IP 地址和路由转发

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一、IP 地址

1.1 作用

• IP 地址是用于识别计算机网络位置的地址；（IP 协议处于网络层）
• MAC 地址是计算机物理地址，生产时产生；（MAC 协议属于数据链路层）

1.2 分类

IP 地址为网络地址，整个 Inter 的网络地址有限，所以不能每个计算机的网络地址进行细分，进而衍生出外网IP和内网IP。

1.3 子网掩码

子网掩码经常随着 IP 地址一起出现，子网掩码由 4 个字节组成（32 位）。分析子网掩码是从，左右两个方向分析，左边开始连续出现1的位数为网络位，右边为主机位。

• 网络位表示地址为某种类型网络（A、B、C、D、E），A 网络存储的主机数最多，E 最少。
• 主机位表示，该网络能存储的主机个数。

二、IP地址识别（路由转发）

2.1 路由器转发规则

路由器仅根据网络地址（将IP地址中主机位数字清零）进行转发。当IP数据包经由路由器转发时，如果目标网络与本地路由器直接相连，则直接将数据包交付给目标主机，这称为直接交付；否则，路由器通过路由表查找路由信息，并将数据包转交给指明的下一跳路由器，这称为间接交付。路由器在间接交付中，若路由表中有到达目标网络的路由，则把数据包传送给路由表指明的下一跳路由器；如果没有路由，但路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给指明的默认路由器；如果两者都没有，则丢弃数据包并报告错误。

2.2 最长匹配原则

如果网络地址相同，则选择网络位更多（主机位更少）的地址优先转发，主机位更少表示找起来更快。

2.3 路由迭代规则

• 目的地址（网络地址）/ 掩码 (网络位数)
• 下一跳地址（网络地址）
• 出接口（路由器出口）
• 度量值（路由器匹配广度，0表示本机继续匹配）

2.3 缺省路由匹配

缺省目的地址为 (0.0.0.0/0) ，为匹配的目标地址将按照缺省地址转发。如果缺省地址度量值为0，则陷入死循环。