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  • IP地址长度为32位,常分为4个8位 IP地址常使用点分十进制来表示(0~255.0~255.0~255.0~255) 114.114.114.114 8.8.8.8 255.255.255.255 111.111.111.111 192.168.31.11 ....... 2^32 = 4294961296 个IP地址 分类...

    IP地址的组成

    IP地址长度为32位,常分为4个8位

    IP地址常使用点分十进制来表示(0~255.0~255.0~255.0~255)

    114.114.114.114    8.8.8.8    255.255.255.255    111.111.111.111   192.168.31.11 .......

    2^32 = 4294961296 个IP地址

     

    以下分为3大知识点 分类的IP地址、划分子网、无分类编织CIDR

    ★分类的IP地址

     

    特殊的主机号

    主机号是全0表示当前网络段,不可分配为特定主机

    主机号为全1表示广播地址,向当前网络段所有主机发送消息

    1.2.3.4    1.0.0.0     1.255.255.255

    特殊的网络号

    A类地址网络段全0(00000000)表示特殊网络

    A类地址网络段后7位全1(01111111127)表示回环地址

    B类地址网络段(10000000.00000000128.0)是不可使用的

    C类地址网络段(192.0.0)是不可使用的

     

     

    127.0.0.1, 通常被称为本地回环地址(Loopback Address) , 不属于任何

    一个有类别地址类。它代表设备的本地虚拟接口,所以默认被看作是永远

    不会宕掉的接口。在Windows操作系统中也有相似的定义, 所以通常在

    安装网卡前就可以ping通这个本地回环地址。一般都会用来检查本地网络

    协议、基本数据接口等是否正常的。

     

    ★划分子网

    子网掩码的性质:

    子网掩码和IP地址一样,都是32位
    子网掩码由连续的1和连续的0组成
    某一个子网的子网掩码具备网络号位数个连续的1

     

     

    ★无分类编织CIDR

     

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  • Leetcode 93. 复原IP地址

    2020-06-10 10:04:57
    首先,dfs传入的此一个参数,是剩下的数字字符串,使用stoi的时候,要防止结果溢出,我们知道ipv4地址的每一项最多3位,所以,当前字符串超过三位之后,直接return,在for循环中也是一样,截取的字符串长度超过3,...

    93. 复原IP地址

    解题思路:

    典型的dfs+回溯的题:挨个判断所有的字符串类型组合,符合题意则加入最后的vector否则退出递归;
    这里说一下几个点,首先,dfs传入的此一个参数,是剩下的数字字符串,使用stoi的时候,要防止结果溢出,我们知道ipv4地址的每一项最多3位,所以,当前字符串超过三位之后,直接return,在for循环中也是一样,截取的字符串长度超过3,直接break;
    还有注意测试用例: “010010” ,也就是说stoi会直接忽略掉前置0,比如010,会直接转换为10,最后造成错误,我们直到ipv4地址,如果第一个字符为0,则只可能是单个数字0,所以我们只要加上str[0] == '0' && str.length() > 1的判断,即可找出类似010这种组合,直接排除即可。

    源代码:
    class Solution {
    private:
        vector<string> res;
    public:
        void dfs(string str, int index, string path){
            long long tmp;
            if(str == "") return;
            if(index == 4){
                if(str.length() > 3) return;
                long long tmp = stoi(str);
                if(tmp > 255 || (str[0] == '0' && str.length() > 1)) return;
                path += str;
                res.push_back(path);
            }
            int i;
            for(i=1;i<=str.length();i++){
                string tmp_chars = str.substr(0, i);
                if(i > 3) break;
                if(stoi(str.substr(0, i)) > 255 || (tmp_chars[0] == '0' && tmp_chars.length() > 1)) break;
                string tmp_str = path;
                path += str.substr(0, i);
                path += ".";
                dfs(str.substr(i, str.length() - i + 1), index+1, path);
                path = tmp_str;
            }
        }
        vector<string> restoreIpAddresses(string s) {
            if(s == "") return res;
            string tmp_path = "";
            dfs(s, 1, tmp_path);
            return res;
        }
    };
    
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  • IP地址长度为32位,常分成4个8位,IP地址常使用点分十进制来表示(0~255.0~255.0~255.0~255)。例如:114.114.114.114、255.255.255.255 IP数据报 IP数据报由首部和数据两部分组成 版本:指的是IP协议的版本,...

