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网际协议IP

一、IP地址

1、分类的IP地址

IP地址::={<网络号>,<主机号>}

网际协议IP,# 网络层,tcp/ip,网络,网络协议

2、无分类编址CIDR

IP地址::={<网络前缀>,<主机号>}

（1）网络前缀

与分类IP最大的区别就是网络前缀的位数n是不固定的，可以是0~32位。

采用斜线标记法，“/”后面的是网络前缀的位数。111.112.113.1/20，表示前20位为网络前缀，后12位为主机号。

（2）地址块

CIDR把网络前缀都相同的所有连续IP地址组成一个CIDR地址块。

一个大的地址块往往包含很多小的地址块，所以在路由器的转发表中利用一个大的地址代替许多小的地址，这种方法称为路由聚合。这样就能大大压缩转发表的空间，减少了查找转发表的时间。

（3）地址掩码

我们人类可以通过斜线标记法快速计算出网络前缀，这种斜线标记在计算机中是没有的，而是通过地址掩码来计算的。

子网掩码是一串连续的1和0组成，CIDR记法中斜线后面的数字即为1的个数。

111.112.113.1/20 AND 255.255.240.0 =>111.112.112.0/20

二、地址解析协议ARP

我们知道IP地址是网路层和上层使用的地址，是一种逻辑地址，而MAC地址是数据链路层使用的地址。IP地址放在IP数据报的首部，IP数据报在数据链路层被封装成帧，而MAC地址则放在MAC帧的首部，所以数据链路层是看不见数据报的IP地址的，是依靠MAC地址传送的。所以在数据链路层怎样知道目的地址的MAC地址呢？

ARP在主机的ARP高速缓存中存放一个本局域网上的各主机和路由器的IP地址到MAC地址的映射表，并且经常动态更新。

例如在某个局域网，A向B发送数据报，首先在ARP高速缓存中查找B的IP地址，如有则将其对应的MAC地址写入MAC帧然后发送到该MAC地址。

如果找不到呢？

（1）A的ARP进程在本局域网上广播一个ARP请求分组，其中包含A的IP地址和MAC地址。

（2）本局域网上的所有主机都能收到该分组。

（3）主机B的IP地址与ARP请求分组中要查询的IP地址一致，则收下该分组，其他主机都不会理睬这个分组。B向A单播ARP响应分组，其中包含B的MAC地址。（为了避免B向A发送ARP请求分组，减少网络通信量，B在收到A的请求分组后，也会将A的映射信息写入自己的高速缓存）。

（4）A收到响应分组后就在其ARP高速缓存中写入主机B的IP到MAC地址的映射。

ARP对保存在高速缓存中的映射项都设置生存时间，凡超过生存时间的项目就从告诉缓存中删掉。这样就能避免因某主机网络适配器损坏导致MAC地址失效，而无法被别的主机找到的问题。