IP

IP: Internet Protocol,互联网(因特网)协议的目的是对接入互联网的设备进行地址编码。https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc791

IPv4

IP数据格式

IP报文段

字段 长度 描述
版本 (Version) 4位 指定IP协议的版本,IPv4为4。
头部长度 (Header Length) 4位 指示IP头部的长度,以32位字为单位。通常为5。
服务类型 (Type of Service) 8位 指定数据包的服务质量,如优先级、延迟等。
总长度 (Total Length) 16位 整个IP数据报的长度,包括头部和数据部分。
标识 (Identification) 16位 用于标识数据报的唯一性,进行重新组装。
标志 (Flags) 3位 分片相关的标志,如禁止分片、更多分片等。
片偏移 (Fragment Offset) 13位 分片相对于原始数据报的偏移量。
生存时间 (Time to Live, TTL) 8位 数据报在网络中的最大寿命。每经过路由器,TTL减1,TTL为0时数据报被丢弃。
协议 (Protocol) 8位 指示数据报的上层协议,如TCP、UDP、ICMP等。
头部校验和 (Header Checksum) 16位 用于检测IP头部的错误,提高数据传输的可靠性。
源IP地址 (Source IP Address) 32位 数据报的发送者的IP地址。
目标IP地址 (Destination IP Address) 32位 数据报的接收者的IP地址。
选项 (Options) 可变 包含一些可选字段,如记录路由、时间戳等。
数据 (Data) 可变 实际的数据部分,长度可变。

IP地址

IP地址共有4字节所有可用的IP总数为255⁴ (0.0.0.0)- (255.255.255.255) 其中还有很多(特殊IP标注)。互联网的高速发展造成IP消耗较严重,目前分别有两个方法来缓解,NET转发,IPv6等。

分类 前缀码 开始地址 结束地址 对应CIDR修饰 默认子网掩码 公网地址范围 私有地址范围
A类地址 0 0.0.0.0 127.255.255.255 /8 255.0.0.0 1.0.0.0 - 126.0.0.0 10.0.0.0 - 10.255.255.255
B类地址 10 128.0.0.0 191.255.255.255 /16 255.255.0.0 128.1.0.0 - 191.254.0.0 172.16.0.0 - 172.31.255.255
C类地址 110 192.0.0.0 223.255.255.255 /24 255.255.255.0 192.0.1.0 - 223.255.254.0 192.168.0.0 - 192.168.255.255
D类地址 (群播) 1110 224.0.0.0 239.255.255.255 /4 未定义 224.0.0.0 - 239.255.255.255
E类地址 (保留) 1111 240.0.0.0 255.255.255.255 /4 未定义 240.0.0.0 - 255.255.255.254

IP寻址

Q:

  1. 设备是如何准确的通过互联网来访问到指定的主机的,流程是怎么样的?
    • ip寻址
    • 通过IP路由表串口来访问各种设备。例A->DA-DI->LI-LM->M 来完成了A->M的访问

NAT转换

通过程序来解析包中的源IP和目标IP替换为公网IP来完成NAT转换来共用公网IP。 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc1631

NAT

内网IP 外网IP
192.168.1.1 39.156.66.10
192.168.1.2 39.156.66.11
192.168.1.3 39.156.66.12

NAPT

内网IP 外网IP
192.168.1.1:80 39.156.66.10:22000
192.168.1.2:80 39.156.66.10:22001
192.168.1.1:443 39.156.66.10:22002