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IP地址
IP介绍
概述
IP是TCP/IP协议族的核心#xff0c;IP地址是电脑在网络中的唯一标识#xff0c;全球唯一#xff08;G公网IP#xff09;。IP地址#xff08;Internet Protocol Address#xff09;是互联网协议地址#xff0c;也…关注CodingTechWork
IP地址
IP介绍
概述
IP是TCP/IP协议族的核心IP地址是电脑在网络中的唯一标识全球唯一G公网IP。IP地址Internet Protocol Address是互联网协议地址也称为网际协议地址。IP地址用来识别网络上的设备这就涉及到网络和主机两部分所以IP地址是由网络地址主机地址两部分组成。
组成
IP地址网络地址主机地址。网络地址就是网络号用来识别设备所在的网络在同一个网络中所有机器的IP地址都是包含相同的网络地址。
IP版本
IP地址有2个版本即IPv4和IPv6。IPv4地址长32位划分为4组每组8位IPv4地址个数为2^32约为43亿。IPv6地址长度为128位。
网络类型
A类地址
RFC规定A类地址网络号占用1个字节第一个字节的前一位为0。A类地址范围为1.0.0.1~126.255.255.254。A类网络共有126个0和127开头的网络地址作为保留地址使用。
B类地址
RFC规定B类地址网络号占2个字节第一个字节前二位为10。B类地址范围为128.0.0.1~191.255.255.254。B类网络共有16382个。
C类地址
RFC规定C类地址网络号占3个字节第一个字节的前三位为110。C类地址范围为192.0.0.1~223.255.255.254。C类网络共有209万多个。
D类地址
D类地址用作组播地址前4位为1110。D类地址范围为224.0.0.1~239.255.255.254。
E类地址
E类地址用作科学研究前4位为1111。E类地址范围为240.0.0.1~255.255.255.254。
特殊地址
0.0.0.0
IPv4中0.0.0.0表示无效、未知或不可用目标地址。服务器中0.0.0.0表示本机上所有IPv4地址。路由中0.0.0.0表示默认路由表示当前路由表未找到完全匹配的路由。
127.0.0.1
回环地址是指所有发往该类地址的数据报都应该被返回即数据报会被发送的主机自己接收无法传出。是回环地址{127,}中的一个地址。
255.255.255.255
255.255.255.255是一个特殊的有限广播地址即所有主机。
公网和内网
内网
内网也称为局域网。内网IP是一个家庭或者一个企业内的小范围内的局域网的IP地址。内网IP不能直接上互联网。若需要访问外网需通过路由器连接。在一定程度上内网等同于私网私有地址分类 110.0.0.0~10.255.255.255/8 2172.16.0.0~172.31.255.255/12 3192.168.0.0~192.168.255.255/16
公网
公网在一定程度上也称为外网即互联网别人能访问你你也能访问别人。公网是连接不通地区局域网或城域网设备之间通信的远程网络使用公网IP的设备可以在互联网上与其他设备互相访问。公网IP是分配给连接到互联网上的设备的地址在全球范围内唯一。公网IP无需经过路由器或交换机即可直接访问整个互联网。
核心网、骨干网、支撑网和接入网
核心网
核心网Core NetworkCN从业务层的角度划分将接入网与其他接入网连接在一起的网络。核心网主要功能是提供用户连接、对用户的管理以及对业务完成承载。
骨干网
骨干网Backbone NetworkBN也是承载网。将城市连接起来的网络。几台计算机构成局域网整个城市内的局域网都连起来构成城域网几个城域网互相连接构成骨干网。
接入网
接入网Access NetworkAN指骨干网到用户终端之间的所有设备。接入网的接入技术主要分为宽带有线接入技术和宽带无线接入技术。宽带有线接入技术如光纤接入、以太网接入等。宽带无线接入技术如无线网接入。
