为0，就把它从互联网上删除，并向源站点发回一个出错消息。
9、ip数据包选项：
ip数据包选项字段主要是用于网络测试或调试。包括：记录路由选项、源路由选项、时间戳选项等。
路由和时间戳选项提供了一种监视或控制互联网路由器路由数据包的方法。
应用分类
主机号：用于识别该网络中的主机。
ip地址分为五类，a类保留给政府机构，b类分配给中等规模的公司，c类分配给任何需要的人，d类用于组播，e类用于实验，各类可容纳的地址数目不同。
a、b、c三类ip地址的特征：当将ip地址写成二进制形式时，a类地址的第一位总是o，b类地址的前两位总是10，c类地址的前三位总是110。
1、a类地址
（1）a类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。
（2）a类地址范围：1.0.0.1—126.255.255.254
（3）a类地址中的私有地址和保留地址：
①10.x.x.x是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。
范围（10.0.0.0-10.255.255.255）
②127.x.x.x是保留地址，用做循环测试用的。
2、b类地址
（1）b类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。
（2）b类地址范围：128.0.0.1—191.255.255.254。
（3）b类地址的私有地址和保留地址
①172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址
②169.254.x.x是保留地址。如果你的ip地址是自动获取ip地址，而你在网络上又没有找到可用的dhcp服务器。就会得到其中一个ip。
3、c类地址
（1）c类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。
（2）c类地址范围：192.0.0.1—223.255.255.254。
（3）c类地址中的私有地址：192.168.x.x是私有地址。(192.168.0.0-192.168.255.255)
4、d类地址
（1）d类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。
（2）d类地址范围：224.0.0.1—239.255.255.254
5、e类地址
（1）e类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110。
（2）e类地址范围：240.0.0.1—255.255.255.254
ip的概念是非常广泛的，包括品牌、商标、凯时尊龙官网app的版权，还有很重要的就是商业秘密、商业模式、商业标准等。ip拥有量的多少，是区分制造与创造的最主要标志，一个国家拥有的ip太少，它的产业或者企业在国际分工中就只能扮演初级加工者的角色。
ip地址划分
ip地址(ipaddress)的概念及其子网掩码(subnetmask)的计算对于首次学习网络知识的初学者来说是一件比较困难的事情。
按照ipv4的规定，对ip地址强行定义了一些保留地址，即：“网络地址”和“广播地址”。所谓“网络地址”就是指“主机号”全为“0”的ip地址，如：125.0.0.0(a类地址)；而“广播地址”就是指“主机号”全为“255”时的ip地址，如：125.255.255.255(a类地址)。
ip网络之间互连协议
而子网掩码，则是用来标识两个ip地址是否同属于一个子网。它也是一组32位长的二进制数值，其每一位上的数值代表不同含义：为“1”则代表该位是网络位；若为“0”则代表该位是主机位。和ip地址一样，人们同样使用“点式十进制”来表示子网掩码，如：255.255.0.0。
如果两个ip地址分别与同一个子网掩码进行按位“与”计算后得到相同的结果，即表明这两个ip地址处于同一个子网中。也就是说，使用这两个ip地址的两台计算机就像同一单位中的不同部门，虽然它们的作用、功能、乃至地理位置都可能不尽相同，但是它们都处于同一个网络中。
子网掩码划分
自从各种类型的网络投入各种应用以来，网络就以不可思议的速度进行大规模的扩张，ipv4也逐渐暴露出了它的弊端，即：网络号占位太多，而主机号位太少。最常用的一种解决办法是对一个较高类别的ip地址进行细划，划分成多个子网，然后再将不同的子网提供给不同规模大小的用户群使用。使用这种方法时，为了能有效地提高ip地址的利用率，主要是通过对ip地址中的“主机号”的高位部分取出作为子网号，从通常的“网络号”界限中扩展或压缩子网掩码，用来创建一定数目的某类ip地址的子网。当然，创建的子网数越多，在每个子网上的可用主机地址的数目也就会相应减少。
要计算某一个ip地址的子网掩码，可以分以下两种情况来分别考虑。
第一种情况：
无须划分成子网的ip地址。
