IPV4地址规划
IPv4地址
IPv4地址分为网络部分和主机部分（自行定义）
IPv4地址可以分为：A、B、C三类。
A类地址是第一字节的第一位为0的IP地址，第一字节的数值范围为1~126。（数字“0”和“127”不作为A类地址，“127”保留给内部的还回地址）
B类地址是第一字节的第一位和第二位为10的一组地址，第一字节的数值范围为128~191。
C类地址是第一字节的第一、二、三位为110的一组地址。第一字节的数值范围为192~223。
主网、子网划分
A类网络中使用8位掩码；B类网络中使用16位掩码；C类网络中使用24位掩码。
掩码的组成形式是一串“1”后面接一串“0”。“1”对应的是网络位，“0”对应的是主机位。
A类网络（1~126）；默认掩码：255.0.0.0
B类网络（128-191）；默认掩码：255.255.0.0
C类网络（192~223）；默认掩码：255.255.255.0
以上是主网络。子网划分是将整个主网络地址划分成若干个子网络地址。从外部来看整个网络只有一个网络号。
例如：192.168.0.0/24，可以划分出192.168.0.0/25，将其分解为二进制如下:
192.168.0.0/属于C类地址，网络位是“1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000”，其中“1”所占的位置共24个，叫做“Net-id”；子网划分后的网络位是“1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000”后八个中的第一个0由主机位改为的网络位，叫做“Subnet-id”；最后的7个“0”皆为主机位，叫做“Host-id”。
| 1111 1111 1111 1111 1111 1111 | 1 | 000 0000 |
| Net-id | Subnet-id | Host-id |
如果将其划分为192.168.0.0/30的话，二进制则为“1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100”
| 1111 1111 1111 1111 1111 1111 | 1111 11 | 00 |
| Net-id | Subnet-id | Host-id |
根据以上子网划分的方法，地址规划设计时可参考以下几种要求执行：
1、层次性；2、连续性；3、扩展性；4、高效性。
层次性：
网络的划分具有层次性，综合的考虑地域及业务等因素，采用自顶向下的方法划分，达到有效管理网络、简化路由表的目的。
对于大骨干网络和大城区网络相结合的网络，采用层次性划分。
对于行政区类型的网络，采用多级网络分配。
连续性：
连续的地址在网络结构中易于进行路由聚合（路由聚合可以理解为路由划分的逆向的子网划分），缩减路由表的数量，提高路由查找的效率。尽可能的为每个区域分配连续的网络位，为具有相同业务和功能的设备分配连续的IP地址。
扩展性：
分配地址时，为每一个MA网络都留有空闲的主机位；为骨干网留有空闲的网络位。便于以后的扩展等。
高效性：
划分子网时，要充分利用地质资源，使子网的划分满足主机个数的需求。
可以利用VLSM技术（Variable Length Subnet Mask；可变长子网掩码）分配IP地址，充分合理的利用地址资源。
与网络的路由机制设计相结合，合理使用已划分的地址空间，提高地址的利用率。
IPv4报文
IPv4报文的报文头长度至少为20Byte（字节），最多为60Byte。报文的格式如下：
Byte：字节。Byte是数据的基本单位。1个Byte=8bit。
bit：二进制位，叫比特。像米、千克等、属于单位。bit是一个二进制位，1bit代表着一个“1”或者一个“0”.
版本号（version）：长度4bit，标识目前采用的IP协议版本号，二进制为“0100”，代表IPv4；若二进制为“0110”，则代表IPv6。
报文头长度（Header Length）：长度4bit，这个字段是用来描述IP报文头的长度。该部分占用4位，取值为“5~15”（每个“1”代表15bit、每个“0”代表5bit）。本区域值=IP头长度（单位bit）。例如：此部分二进制码为“1111”，则IP头的长度即为“15*4=60Byte（字节）”。报文头最短“0000”即“5*4=20”；最长“1111”即“15*4=60”。
服务类型（Type of Service）：长度8bit，用于实施QOS。RFC 791中的TOS的IP Precedence将数据流分为8个优先级，取值越大、优先级越高。而RFC 2474中又对TOS进行了重新定义，把前6位定义成DSCP，可以标识64种等级，后两位保留。
报文总长度（Total Length）：长度16bit，以Byte为单位计算的IP报文的长度（包括报文头和数据），所以IP报文最大长度为 65535 Byte（2^16-1）。
标识符（Identifier）：长度16bit，该字段与Flags和Fragment Officest字段联合使用，对较大的上层数据包进行分段（fragment）操作。路由器将一个包拆分后，所有拆分开的小包被标记相同的数值，以便目的设备能够区分哪个包属于被拆开包的哪个部分。
标记/标志（Flags）：长度32bit，该字段第1位不使用。第2位是DF（Don't Fragment）位。DF位设为1时，表明路由器不能对该上层数据包分段。如果上层数据包无法在不分段的情况下转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个ICMP错误信息。第3位是MF（More Fragments）位，当路由器对一个上层数据包分段，则路由器会在除了最后一个分段的IP报文头中将MF位设为1。
片偏移（Fragment Offset）：长度13bit，表示该IP报文在该组分片中的位置，接收端靠此来组装还原IP报文。
生存时间（TTL）：长度8bit，当IP报文进行传送时，会对该字段赋予某个特定的值，当IP报文经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将IP报文的TTL值减少1。如果TTL的值为0，则该IP报文会被丢弃，这个字段可以防止路由环路而导致IP报文在网络中不停被转发。
协议（protocol）：长度8bit，标识了上层所使用的的协议。如ICMP（协议号为1）、IGMP（协议号为2）、OSPF（协议号为89）等等。
头部校验（Header Checksum）：长度16bit，用来做IP头的正确性检测，但不包含数据部分。因为每个路由器要改变TTL的值，所以每个路由器会为每个通过的数据包重新计算这个值。
源和目的地址（Source and Destination Addresses）：这两个部分每个都是32bit，共64bit。标识了这个IP报文发起设备的地址（源地址）和接收设备的地址（目的地址）。需要注意的是，NAT会更改报文头中这连个部分的字段（也就是更改源地址和目的地址）。目前除NAT外，整个传输过程中，这两个地址不会改变。
可选项（Options）：这是一个可变的字段，没有固定长度。该字段属于可选项，主要用于测试，由源设备根据需求改写。可选项包含以下内容：
松散源路由（Loose Source Routing）：给出一连串路由器接口的IP地址。IP包必须沿着这些IP地址传送，但是运行的在相继的两个IP地址之间跳多个路由器。
严格源路由（Strict Source Routing）：给出一连串路由器接口的IP地址。IP包必须沿着这些IP地址传送，如果下一跳不在IP地址表当中，则表示发生错误。
路由记录（Record Route）：当IP包离开每个路由器的时候记录路由器的出站接口的IP地址。
时间戳（Timestamps）：当IP包离开每个路由器的时候记录时间。
填充（Padding）：因为IP报文头长度（Header Length）部分的单位为32bit，所以IP报文头长度必须为32bit的整数倍。因此，在可选项后面，IP协议会填充若干个“0”，以达到32的整数倍。
