IP協議、ARP以及子網劃分合併超網

                              IP協議、ARP以及子網劃分合併超網

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Internet層

Internet Protocol ip協議

ICMP協議：因特網控制信息協議，ping命令所用協議

ping 192.168.1.1 -s 64：指定數據包是64個字節去ping

icmp_seq：發出的數據包序號

ttl：數據包生命週期，數據通過路由器數據包生命週期會有減小

 

traceroute：至關於windows的tracert命令，也屬於icmp協議

mtr：跟蹤數據包命令，也屬於icmp協議

上列地址改成1禁止ping命令

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all

IGMP協議：因特網組管理協議

ARP協議：地址解析協議，基於網段工做，不能跨越路由器，把ip地址翻譯成mac地址，

向網絡發廣播尋找目標地址，將目標地址mac暫時設定爲48個1，也就是ff:ff:ff:ff:ff發送的

數據包中包含有本身的地址，也就是源地址找到後將mac地址記錄下，過段時間後若是不訪問，arp表內該條記錄將會自動刪除，arp將信任第一次ip的mac地址

ARP發生在三次握手以前

Gratuitous ARP：免費ARP模式，不該答、不公佈本身的地址，避免地址衝突

反向ARP：根據網絡上的mac地址發送ip地址

DHCP服務器：給網絡中的計算機分配地址

兩臺設備互相通信，先路由表，再ARP，最後三次握手，三者有一處有問題，網絡都會不通

 

Internet 協議特徵

  運行於OSI 網絡層

  面向無鏈接的協議

  獨立處理數據包

  分層編址

  盡力而爲傳輸，但不確保必定能到

  無數據恢復功能

 

IP PDU報頭

 

版本 ipv四、ipv六、ipv9，32位，ipv4地址數：2^32個ip地址，ipv6地址數：2^128個ip地址，ipv9地址數：2^2048個ip地址；

首部長度：長度達到20個字節；

總長度：能夠到達2^16個字節，即65536個字節；

標識：分片後的小包具備標識，代表這些小包來自於一個包片偏移：片處於整個包的哪一個位置，以8個字節爲偏移單位，抓包出來的數字均已經除過8計算的；

標誌：佔3位，第一位不起做用；第二位DF，當DF=0時候容許分片，df=1代表該包沒有分片；第三位MF，當MF=1畢愛明後面還有分片，MF=0表示最後一個分片；

生存時間：ttl生命期，ttl生命期更改路徑：/proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl；

協議：誰是上層，就寫誰的協議

 

ip地址

ip地址本沒有 .，只是爲了書寫簡便、便於識別，並且每一位都是8位的二進制，好比0.0.0.0是00000000000000000000000000000000

它們可惟一標識IP 網絡中的每臺設備

每臺主機（計算機、網絡設備、外圍設備）必須具備惟一的地址

IP地址由兩部分組成:

網絡ID：能夠理解爲電話區號

標識網絡

每一個網段分配一個網絡ID

主機ID：能夠理解爲電話號

標識單個主機

由組織分配給各設備

IP地址：網絡id+主機id

IP地址分類

A類：前8位網絡ID，後24位主機id，最高位是0，全球纔有126個A類網段，樣式：0XXXXXXX.A.B.C，最高位不動，可變的只有0後面的7位，所以最可能是127.A.B.C，網段數=2^可變的網絡ID位數，即2^7=128，0-127.A.B.C，由於0和127網段特殊，所以只能使用1-126個網段可用，該網段內ip可分配10.0.0.0-10.255.255.255，10.0.0.0爲網絡id，10.255.255.255也爲網絡廣播地址，所以ip數爲2^24 -2，因此說一個A類網段存放主機數爲16777214，子網掩碼：255.0.0.0；

B類：前16位網絡ID，後16位主機id，2^14個網段，一個B類網段有2^16 -2=65534個主機數，標識128.A.B.C-191.A.B.C，子網掩碼：255.255.0.0；

C類：前3位110，前24位網絡ID，後8位主機ID，2^21個網段，2^8 -2個主機數，11000000.A.B.C-11011111.A.B.C，即192.A.B.C-223.A.B.C，掩碼：255.255.255.0；

