地址字段

IP是Internet Protocol（國際互聯網協議）的縮寫。各主機間要進行信息傳遞必須要知道對方的IP地址。每個IP地址長度為32位（bit），分4段，每段8位（1個字節），常用十進制數字表示，每段數字範圍為1～254，段與段之間用小數點分隔。每個字節（段）也可以用十六進制或二進制表示。每個IP地址包括兩個ID（標識碼），即網絡ID和宿主機ID。同一個物理網絡上的所有主機都用同一個網絡ID，網絡上的一個主機（工作站、服務器和路由器等）對應有一個主機ID。這樣把IP地址的4個字節劃分為2個部分，一部分用來標明具體的網絡段，即網絡ID；另一部分用來標明具體的節點，即宿主機ID。這樣的32位地址又分為五類分別對應於A類、B類、C類、D類和E類IP地址。

IP網絡使用32位地址，以點分十進制表示，如172.16.0.0。地址格式為：IP地址=網絡地址+主機地址 或 IP地址=主機地址+子網地址+主機地址。

最初設計互聯網絡時，為了便於尋址以及層次化構造網絡，每個IP地址包括兩個標識碼（ID），即網絡ID和主機ID。同一個物理網絡上的所有主機都使用同一個網絡ID，網絡上的一個主機（包括網絡上工作站，服務器和路由器等）有一個主機ID與其對應。IP地址根據網絡ID的不同分為5種類型，A類地址、B類地址、C類地址、D類地址和E類地址。

1． A類IP地址 一個A類IP地址由1字節的網絡地址和3字節主機地址組成，網絡地址的最高位必須是“0”， 地址範圍從1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A類網絡有126個，每個網絡能容納1億多個主機。

2． B類IP地址 一個B類IP地址由2個字節的網絡地址和2個字節的主機地址組成，網絡地址的最高位必須是“10”，地址範圍從128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B類網絡有16382個，每個網絡能容納6萬多個主機 。

3． C類IP地址 一個C類IP地址由3字節的網絡地址和1字節的主機地址組成，網絡地址的最高位必須是“110”。範圍從192.0.0.0到223.255.255.255。C類網絡可達209萬餘個，每個網絡能容納254個主機。

4． D類地址用於多點廣播（Multicast）。 D類IP地址第一個字節以“lll0”開始，它是一個專門保留的地址。它並不指向特定的網絡，這一類地址被用在多點廣播（Multicast）中。多點廣播地址用來一次尋址一組計算機，它標識共享同一協議的一組計算機。

5． E類IP地址 以“llll0”開始，為將來使用保留。 全零（“0．0．0．0”）地址對應於當前主機。全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是當前子網的廣播地址。

在IP地址3種主要類型裏，各保留了3個區域作為私有地址，其地址範圍如下：

A類地址：10.0.0.0～10.255.255.255

B類地址：172.16.0.0～172.31.255.255

C類地址：192.168.0.0～192.168.255.255

Internet的地址是適合大網和小網的，它們被確定為32位但有三種類型。地址是自定義的，它的最高位定義地址的類型。A類地址支持多個主機在一個網：最高位為0，跟隨有7bit網絡部份和24bii主機部份。在B類地址，最高位是非0，跟隨有14bit網絡號和16bit主機號。C類地址以110開始，跟隨有2lbit網絡號和8bit主機號。按常規，Internet地址由加點的字符給出。地址由四部份10進制數組成，用點作分隔。例如，10．0，0．51和128.10.2.1分別是A類和B類的Internet地址。 ^[1] 

每個ip數據包都包含有一個頭部和一個正文部分，其中頭部又包含一個20字節的定長部分和一個可選的變長部分。數據包頭部的傳輸採用big-endian字節序。頭部20字節分別記錄有版本(version)(佔用4個bit位， IHL(頭部長度，以字為單位，至少為5，最大為15，即可限制頭部長度為60字節，因此可選項最多為40字節)(4bit位)，接下來是服務類型(type of service)一共6個bit位，從左到右依次為一個3位的precedence域和3個標誌D，T，R(延遲，吞吐量，可靠性) 接 下來空2位之後是總長度，佔一個字節，最大長度為65535字節。標誌(Identification)的用途是讓目標主機確定一個新的數據段屬於哪個數據，同一個數據報的分段有相同的標誌值。

接下來是一個空的bit位，後面是2個1位域，DF表示不分段，而MF表示更多的分段，除最後一個分段外其他所有分段都要設這一位。因為接收方可以知道一個數據報的所由分段都已經到達了。

然後是分段偏移，這裏他有13位，所以每個數據報最多有8192個分段，因此最大數據報長度為65536字節，比total length還大一個字節。

TTL域，是一個限制分組生存期的計數器。計數時間為秒，一共佔8位，所以最大生存期為255秒。當他遞減到0時，路由器給源主機發送一個警告分組，原分組被丟棄。這樣可以避免數據報長時間存在網絡。

接下來的8位是協議類型，可能是tcp或者udp或者其他。

接下來的2個字節是頭部校驗和域，當數據到達時，所由的16位累加起來，再取結果的補碼，其結果應該為0。

接下來是32位的源地址和32位的目標地址。

接下來是40字節的選項部分。

MAC（Media Access Control，介質訪問控制）地址，也叫硬件地址，長度是48比特（6字節），由16進制的數字組成，分為前24位和後24位：

MAC地址對應於OSI參考模型的第二層數據鏈路層，工作在數據鏈路層的交換機維護着計算機MAC地址和自身端口的數據庫，交換機根據收到的數據幀中的“目的MAC地址”字段來轉發數據幀。

其中第1字節的第8Bit標識這個地址是組播地址還是單播地址。這是由以太網的傳輸協議高字節先傳，但每一字節內低位先傳的特性所決定的。

網卡的物理地址通常是由網卡生產廠家燒入網卡的EPROM（一種閃存芯片，通常可以通過程序擦寫），它存儲的是傳輸數據時真正賴以標識發出數據的電腦和接收數據的主機的地址。

也就是説，在網絡底層的物理傳輸過程中，是通過物理地址來識別主機的，它一定是全球唯一的。比如，著名的以太網卡，其物理地址是48bit（比特位）的整數，如：44-45-53-54-00-00,以機器可讀的方式存入主機接口中。以太網地址管理機構(除了管這個外還管別的)（IEEE）（IEEE：電氣和電子工程師協會）將以太網地址，也就是48比特的不同組合，分為若干獨立的連續地址組，生產以太網網卡的廠家就購買其中一組，具體生產時，逐個將唯一地址賦予以太網卡。

形象地説，MAC地址就如同我們身份證上的身份證號碼，具有全球唯一性。