IPv4地址類型

大多數人都將廣播作為通用術語使用，且大多數時候我們都能明白其含義，但并非總是如此。例如，你可能這樣說：“主機通過路由器廣播到DHCP服務器“ ，但這種情況根本不可能發生。你要表達的意思可能如下（使用正確的技術術語）：DHCP客戶端通過廣播來獲取IP地址，路由器使用單播分組將該廣播轉發給DHCP服務器。在IPv4 中，廣播非常重要，而在IPv6中，根本就不會發送廣播。下面是4種IPv4地址。

第2層廣播地址表示LAN中的所有節點。

廣播（第3層）地址表示網絡中的所有節點。

單播地址這是特定接口的地址，用于將分組發送給單個目標主機。

組播地址用于將分組傳輸到不同網絡中的眾多設備，常用一對多來形容。

（1） 第2層廣播

第2層廣播也叫硬件廣播，它們只在當前LAN內傳輸，而不會穿越LAN邊界（路由器）。典型的硬件地址長6B （48位），如45:AC:24:E3:60:A5。使用二進制表示時，該廣播地址全為1，而使用十六進制表示時全為F，即FF:FF:FF:FF:FF:FF。

（2） 第3層廣播

第3層也有廣播地址。廣播消息是發送給廣播域中所有主機的，其目標地址的主機位都為1。

下面是一個你熟悉的例子：對于網絡地址172.16.0.0255.255.0.0，其廣播地址為172.16.255.255——所有主機位都為1。廣播也可以是發送給所有網絡中的所有主機的，例如255.255.255.255。

一種典型的廣播消息是地址解析協議（ ARP）請求。假設有臺主機要發送分組，且知道目的地的邏輯地址（IP）。為讓分組到達目的地，主機需要將其轉發給默認網關一如果 目的地位于另一個IP網絡中。如果目的地位于當前網絡中，源主機將把分組直接轉發到目的地。由于源主機沒有轉發幀所需的MAC地址，它發送廣播，當前廣播域中的每臺設備都將偵聽該廣播。該廣播相當于在說：如果你擁有IP地址192.168.2.3，請將MAC地址告訴我。

（3） 單播地址

單播地址是分配給網絡接口卡的IP地址，，在分組中用作目標地址，換句話說，它將分組傳輸到特定主機。DHCP 客戶端請求很好地說明了單播的工作原理。

下面是一個例子： LAN中的主機發送廣播（其第2層目標地址為FF:FF:FF:FF:FF:FF， 而第3層目標地址為255.255.255.255 ），在LAN中尋找DHCP服務器。路由器知道這是發送給DHCP服務器的廣播，因為其目標端口號為67 （ BootP服務器），因此會將該請求轉發到另一個 LAN中的DHCP服務器。因此，如果DHCP服務器的IP地址為172.16.10.1， 主機只需以廣播方式發送DHCP請求（其目標地址為2525.255.255 ），路由器將修改該廣播，將其目標地址改為172.16.10.1。為讓路由器提供這種服務，你需要使用命令1p helper- address配置接口——這不是默認啟用的服務。

（4） 組播地址

組播與其他通信類型完全不同。乍一看，它好像是單播和廣播的混合體，但不是這樣。組播確實支持點到多點通信，這類似于廣播，但工作原理不同。組播的關鍵點在于，它讓多個接收方能夠接收消息，卻不會將消息傳遞給廣播域中的所有主機。然而，這并非默認行為，而是在配置正確的情況下，使用組播達到的。

組播這樣工作：將消息或數據發送給IP組播組地址，路由器將分組的副本從每個這樣的接口轉發出去（這不同于廣播，路由器不轉發廣播），給訂閱了該組播的主機。這就是組播不同于廣播的地方：從理論上說，組播通信只會將分組副本發送給訂閱主機。從理論上說，指的是主機將收到發送給224.0.0.10的組播分組（ EIGRP分組，只有運行EIGRP協議的路由器才會讀取它）。廣播型LAN （以太網是一種廣播型多路訪問LAN技術）中的所有主機都將接收這種幀，讀取其目標地址，然后馬上丟棄一除非它是組播組的成員。這節省了PC的處理周期，但沒有節省LAN帶寬。如果不小心實現，組播有時會導致嚴重的LAN擁塞。

