网络基础

     在领域中，网络就是用物理链路将各个孤立的或相连在一起，组成，从而达到和通信的目的。凡将不同，并具有独立功能的多个通过通信设备和线路而连接起来，且以功能完善的网络软件（、信息交换方式及等）实现的系统。
    MAC(Media Access Control)地址，或称为 MAC位址、硬件位址，用来定义的位置。在OSI模型中，第三层负责 ，第二层数据链路层则负责 MAC位址。因此一个主机会有一个IP地址，而每个会有一个专属于它的MAC位址。
    IP地址是一个32位二进制数的地址,由4个8组成，每个字段之间用点号隔开,用于标识TCP/IP宿。每个IP地址都包含两部分:网络ID和ID。
    静态IP与动态IP
  IP地址是一个32位二进制数的地址，理论上讲,2013 有大约60亿（2的32次方）个可能的地址组合，这似乎是一个很大的。实际上，根据网络ID和ID的不同位数规则，可以将IP地址分为A（7位网络ID和24位主机ID）、B（14位网络ID和16位主机ID）、C（21位网络ID和8位主机ID）三类，由于历史原因和技术发展的差异，A类地址和B类地址几乎分配殆尽，。对于一个设立了服务的组织机构，由于其对外开放了诸如WWW、FTP、等访问服务，通常要对外公布一个固定的IP地址，以方便用户访问。当然，数字IP不便记忆和识别，人们更习惯于通过域名来访问，而域名实际上仍然需要被（）翻译为IP地址。用户可以方便地记忆，而对于大多数的用户，由于其上网时间和空间的离散性，为每个用户分配一个固定的IP地址（静态IP）是非常不可取的，这将造成IP地址资源的极大浪费。因此这些用户通常会在每次拨通ISP的后，自动获得一个动态的IP地址，该地址当然不是任意的，而是该ISP申请的网络和主机ID的合法区间中的某个地址。任意两次连接时的IP地址很可能不同，但是在每次连接时间内IP地址不变。
    子网掩码(subnet mask)又叫、、子网络遮罩，它是一种用来指明一个的哪些位标识的是所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成和两部分。
      因为一个网络地址可以根据逻辑分配给任意一个网络设备，所以又叫逻辑地址。网络地址通常可分成网络号和主机号两部分，用于标识网络和该网络中的设备。采用不同网络层协议，网络地址的描述是不同的。则用32位二进制来表示，一般就叫做IP地址。MAC地址用于网络通信，网络地址是用于确定网络设备位置的逻辑地址。

MAC地址,处于.

,处于.

端口号,处于.

网络要素
1、和通信设备
2、有独立功能的计算机
3、网络软件的支持
4、实现数据通信与资源共享

MAC地址与IP地址区别
IP地址和MAC地址相同点是它们都唯一，不同的特点主要有：     1. 对于网络上的某一设备，如一台计算机或一台路由器，其IP地址可变（但必须唯一），而MAC地址不可变。我们可以根据需要给一台主机指定任意的IP地址，如我们可以给局域网上的某台计算机分配IP地址为192.168.0.112 ，也可以将它改成192.168.0.200。而任一网络设备（如网卡，路由器）一旦生产出来以后，其MAC地址永远唯一且不能由用户改变。     2. 长度不同。IP地址为32位，MAC地址为48位。     3. 分配依据不同。IP地址的分配是基于网络拓朴，MAC地址的分配是基于制造商。     4. 寻址协议层不同。IP地址应用于OSI第三层，即网络层，而MAC地址应用在OSI第二层，即数据链路层。 数据链路层协议可以使数据从一个节点传递到相同链路的另一个节点上（通过MAC地址），而网络层协议使数据可以从一个网络传递到另一个网络上（ARP根据目的IP地址，找到中间节点的MAC地址，通过中间节点传送，从而最终到达目的网络）。