一般来说，此时计算该ip地址的子网掩码非常地简单，可按照其定义就可写出。例如：某个ip地址为12.26.43.0，无须再分割子网，按照定义我们可以知道它是一个a类地址，其子网掩码应该是255.0.0.0；若此ip地址是一个b类地址，则其子网掩码应该为255.255.0.0；如果它是c类地址，则其子网掩码为255.255.255.0。其它类推。
第二种情况：
要划分成子网的ip地址。
在这种情况下，如何方便快捷地对于一个ip地址进行划分，准确地计算每个子网的掩码，方法的选择很重要。下面两种比较便捷的方法：
当然，在求子网掩码之前必须先清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。
方法一：利用子网数来计算。
1.首先，将子网数目从十进制数转化为二进制数；
2.接着，统计由“1”得到的二进制数的位数，设为n；
3.最后，先求出此ip地址对应的地址类别的子网掩码。再将求出的子网掩码的主机地址部分(也就是“主机号”)的前n位全部置1，这样即可得出该ip地址划分子网的子网掩码。
例如：需将b类ip地址167.194.0.0划分成28个子网：
1)(28)10=(11100)2；
2)此二进制的位数是5，则n=5；
3)此ip地址为b类地址，而b类地址的子网掩码是255.255.0.0，且b类地址的主机地址是后2位(即0-255.1-254)。于是将子网掩码255.255.0.0中的主机地址前5位全部置1，就可得到255.255.248.0，而这组数值就是划分成28个子网的b类ip地址167.194.0.0的子网掩码。
方法二：利用主机数来计算。
1．首先，将主机数目从十进制数转化为二进制数；
2．接着，如果主机数小于或等于254(注意：应去掉保留的两个ip地址)，则统计由“1”中得到的二进制数的位数，设为n；如果主机数大于254，则n>8，也就是说主机地址将超过8位；
3．最后，使用255.255.255.255将此类ip地址的主机地址位数全部置为1，然后按照“从后向前”的顺序将n位全部置为0，所得到的数值即为所求的子网掩码值。
例如：需将b类ip地址167.194.0.0划分成若干个子网，每个子网内有主机500台：
1)(500)10=(111110100)2；
2)此二进制的位数是9，则n=9；
3)将该b类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255。然后再从后向前将后9位置0，可得：11111111.11111111.11111110.00000000即255.255.254.0。这组数值就是划分成主机为500台的b类ip地址167.194.0.0的子网掩码。
v6简介
综述
ipv6是"internet protocol version 6"的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由ietf小组（internet工程任务组internet engineering task force）设计的用来替代现行的ipv4（现行的ip）协议的一种新的ip协议。
我们知道，internet的主机都有一个唯一的ip地址，ip地址用一个32位二进制的数表示一个主机号码，但32位地址资源有限，已经不能满足用户的需求了，因此internet研究组织发布新的主机标识方法，即ipv6。在rfc1884中（rfc是request for comments document的缩写。rfc实际上就是internet有关服务的一些标准），规定的标准语法建议把ipv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，例如：3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984
特点
扩展的寻址能力
ipv6将ip地址长度从32位扩展到128位，支持更多级别的地址层次、更多的可寻址节点数以及更简单的地址自动配置。通过在组播地址中增加一个“范围”域提高了多点传送路由的可扩展性。还定义了一种新的地址类型，称为“任意播地址”，用于发送包给一组节点中的任意一个；
ip
简化的报头格式
一些ipv4报头字段被删除或变为了可选项，以减少包处理中例行处理的消耗并限制ipv6报头消耗的带宽；
对扩展报头和选项支持的改进
ip报头选项编码方式的改变可以提高转发效率，使得对选项长度的限制更宽松，且提供了将来引入新的选项的更大的灵活性；
标识流的能力
增加了一种新的能力，使得标识属于发送方要求特别处理（如非默认的服务质量获“实时”服务）的特定通信“流”的包成为可能；
认证和加密能力
ipv6中指定了支持认证、数据完整性和（可选的）数据机密性的扩展功能。
特殊ip
在ip地址空间中，有的ip地址不能为设备分配的，有的ip地址不能用在公网，有的ip地址只能在本机使用，诸如此类的特殊ip地址众多：
