基礎系列丨最容易被遺忘的IP和ARP知識

Mac電腦 Windows 電腦 路由器 三旺通信 2019-07-13
基礎系列丨最容易被遺忘的IP和ARP知識

網絡層

負責將報文從源送到目的

包括TCP建立連接,也需要依靠網絡層,來將這個連接請求,傳遞到對方。

為設備提供邏輯地址,也就是IP地址

主流是IPV4地址

IPV4地址,為32位二進制數,長度4個字節,1字節等於8比特(位)

ICMP

主要用於檢測網絡的連通性

也是面向連接

對方收到我的請求後,需要發送回覆

ping 114.114.114.114

Tracert

主要用於檢測,或者說跟蹤,源到目的站點所經過的路徑

使用IP頭部中的TTL字段

TTL字段,每經過一臺三層設備,減1

windows 10 發出的TTL為 64

tracert 114.114.114.114

原理

基於UDP 或者 ICMP

首先發送一個TTL為1的UDP探測報文,源IP是本地,目的IP比如是114.114.114.114

當第一個三層設備收到後,查找去往目的站點的路由,

但此時,TTL已經為0超時了,所以它會迴應超時報文,

這個時候,它的IP地址會顯示出來

依次類推,直到去到目的站點

ARP

使用IP去解析該IP對應的MAC

比如ping 192.168.1.2

假設現在電腦沒有192.168.1.2的ARP表項,此時就完成不了二層封裝

為什麼,因為二層頭部是源MAC,目的MAC

這時候就需要發送ARP報文去詢問192.168.1.2的MAC地址

當192.168.1.2收到這個詢問,首先會記錄詢問者的IP+MAC對應關係

生成ARP表項,然後回覆自身的MAC給詢問者。

代理ARP

主要解決目標IP不在同一個網段的情況下,回覆本接口MAC,進行數據轉發

192.168.1.2------------1.1 Route 2.1-------------2.2

首先1.2沒有配置網關地址,也沒有配置路由,並沒有2.2的ARP表項

這個時候1.2發送ARP請求,當Route收到ARP報文後,發現目的MAC

是廣播地址,繼續往拆三層,

發現目的IP不是自己,但是由於接口開了代理ARP,這個時候,首先它會去查

路由表,發現去往2.2這個地址,有路由條目,並且是直連。於是將1.1這個接口

的MAC告訴給1.2

反向ARP

依靠MAC地址來獲取IP

允許局域網的設備從網關服務器上的ARP表項或緩存來請求IP地址

有點類似與DHCP,但與DHCP有一些差別

RARP是封裝以太網幀中,DHCP報文封裝在UDP協議中

但大體上的過程差不多,

IP地址 邏輯地址

用來確定一個網絡中一個節點,或者一個設備

兩臺主機通信,必須要有IP地址

32位二進制數

為了便於記憶,轉換成10進制數,如

192.168.1.1

並且用點號分割

也稱為點分十進制數

子網掩碼

用於確定IP地址的網絡位,跟主機位

IP地址+子網掩碼,必須同時出現

默認A類:255.0.0.0

默認B類:255.255.0.0

默認C類:255.255.255.0

255.0.0.0 簡便表示 /8

255.255.0.0 簡便表示 /16

255.255.255.0 簡便表示 /24

例如:

192.168.1.0/24

表示他的掩碼是255.255.255.0

習慣就好!!

192.168.1.0/24

網絡部分:192.168.1

主機部分:.0

公有地址

全球地址,互聯網可路由,合法地址

私有地址

本地使用,例如家用路由 192.168.1.0/24

你家也用,別人家也可以用

但是這種地址,不能出現在公網,因為公網沒有路由

出去必須換馬甲,例如NAT技術

子網掩碼

對應網絡部分的,必須為1

對應主機部分的,必須為0

1表示完全匹配,0表示任意

例如:

200.1.1.0

255.255.255.0

我們僅僅只看默認掩碼

因為這是個C類地址

那麼網絡部分是:200.1.1.

主機部分是:0

255,把他換算成二進制數

255=128+64+32+16+8+4+4+2+1

實際上就是11111111

是不是網絡部分全為1,而主機部分全為0

地址類型

網絡地址:主機地址為0,即最小保留地址

主機地址:可用的主機IP地址

廣播地址:主機地址為1,即最大保留地址

例如:

100.1.1.0

255.255.255.0

首先:這個掩碼所能確定的主機IP地址為0-255

那麼

網絡地址就是: 100.1.1.0(0),即最小保留地址

主機地址則是:100.1.1.(1-254),可以分配給主機的可用IP地址

廣播地址則是:100.1.1.255 (255)即最大保留地址

劃分子網

提供靈活的編址,優化網絡

減少網絡流量。路由器增加廣播域,廣播域越多,每個廣播域就越小,而每個網段的網絡流量也越少。

優化網絡性能 。

簡化管理,找出並隔離網絡問題更容易;將多個小網絡連接起來可提高系統的效率 。

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