IP协议、ARP以及子网划分合并超网

                              IP协议、ARP以及子网划分合并超网

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Internet层

Internet Protocol ip协议

ICMP协议：因特网控制信息协议，ping命令所用协议

ping 192.168.1.1 -s 64：指定数据包是64个字节去ping

icmp_seq：发出的数据包序号

ttl：数据包生命周期，数据通过路由器数据包生命周期会有减小

 

traceroute：至关于windows的tracert命令，也属于icmp协议

mtr：跟踪数据包命令，也属于icmp协议

上列地址改成1禁止ping命令

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

IGMP协议：因特网组管理协议

ARP协议：地址解析协议，基于网段工做，不能跨越路由器，把ip地址翻译成mac地址，

向网络发广播寻找目标地址，将目标地址mac暂时设定为48个1，也就是ff:ff:ff:ff:ff发送的

数据包中包含有本身的地址，也就是源地址找到后将mac地址记录下，过段时间后若是不访问，arp表内该条记录将会自动删除，arp将信任第一次ip的mac地址

ARP发生在三次握手以前

Gratuitous ARP：免费ARP模式，不该答、不公布本身的地址，避免地址冲突

反向ARP：根据网络上的mac地址发送ip地址

DHCP服务器：给网络中的计算机分配地址

两台设备互相通信，先路由表，再ARP，最后三次握手，三者有一处有问题，网络都会不通

 

Internet 协议特征

  运行于OSI 网络层

  面向无链接的协议

  独立处理数据包

  分层编址

  尽力而为传输，但不确保必定能到

  无数据恢复功能

 

IP PDU报头

 

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

首部长度：长度达到20个字节；

总长度：能够到达2^16个字节，即65536个字节；

标识：分片后的小包具备标识，代表这些小包来自于一个包片偏移：片处于整个包的哪一个位置，以8个字节为偏移单位，抓包出来的数字均已经除过8计算的；

标志：占3位，第一位不起做用；第二位DF，当DF=0时候容许分片，df=1代表该包没有分片；第三位MF，当MF=1毕爱明后面还有分片，MF=0表示最后一个分片；

生存时间：ttl生命期，ttl生命期更改路径：/proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl；

协议：谁是上层，就写谁的协议

 

ip地址

ip地址本没有 .，只是为了书写简便、便于识别，并且每一位都是8位的二进制，好比0.0.0.0是00000000000000000000000000000000

它们可惟一标识IP 网络中的每台设备

每台主机（计算机、网络设备、外围设备）必须具备惟一的地址

IP地址由两部分组成:

网络ID：能够理解为电话区号

标识网络

每一个网段分配一个网络ID

主机ID：能够理解为电话号

标识单个主机

由组织分配给各设备

IP地址：网络id+主机id

IP地址分类

A类：前8位网络ID，后24位主机id，最高位是0，全球才有126个A类网段，样式：0XXXXXXX.A.B.C，最高位不动，可变的只有0后面的7位，所以最可能是127.A.B.C，网段数=2^可变的网络ID位数，即2^7=128，0-127.A.B.C，由于0和127网段特殊，所以只能使用1-126个网段可用，该网段内ip可分配10.0.0.0-10.255.255.255，10.0.0.0为网络id，10.255.255.255也为网络广播地址，所以ip数为2^24 -2，因此说一个A类网段存放主机数为16777214，子网掩码：255.0.0.0；

B类：前16位网络ID，后16位主机id，2^14个网段，一个B类网段有2^16 -2=65534个主机数，标识128.A.B.C-191.A.B.C，子网掩码：255.255.0.0；

C类：前3位110，前24位网络ID，后8位主机ID，2^21个网段，2^8 -2个主机数，11000000.A.B.C-11011111.A.B.C，即192.A.B.C-223.A.B.C，掩码：255.255.255.0；

D类：不能给主机分配，给多播地址分配ip，1110XXXX.A.B.C，范围11100000-11101111.A.B.C，即224-239.A.B.C；

E类：保留未使用，11110XXX.A.B.C

 

CIDR无类域名路由：网络id位数不肯定，可能会出现无规则位的网络id，为了肯定网络id位数，引用子网掩码进行规则

CIDR表示法：192.168.0.1/24，24个网络id段

 

子网掩码：肯定网络ID位数，高位为1，低位为0，1和0只能连续出现，不能相互分隔，为1的位数即为网络id位，为0的位数为主机ID位，有多少个1就有多少个网络id位，有多少个0就有多少个主机id，好比说255.255.255.0，转换为二进制后有连续24个1，连续8个0，所以有24个网络id位，8个主机位

好比问ip192.168.200.100 子网掩码255.255.240.0 此ip所在网段有多少主机？255有8个1,240有4个1，因此网络id是8+8+4=20个，从而得出主机id=32-20=12个，所以主机数是2^12-2=4094

 

子网掩码只会出现

00000000    0

10000000    128

11000000    192

11100000    224

11110000    240

11111000    248

11111100    252

11111110    254

11111111    255

具体子网划分请查看练习题

公式总结：

一、网段数=2^可变的网络ID位数

二、ip数=2^主机id数-2，或者ip数=2^(32-网络id数)

三、CIDR无类域名路由：网络id位数不肯定，可能会出现无规则位的网络id

四、网络id=ip与netmask（与运算）

五、判断目标主机是否和本主机在同一个网段，本机的子网掩码与双方相与，再比较

六、划分子网：将一个大网（主机多，主机id位数多）分隔成多个小网（主机少，主机id位数少），网络id向主机id借位，好比10.0.0.1-10.255.255.254划分子网，网络id向主机id借1位，此时子网范围是10.127.255.254/9，10.0 0000000.0.0.1变为10.0 1111111.0.0.1，借n位变成2^n个子网

七、合并超网：将多个小网合成一个大网，主机id向网络id借位，主机id变多，倒着找，共同点最多的位数作网络id位

220.78.168.0/24          220.78.10101 000.0

220.78.169.0/24  合并 220.78.10101 001.0   以后 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是否能够连通？

A通信B不知道B的子网掩码，就用本身的子网掩码通信，二者网络id都是192.168.0.0，能够通

B通信A不知道B的子网掩码，也用本身的子网掩码通信，一个是192.168.32.0，一个是192.168.33.0，没法通

公共IP地址

私有地址范围

A:10.0.0.0/8 ，1个网段

B:172.16.0.0/16

  172.17.0.0/16

  …

  172.31.0.0/16

16个网段

 

C:192.168.0.0/24

  192.168.1.0/24

  …

  192.168.255.0/24

  256个网段

 

特殊地址

a.0.0.0.0不是一个真正意义上的IP地址。它表示全部不清楚的主机和目的网络

b.255.255.255.255限制广播地址。对本机来讲，这个地址指本网段内(同一广播域)的全部主机

c.127.0.0.1～127.255.255.254本机回环地址，主要用于测试。在传输介质上永远不该该出现目的地址为“127.0.0.1”的数据包

d.224.0.0.0到239.255.255.255组播地址，224.0.0.1特指全部主机，224.0.0.2特指全部路由器。224.0.0.5指OSPF 路由器，地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序

e.169.254.x.x若是Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址，而又没法从DHCP服务器获取地址，系统会为主机分配这样地址

 

跨网络通讯

跨网络通讯：路由

路由分类：

  主机路由

  网络路由

  默认路由

优先级：精度越高，优先级越高

connect: Network is unreachable，路由未设置会提示