网络层
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路由器不只有一个ip
ipv4地址分类与分配
广播地址与网络地址
广播地址：
广播地址在 IP 地址中用于向同一网络内的所有设备发送消息或数据包。它是一个特殊的地址，使得发送到该地址的数据包将被网络上的所有设备接收。广播通常用于一些特定的场景，比如局域网中的设备发出某个请求，希望获得同一网络下的所有设备的响应。一个常见的例子是 DHCP（动态主机配置协议）服务器，在启动时会向整个网络广播一个 DHCP 请求，以获取静态 IP 地址分配。同样地，ARP（地址解析协议）也使用广播来查找与给定 IP 地址关联的 MAC 地址。
举个例子，假设你的局域网中有四台计算机，它们的 IP 地址范围是：192.168.0.1 - 192.168.0.4，子网掩码为 255.255.255.0。如果你想向整个局域网发送一个广播消息，你可以将目标地址设置为 192.168.0.255，这是该网络的广播地址。这样，所有四台计算机都能够接收到该消息，并根据需要作出响应。
需要注意的是，广播只会在同一网络中传播，因此不会跨越路由器或互联网边界。所以，这仅适用于发送到同一局域网内的设备。以防子网广播风暴向公网传播。
网络地址（Network Address）：
它是指一个网络的起始地址，用于标识一个特定的网络。网络地址用于路由器将数据包发送到正确的网络。在网络地址中，主机部分全为0。例如，假设一个局域网使用 IP 地址范围是 192.168.0.0 - 192.168.0.255，其中子网掩码为 255.255.255.0。那么网络地址就是 192.168.0.0。在该网络中，所有以此开始的 IP 地址都属于同一个网络。
ip地址的重要特点
(1) IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：
第一，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。
第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。
(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机 (multihomed host)。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。
(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，无论是范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。
个人理解
一开始网络地址的分配是以网络为单位的分配，如分配网络为22.0.0.0，后面的主机号交由单位自行分配，这种网络结构下，所有该路由器下辖的主机其实都具有外网ip，这种分配方式造成了大量的浪费与ip资源不足。所以后来诞生出了子网技术，利用子网掩码将同一网络划分为不同的子网，交给下游路由器管理(本质上是分担路由器压力，构造大量自行交换的子网，高级路由器只处理子网间的数据交换)，这种子网架构下每个主机依旧有自己的外网ip，与nat技术不同。
整个互联网的本质就是路由器一层层的递归嵌套，所有子网间的ip访问都会由子网路由器完成交换，只有子网间的访问才会经由高级路由器转发，这就是互联网能承受如此数据量的根本原因，和计算机结构中缓存-主存-硬盘的分级缓存，就近访问是一样的原理，所以电信，移动等网络服务提供商需要定期检测优化自己的子网，促进就近访问，减轻高层路由器的压力，对于无法优化的bilibili等大型服务提供者，则采用cdn技术将大规模数据交换下放到各个子网。
无分类编址的IPv4地址CIDR
CIDR 最主要的特点
CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。
即取消网络+子网+主机号的三级划分，回到网络+主机号的2级划分，不再区分网络与子网