計算機網路網際層簡介

網際協議ip是tcp/ip體系中兩個最主要的協議之一。也是最重要的網際網路標準協議之一。

沒有一種單一的網路能夠適應所有使用者的需求。

從一般的概念上來講，將網路互相連線起來要使用一些中間裝置。根據中間裝置所在的層次，可以有四種中間裝置：

（1）物理層使用的**器

（2）資料鏈路層使用的網橋或橋接器

（3）網路層使用的路由器

（4）網路層以上使用的閘道器

當中間裝置是**器或是網橋時，僅僅將網路擴大，而從網路層的角度看，仍然是乙個網路，並不稱之為網路互連。

互連起來的各種物理網路的異構性本來是客觀存在的，但是我們利用ip協議就可以使這些效能各異的網路在網路層上看起來好像是乙個統一的網路。使用ip協議的虛擬互連網路可以簡稱為ip網。使用ip網的好處是：當ip網上的主機進行通訊時，就好像在乙個單個網路上通訊一樣，它們看不見互連的各網路的具體異構細節。

在tcp/ip體系中，ip位址是乙個最基本的概念。

整個網際網路就是乙個單一的、抽象的網路。ip位址就是給網際網路上的每乙個主機（或路由器）的每乙個介面分配乙個在全世界範圍是唯一的32位識別符號。

ip位址的編址方法共經過了三個歷史階段：

（1）分類的ip位址（2023年）

（2）子網的劃分（2023年）

（3）構成超網（2023年）

將ip位址劃分為若干個固定類，每一類位址都由兩個固定長度的字段組成，其中第乙個欄位為網路號，標識主機所在的網路，在整個網際網路範圍內必須唯一。第二個是主機號，標識該主機（或路由器），在所在網路內必須唯一。由此可見ip位址在整個網際網路範圍內是唯一的。

ip位址 ::=

其中a、b、c三類為單播位址，d類用於組播，e類留以後用（2023年的以後，此圖中有誤，e類位址僅規定前四位為1）。

從ip位址結構來看，ip位址並不僅僅指明乙個主機，而且還指明了主機所連線到的網路。

a類位址的網路號字段佔1個位元組，只有7位可用，可以指派的網路數為126個。由於ip位址中全0表示「this」。網路號全0表示為「本網路」，網路號位127保留作為本地軟體環迴測試本主機的程序之間通訊使用。這就是為什麼為126個的原因。

c類位址的網路號佔24位（3個位元組），所以主機號僅佔據1個位元組，可以指派253個主機。由於ip位址中，全0的主機號字段表示該ip位址是「本主機」所連線到的單個網路位址，而全1表示所有的，因此全1的主機號表示該網路上的所有主機。

ip位址有以下特點：

（1）每個ip位址都由網路號和主機號組成。 ip位址是一種分等級的位址結構。（便於ip位址管理機構分配ip位址，節省路由器查表時間）

（2）實際上ip位址是標誌乙個主機（或路由器）和一條鏈路的介面。（注：路由器至少有兩個ip位址）

（3）按照網際網路的觀點，乙個網路是指具有相同網路號的主機的集合，因此用**器或網橋連線起來的若干個區域網仍為同乙個網路。

（4）在ip位址中，所有分配到的網路號的網路都是平等的。

從層次角度看，實體地址是資料鏈路層和物理層使用的位址，而ip位址是網路層和以上各層使用的位址，是一種邏輯位址。

在ip層抽象的網際網路上只能看到ip資料報。

路由器只根據目的站的ip位址的網路號進行路由選擇。

在區域網的鏈路層，只能看見mac幀。

ip層抽象的網際網路卻遮蔽了下層這些很複雜的細節。只要在網路層上討論問題，就能夠使用統一的、抽象的ip位址研究主機和主機或路由器之間的通訊。

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