IPV4与IPV6

1、IPv4地址

因特网使用的地址都是IPv4地址，32比特，通常用4个数表示。为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP的设计者将IP地址空间划分为几个不同的地址类别，地址类别的划分就针对于不同大小规模的网络。

A类网：网络号为1个字节，定义最高比特为0，余下7比特为网络号，号则有24比特。用于超大型的网络，每个网络有16777216（2^24）台（边缘号码如全“0”或全“1”的主机有特殊含义，这里没有考虑）。全世界总共有128（2^7）个A类网络，早已被瓜分完了。

B类网：网络号为2字节，定义最高比特为10，余下14比特为网络号，主机号则可有16比特。B类网是中型规模的网络，总共有16384（2^14）个网络，每个网络有65536（2^16）台主机（同样忽略边缘号码），也已经被瓜分完了。

C类网：网络号为3字节，定义最高三比特为110，余下21比特为网络号，主机号仅有8比特。C类地址适用的就是较小规模的网络了，总共有2097152（2^21）个网络号码，每个网络有256（2^8）台主机（同样忽略边缘号码）。

D类网：不分网络号和主机号，定义最高四比特为1110，表示一个，即多目的地传输，可用来识别一组主机。

如何识别一个IP地址的属性？只需从点分法的最左一个十进制数就可以判断其归属。例如，1～126属A类地址，128～191属B类地址，192～223属C类地址，224～239属D类地址。除了以上四类地址外，还有E类地址，但暂未使用。

对于因特网IP地址中有特定的专用地址不作分配：

（1）全为“0”。不论哪一类网络，全为“0”表示指向本网，常用在中。

（2）全为“1”。全为“1”表示，向特定的所在网上的所有主机发送。

（3）四字节32比特全为“1”。若IP地址4字节32比特全为“1”，表示仅在本网内进行广播发送。

（4）网络号127。TCP/IP协议规定网络号127不可用于任何网络。其中有一个特别地址：127．0．0．1称之为（），它将信息通过自身的接口发送后返回，可用来测试端口状态。

2、IPv6地址

IPv6地址的长度为128位，也就是说可以有2的128次方的IP地址，相当于10的后面有38个零；如此庞大的，足以保证地球上每个人拥有一个或多个IP地址。

（1）IPv6地址类型

在RFC1884中指出了三种类型的IPv6地址，他们分别占用不同的：

* 单点传送：这种类型的地址是单个接口的地址。发送到一个单点传送地址的信息包只会送到地址为这个地址的接口。

* 任意点传送：这种类型的地址是一组接口的地址，发送到一个任意点传送地址的信息包只会发送到这组地址中的一个（根据距离的远近来选择）

* 多点传送：这种类型的地址是一组接口的地址，发送到一个多点传送地址的信息包会发送到属于这个组的全部接口。

（2）IPv6地址表示

对于128位的地址，考虑到IPv6地址的长度是原来的四倍，RFC1884规定的标准语法建议把IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，例如：3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39

希望手动管理IPv6地址的难度太大了，DHCP和DNS的必要性在这里显得更加明显。为了简化IPv6的地址表示，只要保证数值不变，就可以将前面的0省略。

比如：1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A

可以简写为：1080:0:0:0:8:800:200C:417A

另外，还规定可以用符号::表示一系列的0。那么上面的地址又可以简化为：1080::8:800:200C:417A

IPv6地址的前缀（FP, Format Prefix）的表示和IPv4地址前缀在CIDR中的表示方法类似。比如 0020:0250:f002::/48表示一个前缀为48位的网络地址空间。

（3）IPv6地址分配

1881规定，IPv6的管理必须符合Internet团体的利益，必须是通过一个中心权威机构来分配。这个权威机构就是IANA（Internet Assigned Numbers Authority，Internet分配号码权威机构）。 IANA会根据IAB（Internet Architecture Board）和IEGS的建议来进行IPv6地址的分配。

已经委派以下三个地方组织来执行IPv6地址分配的任务：

*的RIPE-NCC

*的

* 亚的APNIC