一步一步的发展是为了淘汰掉以前不成熟的技术。
计算机之间的连接方式 - 路由器(Router)
网线直连、同轴电缆、集线器、网桥、交换机的特点:
连接的设备必须在同一网段;
连接的设备处在同一广播域。
路由器的作用:
可以在不同网段之间转发数据;
隔绝广播域。
路由器通过在端口设置IP
地址,也就是计算机的网关,来标识端口对应的局域网,帮助计算机跨网段。
跨网段发送数据,要通过网关,所以要发送ARP
请求,获取网关的MAC
地址。
有多少个网关,得取决于路由器有多少个端口。
路由器两边同一个网段是没办法通信的 ,除非该路由器设备不需要设置IP地址。
MAC地址
每一个网卡都有一个6字节(48bit
)的MAC
地址(Media Access Control Address
)
全球唯一,固化在了网卡的ROM
(存储空间)中,由IEEE802
标准规定。
前三字节:OUI
,组织唯一标识符,由IEEE
的注册管理机构分配给厂商。
后3字节:网络接口标识符,由厂商自行分配。
组织唯一标识符 网络接口标识符
40-55-82 0A-8C-6D
OUI
查询:http://standards-oui.ieee.org/oui/oui.txt
MAC
地址查询:https://mac.bmcx.com/
MAC
地址的表示格式:
Windows
40-55-82-0A-8C-6D
Linux、Android、Mac、iOS
40:55:82:0A:8C:6D
Packet Tracer
4055.820A.8C6D
当48位全为1时,代表广播地址
FF-FF-FF-FF-FF-FF
MAC地址操作
查看MAC
地址:ipconfig /all
修改MAC
地址:
更改适配器选项-属性-配置-高级-网络地址,操作系统可以不用网卡的MAC
地址,可以自己编一个,填写的时候需要把减号(-)
去掉,通过修改自己计算机的MAC
地址,改成交换机允许联网的MAC
地址,从而欺骗交换机,达到蹭网得目的,但是只能有一个联网。
MAC地址的获取
当不知道对方主机的MAC
地址时,可以通过发送ARP
广播获取对方的MAC
地址,获取成功后,会缓存IP
地址、MAC
地址的映射信息,俗称:ARP
缓存。
通过ARP
广播获取的MAC
地址,属于动态(dynamic
)缓存。
存储时间比较短(默认是2分钟),过期了就自动删除。
相关命令:
arp -a [主机地址]:查询ARP缓存
arp -d [主机地址]:删除ARP缓存
//如果不加IP
地址,那就是查询/删除所有。
arp -s 主机地址 MAC地址
:增加一条缓存信息(这是静态缓存,存储时间较久,不同系统的存储时间不同)
ARP
ARP(Address Resolution Protocal),译为:地址解析协议
通过IP地址获取MAC地址
RARP(Reverse Address Resolution Protocal),译为:逆地址解析协议
使用与ARP相同的报头结构
格式是差不多的
作用与ARP相反,用于将MAC地址转换为IP地址,后来被BOOTP、DHCP所取代
BOOTP是RARP的升级版,DHCP是BOOTP的升级版
DHCP是用于分配地址的,有种我知道你的MAC地址,你给我IP地址的感觉
ICMP
ICMP(Internet Control Message Protocal),译为:互联网控制消息协议
ping 某个地址或者域名的时候,发的就是ICMP协议
IPv4中的ICMP被称作ICMPv4,IPv6中的ICMP则被称作ICMPv6
通常用于返回错误信息:
通常我们用来测试某个点,网络能不能通,确实是用来测试的
比如TTL值过期、目的不可达
每经过一个路由器TTL值减一,当TTL值不足以让你往下走的时候,路由器就会返回一个ICMP包给你,告诉你为什么这个消息发不过去
路由器发现你要找的IP地址,我找不到。或者说,我送不过去,发现目标主机关机了,网络不好,总之目的不可达,这个时候也会返回ICMP数据包回去
ICMP的错误消息总是包括了源数据并返回给发送者。
数据包:源数据+错误消息
IP
地址
IP
地址(Internet Protocol Address
):互联网上的每一个主机都有一个IP
地址。
最初是IPv4
版本,32bit
(4字节),2019年11月25日,全球的IP
地址已经用完。
后面推出了IPv6
版本,128bit
(16字节)。
以后课件中不指定版本,默认就是IPv4
版本,后面再单独讨论IPv6
。
1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 1010
第1部分 第2部分 第3部分 第4部分
1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 1010
