關於IP地址

打開我們的電腦,在開始界面的搜索框裡輸入cmd,可以進入命令行窗口。在命令行窗口中,鍵入ipconfig,按回車鍵,顯示如下內容:

關於IP地址

實驗機的IP相關信息

可以看到,有IPv6地址240e:92:f049:e485:c192:ab52:69b7:94db,也有IPv4地址192.168.43.5

IP使用三部分尋址模式:符號名邏輯數字地址物理數字地址

①符號名(symbolic name),是人類可讀的名稱,具有特定的格式,比如www.toutiao.com,該名稱也被叫作域名(Domain name)。要使域名是有效的,其必須對應於至少一個唯一數字IP地址(numeric IP address)

域名不僅僅指向數字地址,並且大多數人也是用域名來記憶和識別Internet上或是自己的網絡上的特定主機。

②對於

IPv4地址,比如上面提到的192.168.43.5,192.168.43.5被稱為邏輯數字地址。IPv4的邏輯數字地址是由一組4個數字組成,各個數字之間用圓點分隔開,被稱為點分十進制表示法(dotted decimal notation)

IPv4的一組4個數字,每一個數字的範圍為0~255,換成二進制表示就是0~11111111。這樣,十進制下每一個數字的範圍,就是二進制下八位字符串能夠表示的最小值和最大值。在TCP/IP中,八位字符串一般被稱為八字節(Ocet)

將整個IPv4的邏輯數字地址的4個十進制數字全部換成二進制數字,每個數字由八位字符串表示,一個IPv4地址一共有32個位

192.168.43.5,換成二進制表示為11000000101010000010101100000101。

對於IPv6地址,一個地址是由128個位組成,表示成一系列十六進制的值。地址分成

8個分組,稱為字(word),每個分組有4個字符,每個分組(字)之間用冒號分隔開。如果地址中的分組(字)只有0,就把連續幾個0忽略,只保留分隔符。

舉個例子,比如地址21da:00d3:0000:2f3b:02aa:00ff:fe28:9c5a,就可以改寫作21da:d3:0:2f3b:2aa:ff:fe28:9c5a,其中21da就是這個IPv6地址的一個分組,或者也可以叫作字,轉換成二進制就是一連串的一共128位數字。

任何一個數字IP地址,在ISO/OSI網絡參考模型的網絡層都發揮著重要作用,將一組唯一的數字分配給網絡上的每一個網卡

③物理數字地址,是一個6字節的數字地址,由網卡製造商固化到固件(芯片)上。在Windows系統的命令行窗口輸入ipconfig /all,可顯示如下內容:

關於IP地址

實驗機無線網卡的詳細信息


可以看出本機無線網卡MAC地址為74-40-BB-D0-38-F5。MAC地址,前3個字節為組織唯一標識符(OUI,organizationally unique identifier),表示所用網卡的製造商;後3個字節是另外一種唯一標識符,由製造商分配,使得網絡上任何一塊網卡都擁有一個唯一的物理數字地址(physical numeric address)


物理數字地址作用於媒體訪問控制層(Media Access Control,MAC層),該層是OSI網絡參考模型中數據鏈路層的一個子層,因此物理數字地址也叫作MAC層地址,或是MAC地址都可以。

數據鏈路層中的邏輯鏈路控制子層(Logical Link Control,LLC),其作用是讓網卡與同一物理電纜或網絡段上的其他網卡建立

點到點的連接,然後ARP協議(Address Resolution Protocol,地址解析協議)使計算機把數字IP地址轉換為MAC地址,RARP協議(Reverse Address Resolution Protocol,反向地址解析協議)用於將MAC層地址轉換為IP地址。

參考網絡模型的分層特性,將MAC層地址與數據鏈路層(TCP/IP網絡訪問層)關聯,將IP地址與網絡層(TCP/IP網際層)關聯

關於IP地址

在數據鏈路層,一塊網卡發起從自身到另一塊網卡的數據幀傳輸,從而使所有的通信都發生在同一個物理或本地網絡中。其中發起的網卡被識別為發送方,另一塊網卡被識別為接收方

數據在原始發送方和最終接收方之間穿梭於中間主機中,簡單的理解是在一對一對網卡之間通信,每一個發送方和接收方都在相同的物理網絡上。

在原始發送方和最終接收方之間,絕大多數機器必須連接到多個物理網絡上,如此下來,從一塊網卡進入機器的數據從另一塊網卡流出時,就將數據從一個物理網絡移動到另一個物理網絡。

本質上講,數據在不同物理網絡之間的傳輸,是一系列網卡到網卡的連接,在數據鏈路層將數據從一個MAC地址移動到另一個MAC地址

原始發送方的地址被標示在IP數據包首部的IP源地址字段中,最終接收方的地址被標示在同一個IP數據包首部的IP目的地址字段中。在數據傳輸的過程中,儘管MAC層的地址隨著數據幀從一塊網卡移動到另一塊網卡而不斷變化,但

IP源地址和目的地址信息保持不變

IP目標地址是數據在不同物理網絡中間一連串漫長傳輸的動力,中間的傳輸被稱為跳(Hop),也是穿越路由器的數據幀


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