MAC地址与IP地址¶
MAC地址¶
MAC地址应用在OSI参考模型第二层，即数据链路层。
MAC地址是以太网节点的物理接口，由6个字节组成。MAC地址必须满足相同网关下的全局唯一性。六个字节的组成为：前三个字节为制造商代码，后三个字节代表设备地址。
IP地址¶
IP地址用于OSI参考模型第三次，即网络层，用于各种ip相关协议。
IP地址目前又分为ipv4和ipv6。
ipv4是指第四代ip协议，由32位二进制数组成，为方便书写，将每8位转换成十进制书写，使用.分隔，如192.168.10.100。
ipv6是第六代ip协议，由128位二进制数组成，每4位写作一个16进制数，每4个16进制数写作一组，用:分隔，且当出现多组0时，使用::代替这些0以及两侧的:，如fe80::4db4:9558:9c8d:5adc
IP地址一般由两部分组成，网络位和主机位，网络位表示这个ip地址属于哪一个网络，主机位表示这个地址属于该网络中的哪一个主机。
IPv4¶
在互联网设计初期，由于各地区人口、网络设备数量不同，为了便于网络管理和设计，如溯源地址、合理利用ip地址可用数量等，IPv4 地址被划分为 A、B、C、D、E 五类地址，每一类的网络段和主机段位数不同，从A到E主机段逐渐减少、网络段逐渐增加。主机段位数越长，总的可分配ip就越多，就越适合人口密集或设备数目多的地区或组织。
下面是各类地址的含义和范围：
A类地址：
- 范围（首字节）：
1.0.0.0~126.255.255.255 - 首字节范围（十进制）：
1~126 - 网络位数 / 主机位数： 网络号 8 位，主机号 24 位
- 默认子网掩码：
255.0.0.0 - 可用网络数量： \(2^7 - 2 = 126\) 个网络（0 和 127 特殊用途）
- 每个网络最多支持主机数： \(2^{24} - 2 = 16,777,214\)
B类地址：
- 范围（首字节）：
128.0.0.0~191.255.255.255 - 首字节范围：
128~191 - 网络位数 / 主机位数： 网络号 16 位，主机号 16 位
- 默认子网掩码：
255.255.0.0 - 可用网络数量： \(2^{14} = 16,384\)
- 每个网络最多支持主机数： \(2^{16} - 2 = 65,534\)
C类地址：
- 范围（首字节）：
192.0.0.0~223.255.255.255 - 首字节范围：
192~223 - 网络位数 / 主机位数： 网络号 24 位，主机号 8 位
- 默认子网掩码：
255.255.255.0 - 可用网络数量： \(2^{21} = 2,097,152\)
- 每个网络最多支持主机数： \(2^8 - 2 = 254\)
D类地址（多播地址）
- 范围：
224.0.0.0~239.255.255.255 - 首字节范围：
224~239 - 用途： 用于 多播（Multicast），不用于普通主机通信
E类地址（保留地址）
- 范围：
240.0.0.0~255.255.255.255 - 首字节范围：
240~255 - 用途： 保留作科研、实验用途，目前未正式使用
特殊地址：
127.0.0.0/8是 环回地址（loopback），通常使用127.0.0.1表示本地机器。0.0.0.0代表本机的未知地址（如绑定所有 IP）。- 每类地址的第一个和最后一个地址保留为网络地址和广播地址，因此主机数量要减去 2。
目前的ipv4网络已经不采用A、B、C类等类地址了，而是采用了一种称为 无类域间路由Classless Inter-Domain Routing（CIDR） 技术，这个技术能更灵活地分配ip地址范围。
保留地址¶
网络之间可以是嵌套关系，即一个网络下可以存在一个子网，子网可以与广域网分离开来。
对于ipv4，规定以下ip地址保留给子网或者内网，可自行管理与分配：
| 类别 | 私有地址范围 | 子网掩码 | 网络规模 |
| --- | --------------------------------- | ------------------- | ------ |
| A 类 | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 | 255.0.0.0 (/8) | 超大型私有网 |
| B 类 | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 | 255.240.0.0 (/12) | 中大型私有网 |
| C 类 | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 | 255.255.0.0 (/16) | 小型私有网 |
广播地址¶
如果某个主机向这个地址发送了消息，等同于向所有ip发送消息，顾名思义，称为广播地址。
ipv4下为主机段全为1的地址，如192.168.0.0~192.168.0.255网络段下的192.168.0.255，这就是一个广播地址。
网段地址¶
即表示同一网段的地址，将主机地址位全写作0，即为网段地址，如192.168.0.0。
子网掩码¶
子网掩码这个词可以“望文生义”，所谓子网，即同一个局域网；所谓掩，就是掩盖不想要的，只保留想要的；而所谓码，就是数码。
综上，子网掩码就是某数码码，可以用这串数码来判断两个主机是否在同一个网络或者子网络。
IPv4子网掩码¶
ipv4下的子网掩码这样书写：255.255.255.0或者/24。
上述掩码做了这样一个判断，将主机ip二进制数和上述掩码255.255.255.0做按位与运算，如果两个主机经过上述运算结果相同，那么两个主机就在同一子网下，即前24为ip相同的主机在同一网络下，故规定可以简写成/24。在CIDR技术下，子网掩码十分自由，可以写成/12、/23、/25等多种合法形式，而在CIDR技术之前，只能写成/8、/16、/24。
IPv6子网掩码¶
和IPv4的子网掩码一样，不过不适用/24这种形式，而是%24。
网段¶
子网掩码和ip地址的组合可以表示一个网络段，简称为网段。这里以ipv4为例。
如192.168.10.0/24表示ip192.168.10.0~192.168.10.255。