D類：不能給主機分配，給多播地址分配ip，1110XXXX.A.B.C，範圍11100000-11101111.A.B.C，即224-239.A.B.C；

E類：保留未使用，11110XXX.A.B.C

 

CIDR無類域名路由：網絡id位數不肯定，可能會出現無規則位的網絡id，爲了肯定網絡id位數，引用子網掩碼進行規則

CIDR表示法：192.168.0.1/24，24個網絡id段

 

子網掩碼：肯定網絡ID位數，高位爲1，低位爲0，1和0只能連續出現，不能相互分隔，爲1的位數即爲網絡id位，爲0的位數爲主機ID位，有多少個1就有多少個網絡id位，有多少個0就有多少個主機id，好比說255.255.255.0，轉換爲二進制後有連續24個1，連續8個0，所以有24個網絡id位，8個主機位

好比問ip192.168.200.100 子網掩碼255.255.240.0 此ip所在網段有多少主機？255有8個1,240有4個1，因此網絡id是8+8+4=20個，從而得出主機id=32-20=12個，所以主機數是2^12-2=4094

 

子網掩碼只會出現

00000000    0

10000000    128

11000000    192

11100000    224

11110000    240

11111000    248

11111100    252

11111110    254

11111111    255

具體子網劃分請查看練習題

公式總結：

一、網段數=2^可變的網絡ID位數

二、ip數=2^主機id數-2，或者ip數=2^(32-網絡id數)

三、CIDR無類域名路由：網絡id位數不肯定，可能會出現無規則位的網絡id

四、網絡id=ip與netmask（與運算）

五、判斷目標主機是否和本主機在同一個網段，本機的子網掩碼與雙方相與，再比較

六、劃分子網：將一個大網（主機多，主機id位數多）分隔成多個小網（主機少，主機id位數少），網絡id向主機id借位，好比10.0.0.1-10.255.255.254劃分子網，網絡id向主機id借1位，此時子網範圍是10.127.255.254/9，10.0 0000000.0.0.1變爲10.0 1111111.0.0.1，借n位變成2^n個子網

七、合併超網：將多個小網合成一個大網，主機id向網絡id借位，主機id變多，倒着找，共同點最多的位數作網絡id位

220.78.168.0/24          220.78.10101 000.0

220.78.169.0/24  合併 220.78.10101 001.0   以後 220.78.10101000.0也就是220.78.168.0/21

220.78.175.0/24          220.78.10101 111.0

                                                      

A 192.168.32.1/16和B 192.168.33.1/24是否能夠連通？

A通信B不知道B的子網掩碼，就用本身的子網掩碼通信，二者網絡id都是192.168.0.0，能夠通

B通信A不知道B的子網掩碼，也用本身的子網掩碼通信，一個是192.168.32.0，一個是192.168.33.0，沒法通

公共IP地址

私有地址範圍

A:10.0.0.0/8 ，1個網段

B:172.16.0.0/16

  172.17.0.0/16

  …

  172.31.0.0/16

16個網段

 

C:192.168.0.0/24

  192.168.1.0/24

  …

  192.168.255.0/24

  256個網段

 

特殊地址

a.0.0.0.0不是一個真正意義上的IP地址。它表示全部不清楚的主機和目的網絡

b.255.255.255.255限制廣播地址。對本機來講，這個地址指本網段內(同一廣播域)的全部主機

c.127.0.0.1～127.255.255.254本機迴環地址，主要用於測試。在傳輸介質上永遠不該該出現目的地址爲「127.0.0.1」的數據包

d.224.0.0.0到239.255.255.255組播地址，224.0.0.1特指全部主機，224.0.0.2特指全部路由器。224.0.0.5指OSPF 路由器，地址多用於一些特定的程序以及多媒體程序

e.169.254.x.x若是Windows主機使用了DHCP自動分配IP地址，而又沒法從DHCP服務器獲取地址，系統會爲主機分配這樣地址

 

跨網絡通訊

跨網絡通訊：路由

路由分類：

  主機路由

  網絡路由

  默認路由

優先級：精度越高，優先級越高

connect: Network is unreachable，路由未設置會提示