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  • 以太网数据包以广播方式发送
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    2013-10-12 17:23:20
    在以太网中数据包是如何发送的?ip和MAC有什么关系呢?下面所讲的数据传送只设计网络层和数据链路层。在linux下。
    在局域网内,一台主机H1(192.168.1.110)想发送数据给主机H2(192.168.1.111)时。数据是怎样过去的呢?
    首先H1会查看自己的route table(命令route查看):

    Destination        Gateway                Genmask                Flags Metric Ref      Use Iface
    192.168.1.0                                  255.255.255.0                              0 eth0
    default                192.168.1.1        0.0.0.0                UG                          0 eth0

    确定H2在同一局域网内,将数据包直接从网卡eth0发出。再查看arp table,获取H2的MAC地址(命令arp查看):

    Address                                  HWtype  HWaddress                    Flags Mask                      Iface
    192.168.1.1                          ether    00:1d:0f:3e:95:46                                          eth0

    当arp中没有H2的IP到MAC映射时,H1需要广播一个frame,包含下面的几个值:

    H1MAC  ||  广播MAC  ||  H1IP  ||  H2IP

    局域网内所有主机都接受这个frame,因为是广播MAC(广播MAC为: FF-FF-FF-FF-FF-FF),所以都需解析它的数据内容,获得其中的目标IP。与自己的IP不匹配的主机直接忽略frame。匹配的主机发回一个frame,包含:

    本机IP  ||  本机MAC  ||  H1IP  ||  H1MAC

    这样H1就获得了H2的IP与MAC映射了。接着就进行frame的之间传输了(其他的主机无需解析出frame的IP,只要查看它的MAC是否与自己的匹配就行。也就是说无需提交到网络层,节省运算时间和资源)。
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  • 以太网及网络工作原理二

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    2、以太网工作原理 2.2、以太网数据帧 OSI数据链路层作为七层模型的第2层负责把上面传的数据封装经物理层传出去,也就是在整个数据进行打包的最后一道工序,好比打包完成准备装车发送一样。数据帧是什么结构?有什么...

    2、以太网工作原理

    2.2、以太网数据帧

    OSI数据链路层作为七层模型的第2层负责把上面传的数据封装经物理层传出去,也就是在整个数据进行打包的最后一道工序,好比打包完成准备装车发送一样。数据帧是什么结构?有什么功能?
    以太网数据帧EthernetⅡ帧,以太网中大多数的数据帧使用的是EthernetⅡ格式。
    前导码:由7字节同步码和1字节帧开始定界符组成。7字节同步码作用使接收端的适配器在接收 MAC 帧时能够迅速调整时钟频率,使它和发送端的频率相同,这个比方作练习乐器时,先调好节拍器,心中嘀···嗒···嘀···嗒数好节拍。

    以太网数据帧前导码

    1字节帧首定界符,SFD的值为10101011,作用:作为帧开始的信号,SFD提醒接收站,这是最后一次进行同步的机会,最后两个比特提醒接收方准备接收,接下来的字段是目的地址。

    目标MAC地址:是目的MAC地址。DestinationMAC字段长度为6个字节,标识帧的接收者,接收方的网络适配器的物理地址(MAC 地址)。

    源MAC地址:发送方的标识,SourceMAC字段长度为6个字节网络适配器的物理地址(MAC 地址)。

    类型字段:于标识数据字段中包含的高层协议,该字段长度为2个字节。类型字段取值为0x0800的帧代表IP协议帧;类型字段取值为0806的帧代表ARP协议帧。

    数据:也称为效载荷,表示交付给上层的数据。以太网帧数据长度最小为 46 字节,最大为 1500 字节。如果不足 46 字节时,会填充到最小长度。最大值也叫最大传输单元(MTU)。

