ipv4

  • IPv4使用32位(4字节)地址
  • IPv4地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点,将每个IP地址都分割成网络ID和主机ID两部分,以便于IPv4地址的寻址操作
  • 子网掩码不是一个地址,但是可以确定一个IPv4地址中的哪一部分是网络ID,哪一部分是主机ID
  • 主机ID全为0的地址为网络地址,而主机ID全为1的地址为广播地址,不能分配给主机使用
  • 传统的子网掩码有0.0.0.0;255.0.0.0;255.255.0.0;255.255.255.0;255.255.255.255五种,其中0.0.0.0掩码代表任意网络的掩码
  • 地址分类
    • A类地址
      • A类IPv4地址中网络ID的最高位固定为0, 1-126
      • 网络ID占用是第一个二进制8位组,而主机ID则占用后面的三个二进制8位组
      • A类网络的总数为128个
      • A类网络中可以构建的网络数最少,但每个网络中拥有的地址数是最多的
    • B类地址
      • 两位固定分别为1、0 , 128-191
      • 其网络ID占用第一个和第二个二进制8位组,而主机ID则占用剩余的两字节
      • B类IPv4地址的子网掩码为固定的255.255.0.0
    • C类地址
      • 两位固定分别为1、1、0 , 192 - 223
      • 网络ID占用最高的前三个字节,而主机ID只占用了最后的一个字节
    • D类地址
      • 前4位分别固定为1、1、1、0, 224-239
      • D类IPv4地址是组播地址
    • E类地址
      • 其特征是最高5位分别是1、1、1、1、0 , 240-247
  • 为了提高IP地址有有效利用率,于是出现了一种称为VLSM(Variable Length Subnet Masking,可变长子网掩码)的技术
    • 使网络中IPv4地址的子网掩码所占位数不是固定的
    • 因为子网掩码位数不固定了,也就不能再依据子网掩码来进行分类了,所以采用VLSM后形成的网络称为无类网络,而以前传统的A、B、C类网络则相对应地被称为有类网络或标准网络
  • 网络地址是用来标识一个有类或无类网络的地址,是对应网络或子网的第一个IPv4地址,即主机ID部分全为0的IPv4地址
  • 而广播地址则是一个有类或无类网络中的最后一个IPv4地址,即主机ID部分全为1的IPv4地址,可通过这个地址向对应网络或子网以广播方式发送数据包(也就是广播通信)
  • 为了能更加简便地书写,采取了一种比较简单的地址前缀表示形式,就是在一个IPv4地址后面先加上一个斜杠(/),然后在这个斜杠后面直接写出该地址所在网络的网络ID,或者子网掩码长度,因为网络ID长度决定了具体IPv4地址所属的网络。
    • 如192.168.1.10/24代表的是一个标准的C类网络IPv4地址
    • 前24位 为 网络id,后8位为 主机id
  • 局域网地址

    • 10.0.0.0/8(10.0.0.0,10.255.255.254)
    • 172.16.0.0/12(172.16.0.0,172.31.255.254)
    • 192.168.0.0/16(192.168.0.0,192.168.255.254)

      ipv4 子网划分与聚合

  • VLSM(可变长子网掩码),把传统的标准IPv4有类网络演变成一个更为高效、更为实用的无类网络

  • CIDR(无类别域间路由),而CIDR则用于IPv4子网的聚合,当然主要是指路由方面的聚合,也就是路由汇总
  • 子网这个概念其实是在有了VLSM技术后才有的
    • 就是把原来标准网络IPv4地址中的网络ID部分向主机ID部分借位
    • 如借一位可划分成2个子网,借两位则可划分成4个子网,借三位则可以划分成8个子网,以此类推
    • 虽然各子网仍在一个大的标准网络之中,但彼此仍是二层隔离,必须通过三层才可以实现互通
  • 子网划分后也会带来一些负面影响,如为了使得各子网的互通,在各路由器的路由表中就可能需要添加许多子网级的路由条目,使得整个网络的路由表变得更为复杂了,影响整个网络的路由性能
  • CIDR可以把一些连续的多个小子网路由汇总成一条大网络的路由,这样通过这一条大网络路由条目就可实现这些子网间的路由

    • 子网聚合则相反,是主机ID向网络ID借位,扩大网络

      ipv4 NAT

  • NAT(NetworkAddress Translation,网络地址转换)技术,出发点是为了解决IPv4地址不足的问题

  • 允许组织内部网络使用非全局可路由IP地址的用户通过地址转换为全局可路由的IP地址来访问Internet
  • NAT服务是运行在位于内、外网之间的路由设备上的,在内、外网用户之间通信时对数据包中的地址(可能是源地址,也可能是目的地址)进行转换
  • 通过把内部网络中的多个私网IPv4地址转换为合法的一个或多个公网IPv4地址
  • 应用
    • 无足够的公网IP地址可用时
    • 重构网络IP地址部署
    • 实现简单的TCP负载均衡
  • NAT类型

    • 静态NAT
      • 把非注册IP地址(如本地局域网IP地址)一对一地映射到公网注册IP地址(如互联网IP地址)
    • 动态NAT
      • 把一个非注册IP地址动态地映射到一个注册IP地址池中的一个地址
    • 重载或复用NAT(Overloading NAT)
      • 重载NAT是动态NAT的一种形式。它通过与IP地址的不同端口组合,把多个非注册IP地址映射到一个注册IP地址
    • 重叠(Overlapping)NAT

      ipv6

  • ipv6 地址激增到128位,使用由冒号分隔的十六进制数表示

  • 类型
    • 单播地址/组播地址/多播地址