支撑网
支撑网Supporting NetworkSN独立于电信网络中业务网和传送网的网络。支撑网是监管业务网的网络。
类比寄快递包裹
接入网快递分公司接入所有客户的快递网络请求流量。承载网快递运输路线。网络请求流量都要走这条线路核心网快递总部负责分发快递。统筹分发流量请求到各个省市
NAT协议
介绍
NATNetwork Address Translation, NAT协议是网络地址转换将IP数据包头中的IP地址转换为另一个IP地址的过程。NAT协议用于实现私有网络访问公有网络。可隐藏并保护网络内部的计算机把内网的私有IP地址转化为公网IP地址从而使得内部网络主机可访问Internet。我们使用公网IP连接互联网时运营商可以通过NAT降本增效使多个用户共享一个公网IP然后使用内网IP上网从而节约IP地址空间。NAT主要作用就是解决IP地址紧缺问题公网IP较少我们可将多个内网IP地址通过NAT协议映射到少量的公网IP地址上。NAT使得IP协议从面向无连接变成了面向连接。因为NAT需要维护公网IP及端口和内网IP之间的映射关系。NAT会修改IP头部信息从而隐藏内外部主机真实地址。
工作原理
NAT的实现方式分为静态NAT、动态NAT和NAPT。静态NAT方式一个内部主机唯一占用一个公网IP静态配置路由器私有地址和公有地址之间的关系是一对一。动态NAT方式私有地址需要访问外部网络时NAT会通过公有地址池临时分配一个未使用的地址给内部主机当该主机不访问外部网络时就回收分配的地址。NAPT方式NAT通过更改源端口号进行多对1的映射。示例将内网IP1~IP5映射到公网IP6上则IP1:port1映射到IP6:port1IP2:port1映射到IP6:port2以此内推IP5:iport1映射到IP6:port6。
静态NAT 动态NAT NAPT方式 DHCP协议
介绍
DHCPDynamic Host Configuration Protocol动态主机配置及协议是一个局域网的网络协议用于给内网机器分配IP地址的协议。DHCP采用C/S架构DHCP使用UDP协议工作统一使用IANA分配的67服务器端和68客户端端口。DHCP作用常用于局域网中集中管理和分配IP地址使客户端可动态获取IP地址、子网掩码、IP网关、DNS地址等信息。DHCP通过”租约表“实现动态分配IP地址的功能实现IP地址的时分复用可解决IP地址资源短缺的问题。DHCP服务器控制一段IP地址方位DHCP客户端自动获取DHCP服务器分配的IP地址和子网掩码。
地址分配方式
人工配置
网络管理员对每台具体的计算机设备分配一个特定的IP地址。当客户端请求分配时DHCP服务器就将手动配置的IP地址分配给客户端。
自动配置
DHCP服务器为第一次连接网络的计算机设备分配一个永久的IP地址。DHCP客户端第一次成功从DHCP服务器端分配到一个IP地址后就一直使用这个IP地址。
动态配置
一定时间期限内将IP地址租给计算机设备。客户端第一次从DHCP服务器分配到IP地址后只是暂时在租约期限内使用该地址使用完毕后DHCP客户端会释放该IP地址。租约时间过期后DHCP客户端需续租或停用该IP地址。
工作原理
DHCP客户端向局域网中所有DHCP服务器发送DHCP discovery消息请求DHCP服务器分配IP地址。局域网所有DHCP服务器收到请求后向客户端回复DHCP offer并且为客户端分配IP地址。DHCP客户端选择第一台DHCP服务器回复的IP地址并发送DHCP request消息向所有DHCP服务器通知它所选择的DHCP及被分配的IP地址。该request的作用一方面告诉被选中的DHCP服务器要使用他分配的IP地址了另一方面可以告诉其他没有被选中的DHCP服务器尽快回收未被使用的IP地址被选中的DHCP服务器收到客户端的DHCP request消息后给DHCP客户端发送一个DHCP ACK消息告诉DHCP客户端该IP可正常使用。DHCP客户端收到选中的DHCP服务器的DHCP ACK消息后将该IP地址与自己的MAC地址进行绑定。
