三分钟盘点所有IPv4地址类型

IPv4地址类型

大多数人都将广播作为通用术语使用，且大多数时候我们都能明白其含义，但并非总是如此。例如，你可能这样说：“主机通过路由器广播到DHCP服务器“ ，但这种情况根本不可能发生。你要表达的意思可能如下（使用正确的技术术语）：DHCP客户端通过广播来获取IP地址，路由器使用单播分组将该广播转发给DHCP服务器。在IPv4 中，广播非常重要，而在IPv6中，根本就不会发送广播。下面是4种IPv4地址。

第2层广播地址表示LAN中的所有节点。

广播（第3层）地址表示网络中的所有节点。

单播地址这是特定接口的地址，用于将分组发送给单个目标主机。

组播地址用于将分组传输到不同网络中的众多设备，常用一对多来形容。

（1） 第2层广播

第2层广播也叫硬件广播，它们只在当前LAN内传输，而不会穿越LAN边界（路由器）。典型的硬件地址长6B （48位），如45:AC:24:E3:60:A5。使用二进制表示时，该广播地址全为1，而使用十六进制表示时全为F，即FF:FF:FF:FF:FF:FF。

（2） 第3层广播

第3层也有广播地址。广播消息是发送给广播域中所有主机的，其目标地址的主机位都为1。

下面是一个你熟悉的例子：对于网络地址172.16.0.0255.255.0.0，其广播地址为172.16.255.255——所有主机位都为1。广播也可以是发送给所有网络中的所有主机的，例如255.255.255.255。

一种典型的广播消息是地址解析协议（ ARP）请求。假设有台主机要发送分组，且知道目的地的逻辑地址（IP）。为让分组到达目的地，主机需要将其转发给默认网关一如果 目的地位于另一个IP网络中。如果目的地位于当前网络中，源主机将把分组直接转发到目的地。由于源主机没有转发帧所需的MAC地址，它发送广播，当前广播域中的每台设备都将侦听该广播。该广播相当于在说：如果你拥有IP地址192.168.2.3，请将MAC地址告诉我。

（3） 单播地址

单播地址是分配给网络接口卡的IP地址，，在分组中用作目标地址，换句话说，它将分组传输到特定主机。DHCP 客户端请求很好地说明了单播的工作原理。

下面是一个例子： LAN中的主机发送广播（其第2层目标地址为FF:FF:FF:FF:FF:FF， 而第3层目标地址为255.255.255.255 ），在LAN中寻找DHCP服务器。路由器知道这是发送给DHCP服务器的广播，因为其目标端口号为67 （ BootP服务器），因此会将该请求转发到另一个 LAN中的DHCP服务器。因此，如果DHCP服务器的IP地址为172.16.10.1， 主机只需以广播方式发送DHCP请求（其目标地址为2525.255.255 ），路由器将修改该广播，将其目标地址改为172.16.10.1。为让路由器提供这种服务，你需要使用命令1p helper- address配置接口——这不是默认启用的服务。

（4） 组播地址

组播与其他通信类型完全不同。乍一看，它好像是单播和广播的混合体，但不是这样。组播确实支持点到多点通信，这类似于广播，但工作原理不同。组播的关键点在于，它让多个接收方能够接收消息，却不会将消息传递给广播域中的所有主机。然而，这并非默认行为，而是在配置正确的情况下，使用组播达到的。

组播这样工作：将消息或数据发送给IP组播组地址，路由器将分组的副本从每个这样的接口转发出去（这不同于广播，路由器不转发广播），给订阅了该组播的主机。这就是组播不同于广播的地方：从理论上说，组播通信只会将分组副本发送给订阅主机。从理论上说，指的是主机将收到发送给224.0.0.10的组播分组（ EIGRP分组，只有运行EIGRP协议的路由器才会读取它）。广播型LAN （以太网是一种广播型多路访问LAN技术）中的所有主机都将接收这种帧，读取其目标地址，然后马上丢弃一除非它是组播组的成员。这节省了PC的处理周期，但没有节省LAN带寬。如果不小心实现，组播有时会导致严重的LAN拥塞。

用户和应用程序可加入多个组播组。组播地址的范围为244.0.0.0~ 239.255.255.255，正如你看到的，这个地址范围位于D类IP地址空间内。

（5） 考试· 要点

区分DoD和OSI网络模型。DoD模型是OSI模型的简化版，包含4层而不是7层，但与OSI模型的相似之处在于，它也可用于描述分组的创建以及设备和协议对应的层。

识别进程/应用层协议。Telnet 是一个终端模拟程序，让你能够登录到远程主机并运行程序。文件传输协议（FTP）是一种面向连接的服务，让你能够传输文件。简单FTP （TFTP）是一种无连接的文件传输程序。简单邮件传输协议（ SMTP）是一个发送电子邮件的程序。

识别主机到主机层协议。传输控制协议（ TCP ）是一种面向连接的协议，通过使用确认和流量控制提供可靠的网络服务。用户数据报协议（UDP）是一种无连接协议，其开销低，被视为不可靠协议。

识别因特网层协议。因特网协议（IP）是一种无连接的协议，提供网络地址以及在互联网络中进行路由选择的功能。地址解析协议（ ARP ）根据IP地址获悉硬件地址。逆向ARP （ RARP ）根据硬件地址获悉IP地址。因特网控制消息协议（ ICMP ）提供诊断消息和目标不可达消息。

描述DNS和DHCP在网络中的功能。动态主机配置协议（ DHCP ）给主机提供网络配置信息（包括IP地址），可避免管理员进行手工配置。域名服务（ DNS ）将解析主机名（包括诸如www.routersim.com等因特网名称以及诸如WorkstaTIon 2等设备名），让你无需知道设备的IP地址就能连接到它。

指出面向连接通信中TCP报头的内容。TCP报头中的字段包括源端口、目标端口、序列号、确认号、报头长度、保留字段（保留供以后使用）、编码位窗口大小、校验和、紧急指针、选项和数据字段。

指出无连接通信中UDP报头的内容。UDP报头只包含字段源端口、目标端口、长度、校验和和数据。相对于TCP报头，其字段更少了，但代价是不提供TCP的高级功能。

指出IP报头的内容。IP 报头中的字段包括版本、报头长度、优先级和服务类型、总长度、标识、标志、分段偏移、存活时间、协议、报头校验和、源IP地址、目标IP地址、选项和数据。

比较UDP和TCP的特征。TCP是面向连接的，进行确认和排序，支持流量和错误控制，而UDP是无连接的，不进行确认和排序，不提供错误和流量控制功能。

理解端口号的作用。端口号用于标识在传输中使用的协议或服务。

描述ICMP的作用。因特网控制消息协议（ ICMP ）运行在网络层，被IP用于获得众多不同的服务。ICMP是一种管理协议，向IP提供消息收发服务。

描述A类IP地址的范围。A类网络地址范围为1~ 126。默认情况下，A类地址的前8位为网络

描述B类IP地址的范围。B类网络地址范围为128~ 191。默认情况下，B类地址的前16位为网

络地址，余下的16位为主机地址。

描述C类IP地址的范围。C类网络地址范围为192 ~ 223。默认情况下，C类地址的前24位为网络地址，余下的8位为主机地址。

描述私有IP地址的范围。

A类私有地址范围为10.0.0.0~ 10.255.255.255。

B类私有地址范围为172.16.0.0~ 172.31.255.255。

C类私有地址范围为192.168.0.0~ 192.168.255.255

区分广播地址、单播地址和组播地址。广播地址表示子网中的所有设备，单播地址表示单台设备，而组播：地址表示部分设备。