192 168 1 10
IP地址的组成
IP
地址由2部分组成:网络标识(网络ID
)、主机标识(主机ID
)
通过子网掩码(subnet mask
)可以得知网络ID
、主机ID
◼ 主机所在的网段 = 子网掩码 &
IP
地址
网段其实是网络标识
◼ 计算机和其他计算机通信前,会先判断目标主机和自己是否在同一网段
同一网段:不需要由路由器进行转发
不同网段:交由路由器进行转发
IP地址的分类
只有A\B\C
类地址才能分配给主机
主机ID
为全0,表示主机所在的网段
主机ID
为全1,表示主机所在网段的全部主机(广播),
可以尝试用ping
给某个网段的全部主机,来达到全局域网内发数据的效果。
A类地址
网络ID
:
0不能用,127作为保留网段。其中127.0.0.1是本地环回地址(Loopback
),代表本机地址
可以分配给主机的:
第1部分的取值范围是:1~126
主机ID
:
第2、3、4部分的取值范围是:0~255
每个A
类网络能容纳的最大主机数是:256 * 256 * 256 – 2 = 2的24次方 – 2 = 16777214
B类地址
网络ID
可以分配给主机的:
第1部分的取值范围是:128~191
第2部分的取值范围是:0~255
主机ID
:
第3、4部分的取值范围是:0~255
每个B
类网络能容纳的最大主机数是:256 * 256 – 2 = 2的16次方 – 2 = 65534
C类地址
网络ID
可以分配给主机的:
第1部分的取值范围是:192~223
第2、3部分的取值范围是:0~255
主机ID
:
第4部分的取值范围是:0~255
每个C
类网络能容纳的最大主机数是:256 – 2 = 254
D类地址、 E类地址
D
类地址:没有子网掩码,用于多播(组播)地址
第1部分取值范围是:224~239
E
类地址:保留为今后使用
第1部分取值范围是:240~255
ABCDE
五类是根据第一部分取值不同来区分的
子网掩码的CIDR表示方法
CIDR(Classless Inter-Domain Routing)
:无类别域间路由
子网掩码的CIDR
表示方法
192.168.1.100/24,代表子网掩码有24个1,也就是255.255.255.0
123.210.100.200/16,代表子网掩码有16个1,也就是255.255.0.0
网络IP
地址计算工具:https://www.sojson.com/convert/subnetmask.html
为什么要进行子网划分?
◼ 如果需要让200台主机在同一个网段内,可以分配一个C
类网段,比如192.168.1.0/24
共254个可用IP
地址:192.168.1.1~192.168.1.254
多出54个空闲的IP
地址,这种情况并不算浪费资源
◼ 如果需要让500台主机在同一个网段内,那就分配一个B
类网段,比如191.100.0.0/16
共65534个可用IP
地址:191.100.0.1~191.100.255.254
多出65034个空闲的IP
地址,这种情况属于极大的浪费资源
◼ 如何尽量避免浪费IP地址资源?
合理进行子网划分
子网划分
子网划分:借用主机位作子网位,划分出多个子网
可用分为
等长子网划分:将一个网段等分成多个子网,每个子网的可用IP
地址数量是一样的(均分)
变长子网划分:每个子网的可用IP
地址数量可以是不一样的
子网划分器:http://www.ab126.com/web/3552.html
子网划分的步骤:
确定子网的子网掩码长度
确定子网中第1个、最后1个主机可用的IP
地址
等长子网划分 - 等分成2个子网
A
子网
子网掩码:255.255.255.128/25
主机可用IP地址:192.168.0.1~192.168.0.126 126个可用IP地址
B
子网
子网掩码:255.255.255.128/25
主机可用IP
地址:192.168.0.129~192.168.0.254 126个可用IP
地址
总结:如果一个网络是原来网络的1/2,子网掩码往后移1位。
等长子网划分 - 等分成4个子网(往后移两位)
◼ 4个子网的子网掩码都是:255.255.255.192/26
◼ A
子网的主机可用IP地址
192.168.0.1~192.168.0.62
◼ B子网的主机可用IP地址
192.168.0.65~192.168.0.126
◼ C子网的主机可用IP地址
192.168.0.129~192.168.0.190
◼ D子网的主机可用IP地址
192.168.0.193~192.168.0.254
总结:
256/4=64
网关不能是网段,必须是合理的IP地址。
ABC类的划分跟子网掩码是没有什么关系的,10.172.168.1/24是A类地址的子网,因为A类地址第一部分00开头,且不能全为0。