一、网络层的相关概念

1.网络层的功能

(1)TCP/IP模型的第三层是网络层，数据在这个层上被分解为“数据包”。

(2)网络层的主要功能是根据路由信息完成数据报文的转发(不同网段)。

2.运行在网络层的协议

?IP(InternetProtocol)协议：负责网络层寻址、路由选择、分段及包重组。

?地址解析协议(ARP，AddressResolutionProtocol)：负责把网络层地址解析成物理地址，比如MAC地址。

?逆向地址解析协议(RARP，ReverseARP)：负责把硬件地址解析成网络层地址。

?Internet控制消息协议(ICMP，InternetControlMessageProtocol)：负责提供诊断功能，报告由于IP数据包投递失败而导致的错误。

?Internet组管理协议(IGMP，InternetGroupManagementProtocol)：负责管理IP组播组。

二、IP地址的概念

1.IP地址

Internet上基于TCP/IP的网络中每台设备既有逻辑地址(IP地址)，也有物理地址(MAC地址)。IP地址是独立于数据链路层的，IP地址的分配是基于网络拓扑。

2.IP地址的结构

?IP地址是32位的二进制数。每个IP地址被分为两部分，网络ID和主机ID。

?网络ID(又称为网络地址、网络号)，用来在TCP/IP网络中，标识某个网段。

?主机ID(又称为主机地址、主机号)，标识网段内的一个TCP/IP节点

3.IP地址的表示方法

在计算机内部，IP地址是用二进制数表示的，共32bit。，

如：11000000101010000000010101111011，为方便记忆，用点分十进制表示IP地址。如：192.168.5.123。

4.IP地址分类

为了更好的管理和使用这些资源，InterNIC将IP地址资源划分为5类：A类、B类、C类、D类、E类。

(1)A类IP地址

A类IP地址的最高位是设为“0”。

接下来的7位表示网络ID，剩下的24位表示主机ID;如果用十进制表示，A类地址的网络地址在1-126之间(0和127留作它用)，如：10.1.1.1、126.1.1.1就是A类地址

(2)B类IP地址

B类IP地址的前两位设为“10”，接下来的14位表示网络ID，剩下的16位表示主机ID;如果用十进制表示，B类地址的第一个字节在128-191之间，如：172.168.1.1就是B类地址。

(3)C类IP地址

C类IP地址的前3位设为“110”。接下来的21位表示网络ID，剩下的8位表示主机ID;如果用十进制表示，就是C类地址的第一个字节在192-223之间，如：192.168.123.7、202.14.16.11就是C类地址。

(4)D类IP地址

D类地址以“1110”开头，说明第一个字节从224-239;D类地址用于组播目的，你可以通过组播地址将数据发送给多个主机。

(5)E类地址

E类地址最高四位以“1111”开头，代表的第一个字节在240-254之间;E类地址并不分配给用户使用，而是一个实验性地址，用于科学研究。

6.特殊用途IP地址

IP地址的主机ID不能设成“全部为0”或“全部为1”。当IP地址中的主机ID中的所有位都设置为“0”时，它表示为一个网络;当IP地址中的主机ID中的所有位都设置为“1”时，它表示广播地址。如：168.123.255.255或202.114.26.255。

7.可分配给主机使用的IP地址

(1)计算每一个网段可用主机地址：假定这个网段的主机部分位数为n，那么可用的主机地址个数为2n-2个。

(2)C类网段192.168.1.0，有8个主机位，共有28=256个IP地址，去掉一个网络地址192.168.1.0，一个广播地址192.168.1.255，共有254个可用主机地址。