    IP地址长度为32位,常分成4个8位,IP地址常使用点分十进制来表示(0~255.0~255.0~255.0~255)。例如:114.114.114.114、255.255.255.255

    IP数据报

    IP数据报由首部和数据两部分组成

    版本:指的是IP协议的版本,通信双方的版本必须一致,当前主流版本是4,即IPv4,也有IPv6,占4位。

    首部长度:最大数值为15,表示的是IP首部长度,单位是“32位字”(4个字节),也即是IP首部最大长度为60字节,占4位。

    总长度:最大数值为65535,表示的是IP数据报总长度(IP首部+IP数据),占16位。

    IP数据报最大长度比数据链路层的数据帧最大长度要大,网络层会将IP数据报分片,再交付给数据链路层。

    标识:相同标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报,占16位。

    标志:中间一位记为DF(Don't Fragment),DF=1不分片,DF=0分片。最低一位记为MF(More Fragment),MF=1后面还有分片数据,MF=0已经是最后分片数据。

    片偏移:较长的分组在分片后,某片在原分组中的相对位置。也就是说,相对用户数据字段的起点,该片从何处开始。片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说,除了最后一个分片,每个分片的长度一定是8字节(64位)的整数倍。

    TTL:表明IP数据报文在网络中的寿命,每经过一个设备, TTL减1,当TTL=0时,网络设备必须丢弃该报文,占8位。

    协议:表明IP数据所携带的具体数据是什么协议的(如: TCP、 UDP等),占8位。

    首部校验和:校验IP首部是否有出错,占16位。

    源IP地址:占32位。

    目的IP地址:占32位。

    IP协议的转发流程

    如下图所示,计算机A将数据发送给计算机B要经过多个网络,数据的传输过程是怎样的呢?

    计算机A往计算机B发送数据的传输路径有很多种选择。我们暂且随机选一条传输路径,拉直后如下图

    数据经过网络1到达路由器,经过网络2到达路由器,经过网络3到达计算机B。这种传输方式称为逐跳(hop-by-hop),抽象地来看,数据在网络中的传输是从一个IP地址跳到另一个IP地址。

    计算机、路由器都拥有一个路由表,路由表存储着指向特定网络地址的路径。

    假设上图是计算机A的路由表,数据要到达目的地址IP1,下一跳的IP地址是IP4;数据要到达目的地址IP2,下一跳的IP地址是IP5。

    仅从网络层分析,A发数据给B过程如下:

    1、A发出目的IP为B的IP数据报, 查询自身路由表发现下一跳为E。

    2、A将数据报发送给E。

    3、E查询路由表发现下一跳为F,将数据报发送给F。

    4、F查询路由表发现与目的IP设备B直接连接,将数据报发送给B。

    结合网络层与数据链路层分析数据转发过程,如下:

    1、A发出目的IP为B的IP数据报, 查询路由表发现下一跳为E;A将IP数据报交给数据链路层,并告知目的MAC地址是E;数据链路层填充源MAC地址A和目的MAC地址E;数据链路层通过物理层将数据发送给E。

    2、E的数据链路层接收到数据帧, 把帧数据交给网络层;E查询路由表, 发现下一跳为F;E的网络层再把数据报交给数据链路层,并告知目的MAC地址为F;E的数据链路层封装数据帧并发送。

    3、F的数据链路层接收到数据帧, 把帧数据交给网络层;F查询路由表, 发现下一跳为B;F的网络层再把数据报交给数据链路层,并告知目的MAC地址为B;F的数据链路层封装数据帧并发送。

