计算机网络-网络层地址编址

网络层分组被称为数据报。网际协议（IP）地址协议是网络层的关键协议。

ipv4地址编址、

因特网编址不仅是一个丰富多彩、微妙和有趣和主题，而且也是一个对因特网极为重要的主题。

主机与路由器接入网络，一台主机通常只有一条链路连接到网络，当主机中的IP想发送一个数据报时，它就在该链路上发送。主机与物理链路之间的边界叫做接口。路由器的任务是从链路上接收数据报并从某些其他链路转发出去，所以路由器必须有两条或更多条链路与它连接。路由器与它的任意一条链路之间的边界也叫做接口。一个路由器有多个接口，每个接口都有其链路。每台主机和路由器都能发送和接收数据报，IP要求每台主机和路由器接口都有自己的ip地址。因此，从技术上讲，一个IP地址与一个接口相关联，而不是与包括该接口的主机或路由器相关联。

每个IP地址长度为32比特（IPV4），因此总共有2^32个地址（大约40亿个）可能的IP地址。这些地址通常按照点分十进制记法书写，即192.168.10.1之类的形式。

在全球因特网中，每台主机和路由器上的每个接口都必须有一个全球唯一的IP地址（NAT后面的接口除外），然而这些地址并不能够自由的选择。一个接口的IP地址的一部分需要由其连接的子网来决定。

例如一个IP地址223.1.1.0/24，其中的 /24被称为子网掩码（network mask），指示32比特中最左则24比特定义了子网地址。任何其他要连到223.1.1.0/24网络的主机都要求其地址具有223.1.1.xxx的形式。

为了确定子网，分开主机和路由器的每个接口，产生几个隔离的网络岛，使用接口端接这些隔离的网络的端点。这些隔离的网络中的每一个都叫做一个子网。

因特网的地址分配策略被称为无类别域间路由选择（Classless Interdomain Routing，CIDR）。CIDR将将子网寻址的概念一般化了。当使用子网寻址时，32比特的IP地址被分为两部分，并且也具有点分十进制数形式a.b.c.d/x，其中x指示了地址的第一部分中的比特数。

形式为a.b.c.d/x的地址的x最高比特构成了IP地址的网络部分，并且经常被称为该地址的前缀。一个组织通常被分配一块连续的地址，即具有相同前缀的一段地址。在这种情况下，该组织内部的设备的IP地址将共享共同的前缀。

一个地址的剩余32-x比特可认为是用于区分该组织内部设备的，其中的所有设备具有相同的网络前缀。当该组织内部的路由器转发分组时，才会考虑该比特。

在CIDR被采用之前，IP地址的网络部分被限制为8，16，24比特，这是一种称为分类编址的编址方案，这是因为具有8，16，24比特子网地址的子网分别被称为A、B、C类网络。一个IP地址的网络部分正好为1、2、3字节的要求，已经在支持数量迅速增加的具有小规模或中等规模子网的组织方面出现了问题。一个C类（子网掩码为24）子网仅能容纳2 ^ 8 - 2 = 254个（其中两个地址255.255.255.255和0.0.0.0.0预留做特殊用途）主机，这对于许多组织来说太小了。然而一个B类（子网掩码为16）可以容纳2 ^ 16 - 2 = 65534个主机，这又太大了。

如果我仅需要2000个地址，我使用了24的子网掩码会造成非常多的地址浪费，因此我需要减少子网掩码的数量，经过计算2 ^ 11 - 2 = 2046个地址，可以满足要求，因此子网掩码为32 - 11 = 21位，子网掩码为255.255.248.0。假设网络地址为192.168.10.10，则子网网络段为192.168.8.0，起始地址为192.168.8.0，结束地址为192.168.15.255，广播地址为192.168.15.255。