    来自应用层数据在传输层分段,网络层分组,添加目标MAC地址和源MAC地址及类型后封装成的数据。

    帧校验序列 FCS:检测该帧是否出现差错,占 4 个字节(32 比特)。发送方计算帧的循环冗余码校验(CRC)值,把这个值写到帧里。接收方计算机重新计算 CRC,与 FCS 字段的值进行比较。如果两个值不相同,则表示传输过程中发生了数据丢失或改变。这时,就需要重新传输这一帧。

    在这里插入图片描述
    查看网络抓包的EthernetⅡ帧,通过上图我们能看到EthernetⅡ帧的结构。

    常见帧的类型字段:

    序号类型字段
    10x0800 表示该帧的上层封装的是IP协议
    20x0806 表示该帧的上层封装的是ARP协议
    30x86DD 表示该帧的上层封装的是IPv6协议
    40x8847(单)/8848(组)表示该帧的上层封装的是MPLS协议
    50x8864/8864 表示该帧的上层封装的是PPPoE协议
    60x8809 表示该帧的上层封装的是LACP协议

    2.3、数据帧传输

    EthernetⅡ帧报文加入源MAC地址和目的地址,实现在以太网的通信,MAC地址是厂商在生产设备时,写入网卡的编号到芯片里,用于标识硬件设备。交换机转发过滤表中收录通过的数据信号中的MAC地址,对应数据帧的出入接口。

    当目的地址与交换机的转发过滤表MAC地址符合时,就允许数据帧从对应接口接收或转发,没有就放弃,MAC地址的第一字节的第8比特是0表示是唯一的目的地址,一对一发送,也就是单播。
    MAC地址格式

    MAC地址的第一字节的第8比特是1表示是组播,组播是有选择性的广播,不是对全体传送数据,而是对加入的组播的多个节点发送数据。

    目的MAC地址是FF:FF:FF:FF:FF:FF时,表示对以太网内所有节点都发送,称为广播。广播方式会产生大量流量,导致带宽占率过高,会挤占其它通信的通过带宽。

    以太网网卡的工作原理:从PCI总线接收到IP数据包,重新打包成最大1518B,最小64B的帧。添加源MAC地址和数据包里面的协议类型(IPv4类型、IPv6类型、ARP类型等),然后查找目标MAC地址,发出一个ARP包,其MAC帧的目标地址是广播地址,获得对应IP的MAC地址,加入帧。
    网卡自动识别所连接的交换机,按照物理层的编码规则(10Based-T的NRZ编码或100based-T的曼彻斯特编码)把数据编码,再变为模拟信号把数据送出去。

    在这里插入图片描述
    总结:EthernetⅡ帧工作在2层,第三层是路由器使用IP地址,设定好起点和终点,第二层数据帧的MAC地址的设定,则是整个线路中每个区间(节点之间)的起点和终点。这对于后面理解每一跳很重要。

    MAC流程图

    2.4、交换机的工作原理

    交换机收到这个数据帧,把数据帧中的源MAC地址与收到这个帧的端口(端口编号)与MAC地址记录表里面去,然后交换机把该数据帧从与目标MAC地址对应的端口发送出去。如果找不到目标MAC地址,就向所有的端口发送(不包括源端口),以广播方式发送,其它主机网卡收到这一数据帧后,读取目标MAC地址与的MAC地址对比,不是就丢弃,如果是就回应自己的MAC地址,交换机收录接收的MAC和对应端口号。

    在这里插入图片描述交换机三种交换模式

    • Cut-Through(快速交换)

      交换机接收到前目的地址即开始转发过程
      延迟小
      交换机不检测错误

    • Store-and-Forward(存储转发)

      交换机接收完整的数据帧后开始转发过程
      延迟取决于数据帧长度
      交换机检测错误,错误的包将被丢弃

    • Fragment-free(分段过滤)

