[科普中国]-地址字段

IP地址字段地址类型

IP是Internet Protocol（国际互联网协议）的缩写。各主机间要进行信息传递必须要知道对方的IP地址。每个IP地址长度为32位（bit），分4段，每段8位（1个字节），常用十进制数字表示，每段数字范围为1～254，段与段之间用小数点分隔。每个字节（段）也可以用十六进制或二进制表示。每个IP地址包括两个ID（标识码），即网络ID和宿主机ID。同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络ID，网络上的一个主机（工作站、服务器和路由器等）对应有一个主机ID。这样把IP地址的4个字节划分为2个部分，一部分用来标明具体的网络段，即网络ID；另一部分用来标明具体的节点，即宿主机ID。这样的32位地址又分为五类分别对应于A类、B类、C类、D类和E类IP地址。

现在的IP网络使用32位地址，以点分十进制表示，如172.16.0.0。地址格式为：IP地址=网络地址+主机地址 或 IP地址=主机地址+子网地址+主机地址。

最初设计互联网络时，为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机ID与其对应。IP地址根据网络ID的不同分为5种类型，A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。

1． A类IP地址 一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”， 地址范围从1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机。

2． B类IP地址 一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机 。

3． C类IP地址 一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。

4． D类地址用于多点广播（Multicast）。 D类IP地址第一个字节以“lll0”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。

5． E类IP地址 以“llll0”开始，为将来使用保留。 全零（“0．0．0．0”）地址对应于当前主机。全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址。

在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：

A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255

B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255

C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255

代表意义Internet的地址是适合大网和小网的，它们被确定为32位但有三种类型。地址是自定义的，它的最高位定义地址的类型。A类地址支持多个主机在一个网：最高位为0，跟随有7bit网络部份和24bii主机部份。在B类地址，最高位是非0，跟随有14bit网络号和16bit主机号。C类地址以110开始，跟随有2lbit网络号和8bit主机号。按常规，Internet地址由加点的字符给出。地址由四部份10进制数组成，用点作分隔。例如，10．0，0．51和128.10.2.1分别是A类和B类的Internet地址。1

每个ip数据包都包含有一个头部和一个正文部分，其中头部又包含一个20字节的定长部分和一个可选的变长部分。数据包头部的传输采用big-endian字节序。头部20字节分别记录有版本(version)(占用4个bit位， IHL(头部长度，以字为单位，至少为5，最大为15，即可限制头部长度为60字节，因此可选项最多为40字节)(4bit位)，接下来是服务类型(type of service)一共6个bit位，从左到右依次为一个3位的precedence域和3个标志D，T，R(延迟，吞吐量，可靠性) 接 下来空2位之后是总长度，占一个字节，最大长度为65535字节。标志(Identification)的用途是让目标主机确定一个新的数据段属于哪个数据，同一个数据报的分段有相同的标志值。

接下来是一个空的bit位，后面是2个1位域，DF表示不分段，而MF表示更多的分段，除最后一个分段外其他所有分段都要设这一位。因为接收方可以知道一个数据报的所由分段都已经到达了。

然后是分段偏移，这里他有13位，所以每个数据报最多有8192个分段，因此最大数据报长度为65536字节，比total length还大一个字节。

TTL域，是一个限制分组生存期的计数器。计数时间为秒，一共占8位，所以最大生存期为255秒。当他递减到0时，路由器给源主机发送一个警告分组，原分组被丢弃。这样可以避免数据报长时间存在网络。

接下来的8位是协议类型，可能是tcp或者udp或者其他。

接下来的2个字节是头部校验和域，当数据到达时，所由的16位累加起来，再取结果的补码，其结果应该为0。

接下来是32位的源地址和32位的目标地址。

接下来是40字节的选项部分。

MAC地址字段MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址，也叫硬件地址，长度是48比特（6字节），由16进制的数字组成，分为前24位和后24位：

前24位叫做组织唯一标志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家。

后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。2

MAC地址对应于OSI参考模型的第二层数据链路层，工作在数据链路层的交换机维护着计算机MAC地址和自身端口的数据库，交换机根据收到的数据帧中的“目的MAC地址”字段来转发数据帧。

其中第1字节的第8Bit标识这个地址是组播地址还是单播地址。这是由以太网的传输协议高字节先传，但每一字节内低位先传的特性所决定的。

网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。

也就是说，在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机的，它一定是全球唯一的。比如，著名的以太网卡，其物理地址是48bit（比特位）的整数，如：44-45-53-54-00-00,以机器可读的方式存入主机接口中。以太网地址管理机构(除了管这个外还管别的)（IEEE）（IEEE：电气和电子工程师协会）将以太网地址，也就是48比特的不同组合，分为若干独立的连续地址组，生产以太网网卡的厂家就购买其中一组，具体生产时，逐个将唯一地址赋予以太网卡。

形象地说，MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。