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。
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。
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。
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。
192 | 168 | 1 | 1 |
---|---|---|---|
1100 0000 | 1010 1000 | 0000 0001 | 0000 0001 |
255 | 255 | 255 | 0 |
1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 0000 0000 |
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。
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…