      交换机接收完数据包的前64字节(一个最短帧长度),然后根据头信息查表转发
      交换机检查前64字节的错误,一旦发现错误将丢弃。

    交换机节点端口的协商技术
    终端设备的网卡自动与交换机接口进行协商,我是采用100 Base-TX全双工方式,你呢?交换机接口收到,都采用是快速以太网IEEE802.3u就按照100 Base-TX这个标准发送数据,如果不是,采用最低标准。

    交换机自适应技术
    这个技术对于一些分不清用平行线还是用交差线的网友,就省了很多麻烦。一般我们常同种设备用交差线,比如主机与主机,交换机与交换机之间。不同设备用平行线,如主机与交换机、主机与路由器、路由器与交换机之间。
    现在一些新的交换机采用智能MDI/MDIX,端口MDI/MDIX自动适应能自动识别平行线与交差线,用户不管采用普通网线或者交叉网线均可以正确连接设备。

    交换机MDI端口类型
    MDI是指通过收发器发送的100BASE-T信号,即100BASE-TX、FX、T4或T2信号。MDI端口需要分清双绞线的接法。

    2.5、网线的分类

    交叉网线接法和平行网线的接法
    平行网线接法
    交叉网线接法网线以CAT作为前面标识,后面部分UTP表示非屏蔽、FTP表示单屏蔽、SFTP表示双屏蔽。

    我们常见的有四种,五类网线、超五类网线、六类网线、超六类网线,通过标识来识别CAT.5五类网线、CAT.6六类网线,在标识里带e的就超类,CAT.5e超五类网线、超六类网线的标识多了一个a,CAT.6ae超六类网线。
    在这里插入图片描述

    这几种线的不同之处:标准的超五类网线线径是0.51毫米,六类网线线径是0.57mm,超六类网线的线径则是0.58mm,超七类网线的线径则是0.62mm。超六类网线中有一根塑料的十字骨架用分隔4组芯线,减少线对之间的信号串扰。、FTP表示单屏蔽、SFTP表示双屏蔽,也是用来隔离信号的干扰,确保数据准确、安全地传输。
    网线芯线线径的粗细有什么好处?芯线的铜芯越粗它的电阻就越小,传输效率就越高。五类网线的适用性看下图:

    类型5类线超5类线6类线超6类线7类线
    作用用于百兆网络用于千兆网络稳定千兆网络支持万兆网络稳定万兆网络
    传输频率100MHZ100MHZ250MHZ500MHZ600MHZ
    最大传输速度100Mbps1000Mbps1000Mbps10000Mbps10000Mbps

    2.6、千兆以太网

    千兆以太网已经发展成为主流网络技术,取代ATM技术,成为城域网建设的主力军。

    IEEE802.3工作组建立了802.3z和802.3ab千兆位以太网工作组,其任务是开发适应不同需求的千兆位以太网标准。该标准支持全双工和半双工1000Mbps,相应的操作采用IEEE 802.3以太网的帧格式和CSMA/CD介质访问控制方法。

    以吉比特每秒速率进行以太网帧传输技术的术语,由IEEE 802.3-2005标准定义。千兆以太网和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容,并使用了原以太网标准所规定的全部技术规范,其中包括CSMA/CD协议、以太网帧、全双工、流量控制以及IEEE802.3标准中所定义的管理对象。作为以太网的一个组成部分,千兆以太网也支持流量管理技术,它保证在以太网上的服务质量,这些技术包括IEEE 802.1P第二层优先级、第三层优先级的QoS编码位、特别服务和资源预留协议(RSVP)。

    2.6.1、千兆位以太网标准主要四种类型的传输介质

    • 单模光纤;
    • 多模光纤上的长波激光(称为1000BaseLX)、多模光纤上的短波激光(称为1000BaseSX);
    • 1000BaseCX介质,该介质可在均衡屏蔽的150欧姆铜缆上传输。
    • 1000BASE-T

