从 IPv4 到 IPv6 过渡，无法错过这些知识点 _IPv6

理解网络模型
网络的设计大佬们想出了分层的设计,将各个功能分开,交付给不同的层,这样的好处是便于更新和维护(IPv6的到来并没有使整个网络重新设计),也便于我们的学习和理解.下面是各个版本的网络体系的结构图:

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让我们明确下各层的工作职责(以五层协议为例):

应用层,该层协议主要负责各个应用程序之间交互的规则.如HTTP,DNS,其交互的数据单元可以称为”报文”.运输层,为应用层提供通用的数据传输服务.为上层跑腿的.TCP,UDP均是运输层协议.
网络层,为网络中不同的主机提供通信服务.IP协议工作在该层.
数据链路层,负责相邻两点的数据传送.
物理层, 传输比特流, 0 或 1. 每一层将数据封装成自己能理解的数据格式,交付给下一层,下一层将收到的作为自己的数据再次添加本层的必要数据,向下交付,直到链路层,传递到目的地后,每层再将该层的必要数据去掉,交付给上层.如下图:

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理解IP协议
在理解了网络模型和各层直接的配合之后,下面进入今天的正题,网际协议(IP).
该节主要理解IP协议给我们提供的功能有哪些,说白了就是它能干嘛.

为网络中的主机(PC或路由或网关)提供身份证.
定义了网络主机的基本交流方式, 从IP数据报的格式可以看出.

为路由寻址提供方便, 从路由表结构可以看出.
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任何一个协议都可以由语法,语义和同步三部分组成.

语法,交换信息的格式,对于IP协议,就是IP报文的格式.
语义,即需要发出何种控制信息,以及接收到信息后如何响应.
同步,对事件顺序的详细说明.
也就是定义了使用IP协议进行交流的法则.

IPv4
IPv4是IP协议的第4个版本,就是我们现在使用的.下面从多个方面了解下该版本.
IP地址
网络上的主机都需要一个IP地址,这样才能知道彼此的位置.IPv4地址由32bit构成,常使用点分十进制表示(192.168.1.1).
分类
IP地址的分类就是把所有IP划分为若干类别, 每一类都由固定长度的字段组成.分别为网络号和主机号.下面是各类地址组成示意图:

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A类地址,8位网络号,第一位固定为0,可用的网络号只有126个(2^7-2),网络号从0到127. 减去2是因为:IP地址全为0表示”本网络”,保留; 网络号为127作为软件回环测试使用, 若主机发出目的地为127.0.0.1的数据时,该数据不会向任何网络上的主机发送.也就是说127开头的地址不能使用. 对于A类地址中的每一个网络号,对应的主机号有(2^24-2)个: 主机号全0表示,其网络号对应的网络地址, 全1表示所有主机的意思.
B类地址网络号为16位,但前面2位以固定为1 0.无论怎么取值,无法出现全0或全1的情况.128.0.0.0的网络是不使用的,实际使用的最小B类网络地址为128.1.0.0.所以B类的网络地址有(2^14-1)个.
C类的地址有24位的网络号,最前面的3位固定为1 1 0.192.0.0.0的网络地址也是不使用的,最小的C类地址为192.0.1.0

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总结如下: