1. 一些工具
浏览器:
chrome Fidder Wireshark
模拟工具
Xshell
Packet Tracer
GNS3
2. 网络互连模型
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3. 请求过程
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4. 网络分层
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5.计算机之前的几种通信方式
- 网线直连
- 同轴线缆
- 集线器 (Hub)
- 网桥(Bridge)
- 交换机(Switch)
- 路由器(Router)
6.MAC地址与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中,由IEEE802标准规定.
- 前3字节: OUI(Organizationally unique identifier) 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 - OUI查询
https://standards-oui.ieee.org/oui/oui.txt
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
Mac地址的获取
- 档不知道对方主机的MAC地址时,可以通过发送ARP广播获取对方的MAC地址
2.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
储存时间比较短,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
- arp -s 主机地址 MAC地址: 增加一条缓存信息,静态缓存,储存比较久
ARP
- ARP 全称Address Resolution Protocol 译为:地址解析协议
通过IP地址获取MAC地址 - RARP （RARP：Reverse Address Resolution Protocol） 译为:反向地址解析协议
使用与ARP相同的报头结构
作用于ARP相反,用于MAC地址转换为IP地址
后来被BOOTP、DHCP所取代
ICMP
- ICMP（Internet Control Message Protocol）译为:互联网控制消息协议
- IPv4中的ICMP被称为ICMPv4,IPv6中的ICMP则被称作ICMPv6
- 通常用于返回错误信息. 比如TTL过期、目的不可达
- ICMP的错误消息总是包括了源数据并返回给发送者
IP地址
- IP Internet Protocol Address 互联网上每一个主机都有一个IP地址
最初是IPv4, 32bit(4字节),2019年11月25日,全球的IP地址已经用完
后面退出了IPv6版本,128(16字节)
| 1100 0000 | 1010 1000 | 0000 0001 | 0000 1010 |
|---|---|---|---|
| 第一部分 | 第二部分 | 第三部分 | 第四部分 |
| 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
- 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
- A类 : 默认子网掩码是255.0.0.0
| 8bit | 24bit |
|---|---|
| 网络ID 0 开头 | 主机ID |
- B类地址: 默认子网掩码是255.255.0.0
| 16bit | 16bit |
|---|---|
| 网络ID 10 开头 | 主机ID |
- C类地址: 默认子网掩码是255.255.255.0
| 24bit | 8bit |
|---|---|
| 网络ID 110 开头 | 主机ID |
- D类地址: 以1110开头,多播地址
- E类地址: 以1111开头,保留为今后使用
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发数据
A类地址
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- 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部分驱逐范围是 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
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- 网络ID
- 可以分配给主机的 第1部分取值范围: 128---191
- 第2部分的取值范围是: 0---255
- 主机ID
- 第3,4部分驱逐范围是 0---255
- 每个A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
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- 网络ID
- 可以分配给主机的 第1部分取值范围: 192--223
- 第2,3部分的取值范围是: 0---255
- 主机ID
- 第4部分驱逐范围是 0---255
- 每个A类网络能容纳的最大主机数是: 256- 2 = 254
-
D类地址: 没有子网掩码,用于多播(组播)地址
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第1部分取值是: 224--239
-
E类地址: 保留为今后使用
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第1部分取值是: 240---255
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
计算工具:https://www.sojson.com/convert/subnetmask.html
子网划分是为了避免IP资源的浪费
比如 200台主机在在C段 一共254个可用IP 这就浪费了54个IP地址
如果需要让500台主机在同一网段内,那就要分配一个B类网段,比如191.100.0.0/16
共出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,这种属于极大的浪费资源
子网划分
借用主机位作子网位,划分多个子网
可用分为
- 等长子网划分: 将一个网段分成多个子网,每个子网的可用IP地址数量是一样的
- 变长子网划分: 每个子网的可用IP地址数量可以使不一样的
子网划分器: http://www.ab126.com/web/3552.html
- 子网划分步骤
- 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
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- A子网:
子网掩码: 255.255.255.125/25
主机可用IP:192.168.0.1-192.168.0.126 - B子网
子网掩码: 255.255.255.128/25
主机可用IP: 192.168.0.129-192.168.0.254
等长子网划分 等分成4个子网
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4个子网的子网掩码都是:255.255.255.192/26
- A子网:
主机可用IP:192.168.0.1-192.168.0.62 - B子网
主机可用IP: 192.168.0.62-192.168.0.126 - C子网
主机可用IP: 192.168.0.129-192.168.0.190 - D子网
主机可用IP: 192.168.0.193-192.168.0.254
等分为8个子网
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子网掩码都是:255.255.255.224/27
A子网:192.168.0.1-192.168.0.30
B子网:192.168.0.33 -192.168.0.62
C子网:192.168.0.65-192.168.0.94
D子网:192.168.0.97-192.168.0.126
E子网:192.168.0.129-192.168.0.158
F子网:192.168.0.161-192.168.0.190
G子网:192.168.0.193-192.168.0.222
B子网:192.168.0.225-192.168.0.254
变长子网划分
如果一个子网地址的长度是原网段的(1/2)^n,那么
- 子网的子网掩码,就是在原网段的子网掩码基础上增加n个1
-
不等长的子网,它们的子网掩码也不同
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超网: 将多个连续的网段合并成一个更大的网段
需求:原来有200台计算机使用192.168.0.0/24网段,现在需要增加200台设备到同一个网段
200台在192.168.0.0/24网段,200台在192.168.1.0/24网段
合并192.168.0.0/24、192.168.1.0/24为一个网段: 192.168.0.0/23(子网掩码往左移动1位)
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合并3个网段
-
子网掩码向左移动2位,可以合并4个网段
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将192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24合并为192.168.0.0/22网段
下面两个网段,能通过子网掩码像左移动1位进行合并吗?
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合并网段的规律
-
假设n是2的k次幂(k>=1)
子网掩码左移k位能够合并n个网段
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-假设n是2的k次幂（k≥1）
如果第一个网段的网络号能被n整除,那么由它开始连续的n个网段,通过左移k位子网掩码进行合并
比如:
- 第一个网段的网络号以二进制0结尾,那么由它开始连续的2个网段,能通过左移1位子网掩码进行合并
- 第一个网段的网络号以二进制00结尾,那么由它开始连续的4个网段,能通过左移2位子网掩码进行合并
- 第一个网段的网络号以二进制000结尾,那么由它开始连续的8个网段,能通过左移3位子网掩码进行合并
如何判断一个网段是子网还是超网
- 看看该网段的类型. 是A类网络,B类网络,C类网络
默认情况下,A类子网掩码的位数是8,B类子网掩码的位数是16,C类子网掩码的位数是24 - 如果该网段的子网掩码位数比默认子网掩码多,就是子网
3.如果该网段的子网掩码位数比默认子网掩码少,则是超网
比如
25.100.0.0/16是一个A类子网
200.100.0.0/16是一个C类超网
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