    单模光纤使用1000BASE-LX,LX 代表长波长,长波长激光(1310nm)的单模光缆标准时,使用8B/10B编码解码方式,最大传输距离为5000米。

    多模光纤使用1000BASE-LX多模式光纤和1000BaseSX多模式光纤方式,其中1000BaseSX中,短波长激光(850nm),芯线为50微米时传输距离550米。

    1000BASE-CX对应于802.3z标准,采用的是150Ω平衡屏蔽双绞线(STP)。最大传输距离25米,使用9芯D型连接器连接电缆。1000BASE-CX采用8B/10B编码方式。1000BASE-CX适用于交换机之间的连接,尤其适用于主干交换机和主服务器之间的短距离连接。

    1000BASE-T 1Gbit/s 使用超五类非屏蔽双绞线或6类非屏蔽双绞线,最大的传输距离100米。00BASE-T不支持8B/10B编码方式,而是采用更加复杂的编码方式。

    2.6.2、千兆以太网传输速率

    千兆以太网传输速率1Gbps,bps是数据传输速率的常用单位(又称为比特率每秒多少比特)。数字信息流的基本单位是bit(比特),时间的基本单位是s(秒)。

    1字节(Bytes)=8比特(bit)
    1Mbit/s=1024Kbit/s=1024/8KBytes/s=128KBytes/s

    千兆网比原以太网与快速以太网具有带宽更高,千兆网络的理论带宽是以Gbps进行网络传输,网络中常用理论上传输数据的最高速率来作为带宽,指在单位时间(一般指的是1秒钟)内能传输的数据量。可以想象成为一根水管,直径越大越好,单位时间内通过的水流就越多。

    在实际用户使用中,很多软件使用的是以字节为单位,所以在显示时会出现与接入速度不同。运营商使用的是bps(每秒多少比特)这个单位以比特计算传输速率,用户的软件比如下载软件使用字节(每秒多少字节)来运算,根据1字节等于8比特(1Byte=8bit)来计算,这个公式为:

    宽带理论速率Bytes/s=bps/8s (1Bps每8秒传送1Byte数据)
    1000Mbps的理论下载速度是:
    1000Mbps / 8 =125MBytes/s

    展开全文
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  • 实验四 总线型以太网的特性

    千次阅读 2020-12-02 20:43:51
    验证总线型以太网的特性(广播、碰撞) 二、实验内容 拖动三台计算机到逻辑工作空间 拖入集线器并连线 自动连线 配置IP地址 让各计算机相互发送数据包 观察arp表 观察发送过程并记录 让两台计算机...

    实验四 总线型以太网的特性

    一、实验目的 验证总线型以太网的特性(广播、碰撞) 二、实验内容

    1. 拖动三台计算机到逻辑工作空间

    2. 拖入集线器并连线

    3. 自动连线

    4. 配置IP地址

    5. 让各计算机相互发送数据包

    6. 观察arp表

    7. 观察发送过程并记录

    8. 让两台计算机同时发送数据包

    9. 观察现象并撰写实验报告 三、实验设备及软件环境: Cisco Packet Tracer 四、实验步骤及分析

    10. 拖动三台计算机到逻辑工作空间

    11. 拖入集线器并连线 集线器特点:集线器的以太网在逻辑上仍然是一个总线型网,各站共享逻辑上的总线,使用的还是CSMA/CD协议;其在同一时刻至多只允许一个站发送数据;一个集线器有多个接口;集线器工作在物理层,不进行差错检测

    12. 自动连线

    13. 配置IP地址
      各IP地址为192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3

    14. 让各计算机相互发送数据包 各个计算机的ARP高速缓存记录网络中其他主机的IP地址和相应的MAC地址 为了防止后面出现ARP广播请求

    15. 观察arp表

    16. 观察发送过程并记录 集线器广播ICMP数据包,pc1这台主机收到数据包,根据数据包的目的MAC地址,发现目的MAC地址和自己的MAC地址不匹配,所以不接收,pc2这台主机收到数据包,发现数据包的目的MAC地址,和自己的MAC地址匹配,所以发回响应。
      响应数据包到了集线器,又被广播出去,右边这台主机收到数据包,根据数据包的目的MAC地址,发现目的MAC地址和自己的MAC地址不匹配,所以不接收,左边这台主机收到数据包,发现数据包的目的MAC地址,和自己的MAC地址匹配,所以接受响应

