TCP/IP学习笔记(二)

IP协议

IP相当于OSI参考模型中的网络层。主要作用是实现终端节点之间的通信。数据链路层的主要作用是在同一种互联的数据链路中进行包传递。如果需要跨越多种数据链路，就需要网络层的协助。
IP协议的三大模块
1.IP寻址 2.路由 3.IP分包和组包
IP地址
用于连接到网络中所有主机中识别出进行通信的目标地址。所以在TCP/IP中所有的主机或路由器都必须设定自己的IP，而网桥或交换集线器不需要自己的IP，因为他们只负责简单的将比特流转发。
路由控制
是指将分组数据发送到最终目标地址的功能，即使网络非常复杂，也可以通过路由控制确定到达目标地址的通路。
路由控制表（路由择域信息库）
为了将数据包发送到目标主机，所有主机都维护着一张路由控制表，该表记录了IP数据下一步应该发给那个路由器。路由控制表存储在路由器或联网计算机上。
IP链路的抽象化
IP实现了多个数据链路之间的的通信协议。不同的数据链路有各自的特点。需要对不同的数据链路进行抽象化。不同的数据链路的最大传输单位往往不同。为了解决这个问题IP协议对链路进行了抽象化，屏蔽了链路的差异。
IP是面向无连接型
在发送IP数据包之前，不需要建立对端目标之间的连接。其优点在于简化了协议，提高了速度。
IP地址
1.IP地址由32位整数来表示。
2.IP地址由网络标识（地址）和主机标识（主机地址）两部分组成。
3.网络标识在数据链路中的每个端配置不同的值。网络标识必须保证互相连接的每个端的地址不相重复。
4.同一个网段中的地址也必须保证主机标识不相重复。

5.IP地址非位四个级别。分为A类、B类、C类、D类。根据ip地址的二进制前4位区别IP地址的级别，从而区分网络标识和主机标识。

广播地址
广播地址用于在统一个链路中互相连接的主机之间发送数据。把主机地址部分全部设置位1，就成为了广播地址。
子网与子网掩码
子网掩码的作用就是将区分IP地址的网络标识和主机标识
划分子网的方法

例子：下面我们分析子网掩码255.255.255.252是怎么划分子网的。将该子网掩码转换成二进制为30个1和2个0，表示每个子网中只有4个IP地址（2的2次方），192.168.1.0-255的地址段共可划分64个子网，第一个子网的地址范围是192.168.1.0-192.168.1.3，第二个子网的地址范围是192.168.1.4-192.168.1.7，依次类推。其中每个子网第一个和最后一个IP地址不可用，可用的只有2个IP地址。也就是说：如果子网掩码设置为255.255.255.252，那么该子网只能容纳两台电脑，而且这两台电脑的IP必须在一个子网内才能正常联网，例如一台电脑的IP设为192.168.1.10，另外一台电脑的IP必须设置为192.168.1.9。

例题：
。。某个小型公司有四个部门：行政、研发、营销、售后，每个部门各40台计算机接入公司局域网交换机，如果要在192.168.1.0网段为每个部门划分子网，子网掩码应该怎么设置，每个子网的地址范围分别是什么？

192.168.1.0网段共256个地址，划分4个子网，每个子网需要64个地址；64是2的6次方，子网掩码应该以6个0结尾，剩下的用1补齐，由26个1和6个0组成，转换成十进制是255.255.255.192；每个子网共64个IP地址，掐头去尾后可用地址只有62个，第1个子网的可用IP地址范围是：192.168.1.1-62，第2个子网可用IP地址范围是192.168.1.65-126，第1个子网的可用IP地址范围是：192.168.1.129-190，第2个子网可用IP地址范围是192.168.1.193-254；该公司各部门计算机按照3中的IP地址范围进行设置，所有计算机的子网掩码都必须设置为255.255.255.192，设置完毕后各部门内的计算机能正常联网，不同部门间的计算机无法直接联通。

引用的原文

CIDR（无类型域间选路）
采用任意长度来分割IP地址的网络标识和主机标识。BGP（边际网关协议）对应了CIDR协议。所以不受IP地址的类型限制来分配。
全局地址和私有地址
全局地址必须保证不能重复，私有地址保证在同一个域中不重复即可。
几种路由
1.默认路由，一般标记为0.0.0.0/0或default。并没有标识IP地址
2.主机路由，IP地址/32；IP地址中的所有位都参与路由。
3.环回路由，使用IP：172.0.0.1作环回路由，使用其IP数据包不会流向网络
路由控制表的聚合
利用网络地址对的比特分布，进行分层管理。减小路由表的大小，提高性能。
IP报文的分片和重组
IP数据包的传递会跨越多种数据链路，每种数据链路的最大传输单元都不尽相同。所有当路由器觉得有必要的时候，会对IP数据包进行分片。但路由器并不会重组，重组工作会在目标主机上进行。一个分片的丢失，都会导致整个IP数据报的报废。同时也会增加路由器的工作量。
路径MTU发现
为了解决以上的问题。路径MTU是指，从发送端到接收端不需要分片的最大MTU。进行路径MTU发现，就可以避免在中途路由器上进行分片处理。