IP 協議中最為複雜的部份應該就是定址和路由了，簡單介紹一下，定址就是如何將IP 位址分配給各個終端設備，以及如何劃分子網路；而路由就像第一篇介紹網路時一樣，路由器判斷資料的接收端是哪一個網路，並向連接該網路的路由器轉發資料，這個轉發資料的過程就叫做路由。

定址 (Addressing)

雖然定址的工作簡單講就是決定IP 位址，但它的工作內容不是單純根據IP 協議版本生成對應格式的IP 位址，其功能有地址分配、網路地址轉換(NAT)、劃分子網路、公有地址和私有地址、地址解析協議(ARP)等。

地址分配

IP 位址可分為靜態IP 位址和動態IP 位址，靜態IP 位址則是透過主機硬體/軟體的組態永久分配給設備，動態IP 位址是在每次設備加入網路時動態分配。

靜態分配

在靜態分配中，由網路管理員手動為每個連網設備分配一個固定的IP 地址，這個分配過程通常在首次連接到網路時完成，並不會自動更改。

這種方法適用於需要確保設備始終使用相同IP 地址的情況，如伺服器或網路設備。

動態主機設定協議 (DHCP)

動態主機設定協議(DHCP)是一種自動化的IP 位址分配方法，由網路中的DHCP 伺服器執行，連網設備在連接到網路時發送一個DHCP 請求，DHCP 伺服器將分配一個可用的IP 位址給設備。

DHCP 還可以為設備提供其他網路配置訊息，如子網路遮罩、預設閘道和DNS 地址。

無狀態位址自動組態 (SLAAC)

IPv6 引入的自動配置功能，其中設備可以根據網路中的路由器發送的訊息，自動分配IPv6 位址，這種方法稱為無狀態位址自動組態(Stateless Address Auto-configuration)。

SLAAC 使IPv6 設備能夠快速的連接到網路，無須依賴DHCP 伺服器。

子網路

上一篇有提到，IP 位址分為網路位址和主機位址，以前是使用分類網路區分，現在則是使用子網路；子網路劃分主要是關注如何劃分出網路位址。劃分方法主要使用子網路遮罩(Subnet Mask)或無類別域間路由(Classless Inter-Domain Routing，CIDR)。

子網路遮罩

IP 位置的網路部分和主機部分劃分的位置並非固定不變，因此需要一些方法識別IP 位址到哪個位元為止是網路部分，剩下的就是主機部分，子網路遮罩就是識別方法之一，但僅用於IPv4 中。

子網路遮罩與IPv4 位址相同，可以由32 位元二進制數字組成，以四個八位元組的形式表示，「1」表示網路部分，「0」則是主機部分，並且一定是連續的「1」和連續的「0」，不存在「1」、「0」交替出現的狀況。

路由 (Routing)

路由器負責判斷接收端IP 位址所處的網路，將資料封包從發送端不斷路由到接收端，路由的過程包含查找路由表、確定下一個路由器位置、將資料封包轉發到下一站，還會透過內部閘道協議(IGPs)和外部閘道協議(EGPs)決定如何傳送封包。

小結

TCP/IP 協議內容實在是太多了，尤其是IP 協議超級多要閱讀的內容，這我實在沒辦法整理濃縮成一篇文章了，只能簡單介紹一下，最後留幾個關鍵字給大家…

• 無類別域間路由(CIDR)
• 網路地址轉換(NAT)
• 公有地址和私有地址
• 地址解析協議(ARP)
• 反向地址解析協議(RARP)
• 路由演算法
• 內部閘道協議(IGPs)
• 外部閘道協議(EGPs)

參考資料

動態主機設定協定 - 維基百科，自由的百科全書

IP位址 - 維基百科，自由的百科全書

子網路 - 維基百科，自由的百科全書

無類別域間路由 - 維基百科，自由的百科全書

子網路遮罩 (IPv4) 與字首 (IPv6)

圖解網路的運作機制

圖解TCP/IP網路通訊協定（涵蓋IPv6）2021修訂版