    产生了碰撞,碰撞后的信号传导总线的各个地方,每台主机都可以检测到碰撞的信号。

    1. 让两台计算机同时发送数据包
      出现arp请求

    2. 观察现象并撰写实验报告
      VER:版本4 IHL:首部长度 DSCP:服务类型 TL:总长度28 ID:标识 FLA:标志 FRAG OFFSET:片偏移 TTL:生存长度 128跳 PRO:协议 CHKSUM:首部检验和 SRC IP:源地址192.168.1.1 DST IP:目的地址
      192.168.1.2 OPT:可选字段 PADDING:填充 DATA:数据 实验现象:Pc0先把ICMP报文发送给集线器,集线器再把报文向除pc0的主机全部发送。目的主机以外的主机会把报文丢弃,而目的主机会把报文发送给集线器。集线器再把报文发送给除目的主机以外的所有主机,pc0会接收报文,而其他主机则会丢弃。响应数据包到了集线器,又被广播出去,非目的主机收到数据包,根据数据包的目的MAC地址,发现目的MAC地址和自己的MAC地址不匹配,所以不接收,目的主机收到数据包,发现数据包的目的MAC地址,和自己的MAC地址匹配,所以接受响应

    实验报告:总线状态空闲才能发送信息。其功能:发送端将构成二进制位流的帧转化为信号,接收端反之,帧定界,采取同轴电缆半双工即总线状态空闲才能发送,寻址,在传输过程中只有目的mac地址相符合的才可以接受信息,多次碰撞使得每个主机都能检测碰撞信息。通过在网络链路中串接一个集线器,可以监听经过该链路的MAC帧,MAC地址:48位MAC地址中高24位为企业标识符,用于标识以太网卡的生产企业,地24位用于区分该企业生产的以太网卡。MAC地址分为单播地址,广播地址和组播地址。48位MAC地址中第一个字节的最低位是I/G位,为0表示单播地址,为1表示广播或组播,对应一组终端。第一个字节的次低位是G/L位,为0是局部地址,为1是全局地址(指该MAC地址全球范围内唯一)。广播地址:48位全1,ff:ff:ff:ff:ff:ff
    组播地址:01:00:5e:00:00:00~01:00:5e:7f:ff:ff 单播地址:广播和组播地址以外且I/G位为0的MAC地址。

    五、总结 总线型以太网的特点: 1、易于分布 由于节点直接连接到总线上,电缆长度短,使用电缆少,安装容易,扩充方便。 2、故障诊断困难
    各节点共享总线,因此任何一个节点出现故障都将引起整个网络无法正常工作。并且在检查故障时必须对每一个节点进行检测才能查出有问题的节点。
    3、故障隔离困难 如果节点出现故障,则直接要将节点除去,如果出现传输介质故障,则整段总线要切断。
    4、对节点要求较高每个节点都要有介质访问控制功能,以便与其他节点有序地共享总线。 5、使用CSMA/CD协议,以半双工方式工作,有争用期
    特性概念:总线型拓扑结构是指采用单根传输线作为总线,所有主机都共用一条回总线。当其中答一个工作站发送信息时,该信息将通过总线传到每一个工作站上。主机在接到信息时,先要分析该信息的目标地址与本地地址是否相同,若相同则接收该信息;若不相同,则拒绝接收。总线型拓扑结构的优点是电缆长度短,布线容易,便于扩充;其缺点主要是总线中任一处发生故障将导致整个网络的瘫痪,且故障诊断困难。

    展开全文
  • IP 数据包在以太网数据包里面,TCP 数据包在 IP 数据包里面。 2》直接广播地址 目的:区分受限广播地址。 用于同时向网络中所有的工作站进行发送的地址。 主机标示段host ID全为1的IP...

