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IP地址分为网络号和主机号两个部分，用于标识网络中不同设备的地址。
通常以点分十进制表示，如192.168.0.1。
网络号用于保证相互连接的两个网段具有不同标识；主机号用于在同一网段内，标识不同主机。
网络号相同的主机组成同一子网，子网内的主机号不能相同，通常由路由器使用DHCP技术自动分配。
IP地址的数量是有限的。在IPv4协议下，IP地址有2^32个。
每一个网卡都需要有一个IP地址，在IPv4协议下，IP地址数量不能满足现代网络设备暴增的需求，这个问题被称为“IP地址枯竭的问题”。
动态分配IP，接入网络时才分配IP。
使用NAT机制，划分网段。
使用IPv6协议，IPv6使用16个字节来表示IP地址，地址数量多达2^128个，数量巨大。
NAT/NAPT机制应该通过 “公网IP和私网IP”的作用 和 “IP号和端口号”的作用 两部分去理解。
公网IP和私网IP的作用：
NAT技术基于网段划分，也称网络地址转换，使用一个IP地址，指代一批设备，是目前解决IP地址枯竭的主要手段，也是路由器的重要功能。
NAT将IP地址分为私有IP和公网IP，通过将私有IP和公网IP相互转换，完成通信。
在同一个局域网内部，内网IP之间不能重复；在不同局域网中，内网IP可以重复。外网IP必须唯一。
私有IP和公网IP的相互转换，通过路由器完成，当数据通过路由器WAN口到达LAN口时，会将公网IP替换为子网IP；数据由LAN口到达WAN口时，则将子网IP替换为公网IP。
IP号和端口号的作用：
IP号和端口号依靠NAPT技术，使用IP+port端口号来建立关联，用于在局域网内识别不同主机。端口号可以用于区分同一主机的不同进程，也可以区分不同主机的不同进程。
如果不同主机之间端口号冲突，路由器会自动替换冲突的端口号，并记录端口号的映射关系，这个记录被称为转换表。
优点：NAT是纯软件方案，不需要更换硬件设备。
缺点：NAT依赖转换表，无法从NAT外部向内部服务器建立连接；转换表的生成和销毁有额外开销；通信中，如果NAT设备异常，转换表无法访问，TCP连接也将断开。
主机号为0的IP地址，称为局域网的网络号，代表整个局域网。如：192.168.100.0。
主机地址全部为1的IP地址，称为广播地址，用于给同一链路中互相连接的所有主机发送数据包。如：192.168.100.255。
127开头的IP地址，称为环回地址，用于本机环回，表示设备自身。如：127.0.0.1。
子网掩码需要配合IP地址使用，用于区分IP地址中的网络号和主机号，在同一网络号下可以用于划分子网。
子网掩码是一个以二进制表示的32位正整数，如：1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000（以点分十进制表示，就是 255.255.255.0）。
将IP地址和子网掩码进行“按位与”操作，就可以得到网络号。
路由选择是指在网络中，找到源地址通向目标地址的路径。
路由的过程是逐点跳跃（Hop by Hop）的，即在数据链路层（以太网）中，一节点一节点的“探索式”传输。
IP数据报到达路由器，路由器会查看数据报的目的IP。
路由器查询自身维护的路由表，根据路由表判断数据报传输的下一地址（可能是目标主机，也可能是下一更靠近主机的路由器）。
循环以上行为，直到到达目标IP地址。