IP地址，默认网关，子网掩码，Mac地址详解

                                                   IP地址，默认网关，子网掩码，Mac地址详解

1.Mac地址（硬件地址）：物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，放在MAC数据帧的首部。常常是固定的，生产出来后就具有唯一的地址。

2.IP地址：IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。放在IP数据报的首部。而IP数据报可以封装在MAC帧中，IP地址能与Mac地址相互解析，所以能通过IP地址进行通信。

A类地址：1——126          0是保留地址，127保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用，网络号为127的地址不是一个网络地址       最大主机数2^24-2   0（网络地址）,1（该网络上所有主机）           占整个IP地址空间50%

B类地址：128.1——191.255    128.0该网路地址不指派，最大主机数2^16-2    0,1主机号去掉，理由同上      占整个IP地址空间25%

C类地址：192.0.1——223.255.255     192.0.0不指派    最大主机数2^8-2    0,1去掉，理由同上   占整个IP地址空间的12.5%

每个类都保留一些地址做私有地址，即长所的内网地址：1.0.0.0/8       172.16.0.0/16-172.31.0.0/16           192.168.0.0/16 ,这类地址可以随便使用没有任何限制，除此外都为公网地址，内网地址不能直接访问internet需要通过NAT技术将内网地址翻译成公网地址

由于

1.一个A类地址或B类地址可连接的主机数众多，由于网络或实际原因，常常造成地址空间的浪费；

2.给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大使网络性能变坏。因为每一个路由器都应当能够从路由表查出如何到达下一个网络的路由器，因网络数越多，路由表的项目越多，造成成本和性能下降；

3.两级IP地址不够灵活，单位要在其他地方开通一个网络，在申请到新IP地址之前不能连接到因特网上

为解决上述问题，我们采用例三级IP地址，增加了子网号字段（划分子网）。

方法：从网络的主机号借用若干位作为子网号，这样主机号也相应减少，这样就有三层IP(网络号，子网号，主机号)

 

子网掩码：用来判断IP地址是否在同一个子网内（将IP地址与子网掩码做与运算），若在同一个子网内，主机1可直接把数据报发给主机2

当一个网络不划分子网时，就使用默认子网掩码（255.0.0.0，255.255.0.0，255.255.255.0）。

一般划分子网数越多能够连接在网络上的主机总数就越少。

B类地址子网划分举例：子网号位数为0，1，15，16时没有意义

子网号位数（借用主机号位数）                 子网掩码                子网数 （去掉全子网号全0和全1）                  每个子网主机数

2                                                             255.255.192.0                2                                                                           16382

3                                                            255.255.224.0                 6                                                                            8190

.......................

随着无分类路由选择CIDR的使用，子网号全0和全1也可以使用了。

 

划分子网的情况下，分组转发算法：

1.收到的数据报提取目的IP地址D

2.先判断是否为直接交付。对路由器直接相连的网络逐个进行检查：用每个网络的子网掩码与D与运算，看结果是否和相应的网络匹配。匹配则分组直接交付（将D转换成物理地址，把数据报封装成Mac帧发送出去）。不匹配则是间接交付，执行（3）。

3.若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报发送给指定的下一路由；否则执行（4）。

4.对路由表的每一行（目的网络地址，子网掩码，下一跳转地址），用其中的子网掩码与D与运算，结果为N，与该行的目的网络地址匹配，则把数据报传送给该行自定下一跳路由；否则执行（5）。

5.若路由表有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指定的默认路由器；否则执行（6）。

6.报告转发分组出错。

 

 默认网关：一般可以理解为默认路由。现品牌网关大都使用192.168.1.1了（这是对内ip）,路由器对外通信通过NAT技术将私有IP转化为外网IP。