    1.网络层次划分

    OSI/RM模型:它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层,自下而上依次为:
    物理层(Physics Layer)          :面向用户
    数据链路层(Data Link Layer):面向用户
    网络层(Network Layer):面向用户
    传输层(Transport Layer)      :数据传送服务
    会话层(Session Layer)
    表示层(Presentation Layer)
    应用层(Application Layer)。


    协议分类:OSI七层模型;TCP/IP七层协议;TCP/IP五层协议
    图示:


    服务:物理层->数据链路层->网络层。。。

    2.OSI七层网络模型

    TCP/IP协议是互联网的基础协议

    不管是OSI七层模型还是TCP/IP的四层、五层模型,每一层中都要自己的专属协议,完成自己相应的工作以及与上下层级之间进行沟通。


    分类解释:

    1》物理层
    该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。
    重要器件: 中继器(放大器)  集线器

    中继器:工作于局域网中,用以延长信号的传输距离。因为信号在传输过程中会出现消耗使得信号逐渐减小,中继器用于在适当位置放大信号
    集线器:工作于局域网,用于放大信号,增大传输距离,把所有节点集中在以他为中心的节点上,但不对信号进行编码,收到什么发送什么,将网络带宽平均分配给各个网络设备

    2》数据链路层
    服务于上层(网络层),将来自网络层的数据可靠地传给目标网络机。功能是将数据整合成数据块(桢:基本单位)
    主要协议:以太网协议:与IP网很好的结合
    主要设备:
    网桥:网桥是一种对帧进行转发的技术,根据MAC地址分区块,可隔离碰撞。网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来。是连接两个局 域网的一种存储/转发设备。可扩展局域网。
    交换机:高级集线器,可划分VLAN,可以使局域网内每台机器灵活使用网络总带宽

    3》网络层

    目的:实现两个系统间的数据透明传输
    功能:路径选择,路由(路由器接收到数据包传送到目标地址的过程),逻辑寻址
    重要协议:也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单,仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有:无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP
    基本单位:IP数据报
    主要设备:路由器:路由和转换,路由器就是连接两个以上个别网络的设备。由于位于两个或更多个网络的交汇处,从而可在它们之间传   递分组


    注:网络层根据网络地址将源结点发送的数据包传送到目的结点,传输层负责将数据可靠的传输到相应端口。

    4》传输层

    开始端到端的传输,处理端到端的控制和流量,为两个端系统的会话层之间,提供建立维护和取消传输连接的功能。
    信息传送的协议数据单元:段,报文

    主要协议:TCP协议,UDP协议
    主要设备:网关:路由器的IP用于连接局域网和INTERNET,网关能在网络间传送数据包。

    网关与路由器区别:网关能在协议间传送数据而路由器只在网络间传送数据。

    5》会话层

    会话层管理主机之间的会话进程,即负责建立、管理、终止进程之间的会话。

    6》表示层

    对上层数据进行变换以保证一个主机应用层信息可被另一个主机应用层理解。
    7》应用层

    为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。



    会话层,表示层,应用层:
    基本单位:报文
    主要协议: FTP(文件传送协议)、Telnet(远程登录协议)、DNS(域名解析协议)、SMTP(邮件传送协议),POP3协议(邮局协议),HTTP协议(Hyper Text Transfer Protocol)。

    IP地址

    1》网络地址
    Ip地址由网络号和主机号组成,网络地址的主机号全为0,网络地址代表整个网络。
    IP 数据包在以太网数据包里面,TCP 数据包在 IP 数据包里面。


    2》直接广播地址
    目的:区分受限广播地址。
    用于同时向网络中所有的工作站进行发送的地址。
    主机标示段host ID全为1的IP地址,所有的主机都能收到广播消息。可跨网段广播。
    例:192.168.10.255


