6--IP地址

1、IP地址的作用

IP协议提供了一种互联网通用的地址格式，该地址由32比特的二进制数表示，用于屏蔽各种物理网络的地址差异。
IP协议规定的地址叫做IP地址，IP地址由IP地址管理机构进行统一管理和分配，保证互联网上运行的设备（如主机、路由器等）不会产生地址冲突。

2、IP地址的层次结构

IP地址由网络号和主机号两个层次组成。网络号用来标识互联网中的一个特定网络，而主机号则用来表示该网络中主机的一个特定连接。
因此，IP地址的编址方式明显地携带了位置信息。如果给出一个具体的IP地址，马上就能知道它位于哪个网络。
互联网的层次结构，IP层次也是类似的：

3、IP地址的分类

IP协议规定，IP地址的长度为32比特。这32比特包括了网络号部分和主机号部分。
IP地址分成A、B、C、D、E五类，它们分别使用IP地址的前几个比特加以区分，如图所示。从图中可以看到，利用IP地址的前四位就可以分辨出它的地址类型。但事实上，只需利用前两位就能作出判断，因为D类和E类IP地址很少使用。

A类IP地址用于大型网络。B类IP地址用于中型规模的网络。C类IP地址用于较小规模的网络。D类IP地址用于多目的地址发送，而E类则保留为今后使用。
A、B、C三类IP地址可以容纳的网络数和主机数：

4、IP地址的直观表示法

IP地址由4个十进制数组成，每个数小于等于255 ,数之间用“.”隔开，表示成w.x.y.z的形式。
例如：
202.93.120.44
202.93.120.44为一个C类IP地址，前三个字节为网络号，而后一个字节为主机号。

5、特殊的IP地址形式

IP地址除了可以表示主机的一个物理连接外，还有几种特殊的表现形式。

1、网络地址

IP地址方案规定，网络地址包含了一个有效的网络号和一个全“0”的主机号。
例如，在A类网络中，地址113.0.0.0就表示该网络的网络地址。

2、广播地址

IP地址以全“255”结尾，就是广播地址。例如C类地址202.93.120.255就是一个广播地址。

3、回送地址

A类网络地址127.0.0.0是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机器进程间通信。含有网络号127的数据报不可能出现在任何网络上。

4、本地地址

如10.XXX.XXX.XXX、192.168.XXX.xxx等，用户可以在本地的内部互联网中使用这些IP地址。

6、子网编址

1、子网编址方法

IP地址具有层次结构，标准的IP地址分为网络号和主机号两部分。为了避免IP地址的浪费，子网编址将IP地址的主机号部分进一步划分成子网部分和主机部分。

2、子网表示法

子网编址使用了子网掩码（或称为子网屏蔽码）。对应IP地址的32位二进制数值，子网掩码也釆用了32位二进制数值。
IP协议规定，在子网掩码中，与IP地址的网络号和子网号部分相对应的位用“1”表示，与IP地址的主机号部分相对应的位用“0”表示。
将IP地址和它的子网掩码相结合，就可以判断出IP地址中哪些位表示网络和子网，哪些位表示主 机。
例如，一个B类IP地址128.22.25.6，子网掩码255.255.255.0，就可以得到该子网划分借用了8位来表示子网，并且该IP地址所处的子网号为25。如果借用该B类IP地址的4位主机号来划分子网，那么它的子网掩码为255.255.240.0，IP地址128.22.25.6所处的子网号为1。

7、地址解析协议ARP

1、作用

一个网络上的两台主机A和B，它们的IP地址分别为Ia和Ib，物理地址为Pa和Pb，在主机A需要将信息传送到主机B时，它使用Ia和Ib作为它的源地址和目的地址。但是信息最终的传递必须利用下层的物理地址Pa和Pb实现。那么，Ia和Ib映射到Pa和Pb，使用的就是ARP协议。

2、ARP协议的基本思想

如图所示：

主机A欲获得主机B的IP地址Ib与MAC地址Pb的映射关系，ARP协议的工作过程为：
1、主机A广播发送一个带有Ib的请求信息包，请求主机B用它的IP地址Ib和MAC地址Pb的映射关系进行响应；
2、于是，以太网上的所有主机接收到这个请求信息（包括主机B在内）；
3、主机B识别该请求信息，并向主机A发送带有自己的IP地址Ib和MAC地址Pb映射关系的响应信息包；
4、主机A得到Ib与Pb的映射关系，并可以在随后的发送过程中使用该映射关系。