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一、網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)概念

1.網(wǎng)絡(luò)層的功能

(1)TCP/IP模型的第三層是網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)在這個(gè)層上被分解為“數(shù)據(jù)包”。

(2)網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是根據(jù)路由信息完成數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)(不同網(wǎng)段)。

2.運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議

?IP(InternetProtocol)協(xié)議：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)層尋址、路由選擇、分段及包重組。

?地址解析協(xié)議(ARP，AddressResolutionProtocol)：負(fù)責(zé)把網(wǎng)絡(luò)層地址解析成物理地址，比如MAC地址。

?逆向地址解析協(xié)議(RARP，ReverseARP)：負(fù)責(zé)把硬件地址解析成網(wǎng)絡(luò)層地址。

?Internet控制消息協(xié)議(ICMP，InternetControlMessageProtocol)：負(fù)責(zé)提供診斷功能，報(bào)告由于IP數(shù)據(jù)包投遞失敗而導(dǎo)致的錯(cuò)誤。

?Internet組管理協(xié)議(IGMP，InternetGroupManagementProtocol)：負(fù)責(zé)管理IP組播組。

二、IP地址的概念

1.IP地址

Internet上基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)中每臺設(shè)備既有邏輯地址(IP地址)，也有物理地址(MAC地址)。IP地址是獨(dú)立于數(shù)據(jù)鏈路層的，IP地址的分配是基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

2.IP地址的結(jié)構(gòu)

?IP地址是32位的二進(jìn)制數(shù)。每個(gè)IP地址被分為兩部分，網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID。

?網(wǎng)絡(luò)ID(又稱為網(wǎng)絡(luò)地址、網(wǎng)絡(luò)號)，用來在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)識某個(gè)網(wǎng)段。

?主機(jī)ID(又稱為主機(jī)地址、主機(jī)號)，標(biāo)識網(wǎng)段內(nèi)的一個(gè)TCP/IP節(jié)點(diǎn)

3.IP地址的表示方法

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，IP地址是用二進(jìn)制數(shù)表示的，共32bit。，

如：11000000101010000000010101111011，為方便記憶，用點(diǎn)分十進(jìn)制表示IP地址。如：192.168.5.123。

4.IP地址分類

為了更好的管理和使用這些資源，InterNIC將IP地址資源劃分為5類：A類、B類、C類、D類、E類。

(1)A類IP地址

A類IP地址的最高位是設(shè)為“0”。

接下來的7位表示網(wǎng)絡(luò)ID，剩下的24位表示主機(jī)ID;如果用十進(jìn)制表示，A類地址的網(wǎng)絡(luò)地址在1-126之間(0和127留作它用)，如：10.1.1.1、126.1.1.1就是A類地址

(2)B類IP地址

B類IP地址的前兩位設(shè)為“10”，接下來的14位表示網(wǎng)絡(luò)ID，剩下的16位表示主機(jī)ID;如果用十進(jìn)制表示，B類地址的第一個(gè)字節(jié)在128-191之間，如：172.168.1.1就是B類地址。

(3)C類IP地址

C類IP地址的前3位設(shè)為“110”。接下來的21位表示網(wǎng)絡(luò)ID，剩下的8位表示主機(jī)ID;如果用十進(jìn)制表示，就是C類地址的第一個(gè)字節(jié)在192-223之間，如：192.168.123.7、202.14.16.11就是C類地址。

(4)D類IP地址

D類地址以“1110”開頭，說明第一個(gè)字節(jié)從224-239;D類地址用于組播目的，你可以通過組播地址將數(shù)據(jù)發(fā)送給多個(gè)主機(jī)。

(5)E類地址

E類地址最高四位以“1111”開頭，代表的第一個(gè)字節(jié)在240-254之間;E類地址并不分配給用戶使用，而是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性地址，用于科學(xué)研究。

6.特殊用途IP地址

IP地址的主機(jī)ID不能設(shè)成“全部為0”或“全部為1”。當(dāng)IP地址中的主機(jī)ID中的所有位都設(shè)置為“0”時(shí)，它表示為一個(gè)網(wǎng)絡(luò);當(dāng)IP地址中的主機(jī)ID中的所有位都設(shè)置為“1”時(shí)，它表示廣播地址。如：168.123.255.255或202.114.26.255。

7.可分配給主機(jī)使用的IP地址

(1)計(jì)算每一個(gè)網(wǎng)段可用主機(jī)地址：假定這個(gè)網(wǎng)段的主機(jī)部分位數(shù)為n，那么可用的主機(jī)地址個(gè)數(shù)為2n-2個(gè)。

(2)C類網(wǎng)段192.168.1.0，有8個(gè)主機(jī)位，共有28=256個(gè)IP地址，去掉一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址192.168.1.0，一個(gè)廣播地址192.168.1.255，共有254個(gè)可用主機(jī)地址。