    3》组播地址(D类地址)

    A类地址以0开头,第一个字节作为网络号,地址范围为:0.0.0.0~127.255.255.255;

      B类地址以10开头,前两个字节作为网络号,地址范围是:128.0.0.0~191.255.255.255;

      C类地址以110开头,前三个字节作为网络号,地址范围是:192.0.0.0~223.255.255.255。

      D类地址以1110开头,地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255,D类地址作为组播地址(一对多的通信);无网络号和主机号

      E类地址以1111开头,地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255,E类地址为保留地址,供以后使用。


    4》255.255.255.255
    受限广播地址,路由器不会进行转发,只能用于本地网络。

    5》0.0。0.0
    常用于寻找自己的IP地址,例如在我们的RARP,BOOTP和DHCP协议中,若某个未知IP地址的无盘机想要知道自己的IP地址,它就以255.255.255.255为目的地址,向本地范围(具体而言是被各个路由器屏蔽的范围内)的服务器发送IP请求分组。

    6》回环地址
    127.0.0.0/8/1  本机地址

    7》A,B,C类私有地址(专用地址)
    只具有本地意义。

    A类私有地址:10.0.0.0/8,范围是:10.0.0.0~10.255.255.255

      B类私有地址:172.16.0.0/12,范围是:172.16.0.0~172.31.255.255

      C类私有地址:192.168.0.0/16,范围是:192.168.0.0~192.168.255.255

    8》IP网络地址的多重复用技术:使若干物理共享网络共享同一IP网络地址。

    例:
     192.9.200.13其缺省的子网掩码为:
    255.255.255.0则它的网络号和主机号可按如下方法得到:
    ①将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000 00001001 11001000
    00001101
    ②将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111 11111111 11111111
    00000000
    ③将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分
    11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111
    00000000
    11000000 00001001 11001000 00000000结果为192.9.200.0,即
    网络号为192.9.200.0。
    ④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主
    机部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000
    00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101结果为0.0.0.13,
    即主机号为13。

    计算子网掩码方法:

    1》
    利用子网数计算:需知道划分的子网数目,以及每个子网所需的主机数目。

    (1) 将子网数目转化为二进制来表示;

      如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网:27=11011;

      (2) 取得该二进制的位数,为N;

      该二进制为五位数,N = 5

      (3) 取得该IP地址的类子网掩码,将其主机地址部分的的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

      将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1,得到 255.255.248.0

    2》

    利用主机数来计算

      如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网,每个子网内有主机700台:

      (1) 将主机数目转化为二进制来表示;

      700=1010111100;

      (2) 如果主机数小于或等于254(注意去掉保留的两个IP地址),则取得该主机的二进制位数,为N,这里肯定 N<8。如果大于254,则 N>8,这就是说主机地址将占据不止8位;

      该二进制为十位数,N=10;

      (3) 使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1,然后从后向前的将N位全部置为 0,即为子网掩码值。

      将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1,得到255.255.255.255,然后再从后向前将后 10位置0,即为:11111111.11111111.11111100.00000000,即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

    3》

    还有一种题型,要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。

      比如一个子网有10台主机,那么对于这个子网需要的IP地址是:

      10+1+1+1=13

      注意:加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址,接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。

      因为13小于16(16等于2的4次方),所以主机位为4位。而256-16=240,所以该子网掩码为255.255.255.240。

      如果一个子网有14台主机,不少人常犯的错误是:依然分配具有16个地址空间的子网,而忘记了给网关分配地址。这样就错误了,因为14+1+1+1=1717大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。这时子网掩码为:255.255.255.224。