受限广播地址
广播通信是一对所有的通信方式。若一个ip地址的2进制数全为1，也就是255.255.255.255，则这个地址用于定义整个互联网。如果设备想使ip数据报被整个internet所接收，就发送这个目的地址全为1的广播包，但这样会给整个互联网带来灾难性的负担。因此网络上的所有路由器都阻止具有这种类型的分组被转发出去，使这样的广播仅限于本地网段。
直接广播地址
一个网络中的最后一个地址为直接广播地址，也就是hostid全为1的地址。主机使用这种地址把一个ip数据报发送到本地网段的所有设备上，路由器会转发这种数据报到特定网络上的所有主机。
注意：这个地址在ip数据报中只能作为目的地址。另外，直接广播地址使一个网段中可分配给设备的地址数减少了1个。
ip地址是0.0.0.0
若ip地址全为0，也就是0.0.0.0，则这个ip地址在ip数据报中只能用作源ip地址，这发生在当设备启动时但又不知道自己的ip地址情况下。在使用dhcp分配ip地址的网络环境中，这样的地址是很常见的。用户主机为了获得一个可用的ip地址，就给dhcp服务器发送ip分组，并用这样的地址作为源地址，目的地址为255.255.255.255（因为主机这时还不知道dhcp服务器的ip地址）。
netid为0的ip地址
当某个主机向同一网段上的其他主机发送报文时就可以使用这样的地址，分组也不会被路由器转发。比如12.12.12.0/24这个网络中的一台主机12.12.12.2/24在与同一网络中的另一台主机12.12.12.8/24通信时，目的地址可以是0.0.0.8。
环回地址
127网段的所有地址都称为环回地址，主要用来测试网络协议是否工作正常的作用。比如使用ping127.1.1.1就可以测试本地tcp/ip协议是否已正确安装。另外一个用途是当客户进程用环回地址发送报文给位于同一台机器上的服务器进程，比如在浏览器里输入127.1.2.3，这样可以在排除网络路由的情况下用来测试iis是否正常启动。
专用地址
ip地址空间中，有一些ip地址被定义为专用地址，这样的地址不能为internet网络的设备分配，只能在企业内部使用，因此也称为私有地址。若要在internet网上使用这样的地址，必须使用网络地址转换或者端口映射技术。
这些专有地址是：
10/8地址范围：10.0.0.0到10.255.255.255共有2的24次方个地址；
172.16/12地址范围：172.16.0.0至172.31.255.255共有2的20次方个地址；
192.168/16地址范围：192.168.0.0至192.168.255.255共有2的16次方个地址。
代理ip
代理ip就是代理服务器，英文全称是proxy server，其功能就是代理网络用户去取得网络信息。形象的说：它是网络信息的中转站。在一般情况下，我们使用网络浏览器直接去连接其他internet站点取得网络信息时，须送出request信号来得到回答，然后对方再把信息以bit方式传送回来。代理服务器是介于浏览器和web服务器之间的一台服务器，有了它之后，浏览器不是直接到web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求，request信号会先送到代理服务器，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给你的浏览器。而且，大部分代理服务器都具有缓冲的功能，就好像一个大的cache，它有很大的存储空间，它不断将新取得数据储存到它本机的存储器上，如果浏览器所请求的数据在它本机的存储器上已经存在而且是最新的，那么它就不重新从web服务器取数据，而直接将存储器上的数据传送给用户的浏览器，这样就能显著提高浏览速度和效率。更重要的是：proxy server（代理服务器）是internet链路级网关所提供的一种重要的安全功能，它的工作主要在开放系统互联(osi）模型的对话层。主要的功能有：
1.突破自身ip访问限制，访问国外站点。教育网、169网等网络用户可以通过代理访问国外网站。
2.访问一些单位或团体内部资源，如某大学ftp（前提是该代理地址在该资源 的允许访问范围之内），使用教育网内地址段免费代理服务器，就可以用于对教育网开放的各类ftp下载上传，以及各类资料查询共享等服务。
3.突破中国电信的ip封锁：中国电信用户有很多网站是被限制访问的，这种限制是人为的，不同serve对地址的封锁是不同的。所以不能访问时可以换一个国外的代理服务器试试。
4.提高访问速度：通常代理服务器都设置一个较大的硬盘缓冲区，当有外界 的信息通过时，同时也将其保存到缓冲区中，当其他用户再访问相同的信息时，则直接由缓冲区中取出信息，传给用户，以提高访问速度。
5.隐藏真实ip：上网者也可以通过这种方法隐藏自己的ip，免受攻击。
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