    在数据转发的过程中,数据帧每一跳的MAC地址都在变化,而IP数据报每一跳的IP地址始终保持不变。

    ARP协议

    1、A发出目的IP为B的IP数据报, 查询路由表发现下一跳为E;A将IP数据报交给数据链路层,并告知目的MAC地址是E;数据链路层填充源MAC地址A和目的MAC地址E;数据链路层通过物理层将数据发送给E。

    网络层通过路由表知道下一跳的IP地址,但是数据链路层的数据帧要包含下一跳的MAC地址。如何获取下一跳的MAC地址就要用到ARP协议了。

    ARP(Address Resolution Protocol)即地址解析协议, 用于实现从IP地址到MAC地址的映射,即询问目标IP对应的MAC地址。

    与数据链路层的MAC地址表、网络层的路由表类似,ARP协议也有一张表,名为ARP缓存表,表里面放置了IP和MAC地址的映射信息,通过IP地址就能找到对应的MAC地址了。如下图:

    window系统使用 arp -a 命令查看本机的ARP缓存表

    假如计算机A的ARP缓存表中没有下一跳IP与MAC地址的映射,A会广播一个请求给所有相连接的设备,请求中包含A的IP、A的MAC地址以及下一跳的IP。相连设备接收到请求后,判断如果IP不是自己,这丢弃报文,如果IP是自己,则返回一个响应包,响应包信息中包含了自己的IP和MAC地址。A就知道了下一跳的MAC地址,并更新ARP缓存表。

    ARP协议使用“广播请求,单播回应”的方式,可以减少网络之间的请求,避免网络拥塞。

    另一个有意思的问题是“APR协议属于数据链路层协议还是网络层协议?”,这问题的难度堪比另一个世界级难题:世界上最好的编程语言是什么?基于功能来考虑,ARP要获取MAC地址,所以是数据链路层协议。基于分层/包封装来考虑,ARP协议与IP协议一样基于数据链路层的以太网协议实现,以太帧的类型字段使用0800表示上层协议是IP协议,使用0806表示上层协议是ARP协议,ARP协议与IP协议平起平坐,所以是网络层协议。

     

     

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  • 说明:现在IPV4下用一个32位无符号整数来表示,一般用点分方式来显示,点将IP地址分成4个部分,每个部分8位。 思路: (1)将ip使用字符串处理方式分割成数组。 (2)判断数组长度是否4,不4,直接返回非法...

    本篇主要是实现验证IP地址是否合法。

    说明:现在IPV4下用一个32位无符号整数来表示,一般用点分方式来显示,点将IP地址分成4个部分,每个部分为8位。

    思路:

    (1)将ip使用字符串处理方式分割成数组。

    (2)判断数组长度是否为4,不为4,直接返回非法。

    (3)判断每个分割后的字符串是否是数字,如果不是数字直接返回非法。

    (4)判断当前数字是否在0到255之间,如果不符合直接返回非法。

    (5)完成以上判断,即为合法IP。

    附实现代码如下:

    public static void main(String args[]) throws IOException{
    		
    		 System.out.println(validateIp("1231.1313.11.1"));
    		 System.out.println(validateIp("213.11"));
    		 System.out.println(validateIp("2131..111.."));
    		 System.out.println(validateIp("AA.2341..113"));
    		 System.out.println(validateIp("4453.12313.111"));
    		 System.out.println(validateIp("10.93.1.1"));
    		 System.out.println(validateIp("10.3.10.1"));
    	 }
        
        public static boolean validateIp(String s){
            String arr[] = s.split("\\.");
            if(arr.length!=4) return false;
            for(int i=0;i<arr.length;i++){	        
                if(!isNum(arr[i]))return false;
                int num = Integer.parseInt(arr[i]);	           
                if(num < 0 || num > 255){
                	return false;
                }
            }
            return true;
        }
        
        public static boolean isNum(String str){
            return str.matches("^[0-9]+$");
        }

     

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