    !!ARP/RARP协议

    是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除
    静态对应关系等。
    工作流程:
    主机A的IP地址为192.168.1.1,MAC地址为0A-11-22-33-44-01;
      主机B的IP地址为192.168.1.2,MAC地址为0A-11-22-33-44-02;
      当主机A要与主机B通信时,地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)解析成主机B的MAC地址,以下为工作流程:
      (1)根据主机A上的路由表内容,IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
      (2)如果主机A在ARP缓存中没有找到映射,它将询问192.168.1.2的硬件地址,从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配,它将丢弃ARP请求。
      (3)主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配,则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
      (4)主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
      (5)当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时,会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的,生存期结束后,将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定,主机A就能向主机B发送IP通信了。

    逆地址解析协议,即RARP,功能和ARP协议相对,其将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址

    路由选择协议:

    RIP协议,OSPF协议

    RIP协议 :底层是贝尔曼福特算法,它选择路由的度量标准(metric)是跳数,最大跳数是15跳,如果大于15跳,它就会丢弃数据包。

      OSPF协议 :Open Shortest Path First开放式最短路径优先,底层是迪杰斯特拉算法,是链路状态路由选择协议,它选择路由的度量标准是带宽,延迟。


    TCP/IP协议

    TCP/IP协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。通俗而言:TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

    IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是否按顺序发送的或者有没有被破坏,IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。

    UDP协议

    UDP用户数据报协议,是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送。UDP通讯时不需要接收方确认,属于不可靠的传输,可能会出现丢包现象,实际应用中要求程序员编程验证。

    每个UDP报文分UDP报头和UDP数据区两部分。报头由四个16位长(2字节)字段组成,分别说明该报文的源端口、目的端口、报文长度以及校验值。UDP报头由4个域组成,其中每个域各占用2个字节,具体如下:
      (1)源端口号;
      (2)目标端口号;
      (3)数据报长度;
      (4)校验值。
      使用UDP协议包括:TFTP(简单文件传输协议)、SNMP(简单网络管理协议)、DNS(域名解析协议) NFS、 BOOTP。
       TCP 与 UDP 的区别:TCP是面向连接的,可靠的字节流服务;UDP是面向无连接的,不可靠的数据报服务。
    DNS协议

    DNS:域名系统的缩写,将URL转换为IP地址。

    还协议进行域名解析

    NAT协议:

    接入广域网技术,私有地址转换为合法IP地址。

    DHCP协议:

    是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段

    HTTP协议:

    所有WWW都应遵守的超文本传输协议。

    HTTP 协议包括哪些请求?

      GET:请求读取由URL所标志的信息。

      POST:给服务器添加信息(如注释)。

      PUT:在给定的URL下存储一个文档。

      DELETE:删除给定的URL所标志的资源。

      HTTP 中, POST 与 GET 的区别

      1)Get是从服务器上获取数据,Post是向服务器传送数据。

      2)Get是把参数数据队列加到提交表单的Action属性所指向的URL中,值和表单内各个字段一一对应,在URL中可以看到。

      3)Get传送的数据量小,不能大于2KB;Post传送的数据量较大,一般被默认为不受限制。

      4)根据HTTP规范,GET用于信息获取,而且应该是安全的和幂等的。


    在浏览器中输入 www.baidu.com  后执行的全部过程

      现在假设如果我们在客户端(客户端)浏览器中输入http://www.baidu.com,而baidu.com为要访问的服务器(服务器),下面详细分析客户端为了访问服务器而执行的一系列关于协议的操作:

      1)客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48,通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48,然后通过TCP进行封装数据包,输入到网络层。

      2)在客户端的传输层,把HTTP会话请求分成报文段,添加源和目的端口,如服务器使用80端口监听客户端的请求,客户端由系统随机选择一个端口如5000,与服务器进行交换,服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。

      3)客户端的网络层不用关系应用层或者传输层的东西,主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器,期间可能经过多个路由器,这些都是由路由器来完成的工作,不作过多的描述,无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。

      4)客户端的链路层,包通过链路层发送到路由器,通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址,然后发送ARP请求查找目的地址,如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了,然后发送IP数据包到达服务器的地址。



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