学习IP地址预备知识
网络层的功能就是将数据包在不同的网段转发，不同的网段就设计到地址的规划。
作为网络管理员，把地址规划好，简化路由器的路由表的配置这也是一项非常重要的工作。
MAC地址和IP地址
MAC地址其实就是下一条给谁，也就是下一跳的地址。而IP地址决定的发送端和接收端，也就是最终的地址。
MAC地址的范围是在局域网，而IP地址是在整个网络中起作用。
数据包的目标IP地址决定了数据包最终到达哪一个计算机，而目标MAC地址决定了该数据包下一跳由哪个设备接收，不一定是终点。
全球的网络都用交换机连接，中间没有路由器，这个时候就不需要IP地址。如果全球没有路由器的话，那么交换机得知道其他网络的MAC地址，从哪个口出去，那么MAC地址表是非常巨大的，这样是不可能的，所以需要路由器转发。
IP地址的组成
IP地址由32位的2进制组成，有两部分组成，一部分是网络部分，一部分是主机部分。和电话号码一样，不同区号的电话号码前缀是不一样的。在同一个区域，那么区号是一样的。
这种两级的 IP 地址结构如下：
这种两级的 IP 地址可以记为：
计算机的IP地址也有两部分组成，一部分为网络标识，一部分为主机标识，同一网段的计算机网络部分相同，路由器连接不同网段，负责不同网段之间的数据转发，交换机连接的是同一网段的计算机。
计算机在和其他计算机通信之前，首先要判断目标IP地址和自己的IP地址是否在一个网段，这决定了数据链层的目标MAC地址是目标计算机的还是路由器接口的MAC地址。
上图当中的路由器12.0.0.1接口是12网段中所有计算机的网关。网关也就是计算机到其他网段的出口。网关也就是这个网段的出口，也是路由器的地址。
IP地址格式
IP地址用32位二进制来表示，也就是32比特，换算成字节，就是4个字节。
这些位通常被分割为4个部分，每一部分8位二进制，中间使用符号“.”分开，分成4部分的二进制地址，10101100.00010000.00011110.00111000， IP地址经常被写成十进制的形式，于是，上面的IP地址可以表示为“172.16.30.56”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”
子网掩码的作用
子网掩码（Subnet Mask）又叫网络掩码、地址掩码，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
给计算机配置的IP地址之后，还需要配置一个子网掩码，子网掩码的作用就是告诉计算机，32位的二进制，哪些是主机位，哪些是网络位。
IP地址分为两部分，一部分是网络部分，一部分是主机部分，这些是不固定的。子网掩码就是一刀两断，把地址划分为网络部分和主机部分。
其实计算机在和别人通信的时候，首先要判断，目标地址是否和自己在一个网段。在一个网段和不在一个网段有什么区别呢。
在一个网段：A和B通信，在同一个网段，那么目标MAC地址是B的MAC地址。
不同网段：A和F通信，拿着子网掩码算在不同的网段，那么目标MAC地址是网关的MAC地址
子网掩码的作用
同一个网段的中的计算机子网掩码相同，计算机的网关就就是到其他网段的出口，也就是路由器接口地址。路由器接口使用的地址可以是本网段中任何一个地址，不过通常使用该网段的第一个可用的地址或最后一个可用的地址，这是为了尽可能避免和网络中的计算机地址冲突。
A计算机想和D计算机通信，目标地址是131.107.42.8，那么A怎么知道对方的子网掩码呢？
A是不知道目标地址的子网掩码的，但是计算机A会拿着自己的子网掩码和目标地址做一个与运算，看看是不是一样的，如果不是那就不在一个网段。
计算机不需要关心目标网段子网掩码，只需要拿着自己的子网掩码和目标地址IP做与运算就行了。不需要关心目标地址正真的子网掩码是什么。
IP地址和子网掩码做与运算 主机位归0 就得到计算机所在的网段 计算机通信先要判断目标地址和自己是否在同一个网段。
- 使用自己的IP地址和子网掩码做与运算，得到自己所在的网段。
- 使用目标IP地址和自己的子网掩码做与运算，得到目标主机是哪个网段。 比较这两个网段是否一
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