用戶和應用程序可加入多個組播組。組播地址的范圍為244.0.0.0~ 239.255.255.255，正如你看到的，這個地址范圍位于D類IP地址空間內。

（5） 考試· 要點

區分DoD和OSI網絡模型。DoD模型是OSI模型的簡化版，包含4層而不是7層，但與OSI模型的相似之處在于，它也可用于描述分組的創建以及設備和協議對應的層。

識別進程/應用層協議。Telnet 是一個終端模擬程序，讓你能夠登錄到遠程主機并運行程序。文件傳輸協議（FTP）是一種面向連接的服務，讓你能夠傳輸文件。簡單FTP （TFTP）是一種無連接的文件傳輸程序。簡單郵件傳輸協議（ SMTP）是一個發送電子郵件的程序。

識別主機到主機層協議。傳輸控制協議（ TCP ）是一種面向連接的協議，通過使用確認和流量控制提供可靠的網絡服務。用戶數據報協議（UDP）是一種無連接協議，其開銷低，被視為不可靠協議。

識別因特網層協議。因特網協議（IP）是一種無連接的協議，提供網絡地址以及在互聯網絡中進行路由選擇的功能。地址解析協議（ ARP ）根據IP地址獲悉硬件地址。逆向ARP （ RARP ）根據硬件地址獲悉IP地址。因特網控制消息協議（ ICMP ）提供診斷消息和目標不可達消息。

描述DNS和DHCP在網絡中的功能。動態主機配置協議（ DHCP ）給主機提供網絡配置信息（包括IP地址），可避免管理員進行手工配置。域名服務（ DNS ）將解析主機名（包括諸如www.routersim.com等因特網名稱以及諸如Workstation 2等設備名），讓你無需知道設備的IP地址就能連接到它。

指出面向連接通信中TCP報頭的內容。TCP報頭中的字段包括源端口、目標端口、序列號、確認號、報頭長度、保留字段（保留供以后使用）、編碼位窗口大小、校驗和、緊急指針、選項和數據字段。

指出無連接通信中UDP報頭的內容。UDP報頭只包含字段源端口、目標端口、長度、校驗和和數據。相對于TCP報頭，其字段更少了，但代價是不提供TCP的高級功能。

指出IP報頭的內容。IP 報頭中的字段包括版本、報頭長度、優先級和服務類型、總長度、標識、標志、分段偏移、存活時間、協議、報頭校驗和、源IP地址、目標IP地址、選項和數據。

比較UDP和TCP的特征。TCP是面向連接的，進行確認和排序，支持流量和錯誤控制，而UDP是無連接的，不進行確認和排序，不提供錯誤和流量控制功能。

理解端口號的作用。端口號用于標識在傳輸中使用的協議或服務。

描述ICMP的作用。因特網控制消息協議（ ICMP ）運行在網絡層，被IP用于獲得眾多不同的服務。ICMP是一種管理協議，向IP提供消息收發服務。

描述A類IP地址的范圍。A類網絡地址范圍為1~ 126。默認情況下，A類地址的前8位為網絡

描述B類IP地址的范圍。B類網絡地址范圍為128~ 191。默認情況下，B類地址的前16位為網

絡地址，余下的16位為主機地址。

描述C類IP地址的范圍。C類網絡地址范圍為192 ~ 223。默認情況下，C類地址的前24位為網絡地址，余下的8位為主機地址。

描述私有IP地址的范圍。

A類私有地址范圍為10.0.0.0~ 10.255.255.255。

B類私有地址范圍為172.16.0.0~ 172.31.255.255。

C類私有地址范圍為192.168.0.0~ 192.168.255.255

區分廣播地址、單播地址和組播地址。廣播地址表示子網中的所有設備，單播地址表示單臺設備，而組播：地址表示部分設備。