局域网的基本原理
局域网的基本原理
MTU:最大传输单元
mac地址 是48位2进制组成 前24 是oui地址 ieee分配
后24位是厂商分配
ip是网络层 有四种协议工作在ip层之上 分别是icmp igmp arp 将mac 和rarp
ip 是不可靠的无连接的服务 报文在传输中 不在乎内容 也不在乎是否达到目的地
网络号 网络地地 ip地址是主机号 网络号是大的地址 ip是具体主机号
mtu值 最大传输单元 默认的是1500的 mtu值是需要相同的
ip地址
路由器连接的两端是两个不同的网络
路由器 协议转换器
ip头是20个字节 版本号占有4个字节
ihl 头长度 指的是ip包头的长度 4位字节
16位 每一位由2进制表示 所以ip的总的地址长度是2*16-1(从零开始)65553个自己长度
flag表示
fragment offset 偏移量
ttl 设置数据包可以经过路由器的数目 妹进过一个路由器减1 0就丢弃
ip地址 是32位二进制 一共分为4端 没一段为8位
在同一个路由器之中 网络号和主机号是唯一的
真正的a类
127.0.0.1 本地回环地址 ip是逻辑地址
arp动态地址解析协议 把ip地址解析成为mac地址 发一个广播地址查看mac地址
主机里面有相应的ip和arp对应关系的 arp表象 2种 动态个 静态的(手工配置的)
mac不能跨三层进行交换的
IP是网络层协议,也是当今应用最广泛的网络协议之一
IP协议规定了数据的封装方式,网络节点的标识方法,用于网络上数据的端到端的传递
IP协议概述
IP及其相关协议
ICMP:网络层控制和传递消息,报告数据包传输过程中的错误,提供网络诊断
IGMP:因特网组播管理协议,用于支持在主机和路由器间传递数据
ARP:地址解析协议。将IP地址解析成在物理层通信的MAC地址
RARP:反向地址解析
TCP:协议号6
UDP:协议号17
IP的主要作用:无连接的,不关心数据包的内容,不保证数据包能否到达目的地
标识节点和链路
寻址和转发
适应各种数据链路
MTU:最大传输单元。链路一次转发过程中能够承载的最大数据量
IP网络的结构
路由器两侧是不同的网络,不能配置成相同的主机地址
路由器功能:
IP头格式
version:IPV4(4位)
IHL:IP包头的长度(4位)
Type of Service(TOS):
Total Length:IP包的总长度(16位),最长2的16次方
Identification:标识符,唯一的标识每一个IP包,每发送一个加一
Flags:标识
Fragment Offset:增偏移量。当数据报文大于MTU值,就会将报文分片,通过Flags与Fragment Offset来确定
Time to Live:TTL值,每经过一个路由器,TTL值减一。当TTL值到0时,数据包会被路由器丢弃。
Protocol:定义协议号,如TCP和UDP的协议号
Header Checksum:头部校验和
Source Address:源地址
Destination Address:目的地址
Options:选项
Padding:填充字段
IP地址和地址映射
IP地址格式和表示方法
网络号和主机号
IP地址分类
A类:1~126,127保留(本地回环地址)
B类:128~191
C类:192~223
D类:224~239
特殊的IP地址:
ARP
ARP分组格式
代理ARP
IP地址没改变,MAC地址会改变
RARP
ICMP
如 ping tracert
ICMP报文
回送请求和应答
IP包转发
主机单播IP包发送
路由器单播IP包转发
主机接受IP包
广播风暴
课堂笔记:
IP地址是二进制34位
逐跳
长20个字节,四位,tos,
10.0.0.0
127保留
a类地址主机数多
网络地址:主机号全为0
192.168.2.0
192.168.2.255
默认路由全为0
广播地址全为1
网关
rarp
icmp :ping
课后笔记:
1.IP主要作用
A.标识节点和链路
B.寻址和转发
C.适应各种数据链路
2.IP地址头部长度20字节
A.版本号
B.TOS
C.TTL
D.协议号
3.IP地址分为网络号和主机号
A.网络号用于区分网络
B.主机号用于标识网络的一个ip节点
4.IP地址分类:
A类:1~126 127保留(本地回环地址)
B类:128~191
C类:192~233
D类:224~239(组播)
E类:保留
5.特殊地址:
A.网络地址(主机位全部为0)
B.网段广播地中海(主机位全部为1)
C.回环地址(127网段)
D.所有网络地址(全部为0)
E.全网广播地址(全部为1)
6.icmp
ping
7.ARP地址解析协议
把IP地址解析成mac地址
8.RARP反向地址解析协议
把MAC地址解析为IP地址(无盘工作站)
9.主机发送,接收数据包
10.路由器发送数据包
IP基本原理
IP协议:
工作在网络层(ICMP(定义了网络层控制)(ping)、IGMP(管理ip主播)、ARP(地址解析协议,将ip地址解析成MAC地址、RARP(反向地址解析))
ip(不是面向连接)(不会看是否成功传递)主要作用:
标识节点和链路:
用唯一的ip地址标识每一个节点
用唯一的ip网络号标识每一个链路
网络位:主机位
寻址和转发:
确定节点所在网络的位置,进而确定节点所在的位置
ip路由器选择适当的路径将ip包转发到目的节点
适应各种数据链路:
根据链路的MTU对ip包进行分片和重组(最大传输单元)
为了通过实际的数据链路传递信息,须建立ip地址到数据链路层地址的映射(MAC地址)
ip网络的结构;
ip网络由多个网段构成,每个网段对应一个链路
路由器负责将网段连接起来,适配链路层协议,在网络之间转发数据包
ip头格式:
20个字节
版本号占4位 ipv4
头长度 IP包头长度 4位
服务类型 标志服务等级 8位
总长度 ip包的总长度 16位
标识符 标识每一个ip包,没发送一个包,标识符都会加一
标识
帧偏移量(与前者进行分片)
ttl值(每经过一个三头设备都会减一,当变为0,就将数据包进行丢弃)
协议号
头部校验符(ip包是否完整)
源地址(在哪里发过来)
目标地址
ip地址格式和表示方法(32位)
网络号+主机号
网络号用于区分ip网络
主机号用于标识该网络内的一个ip节点
路由两个端口就是两个网络
IP地址分类:
a类地址(第一个八位段(以0开始,后面7位是网络号),127地址段保留, 真正a类地址段为1-126(网络数特少,主机数特多)
b类地址(第一个八位段(以10开头),网络号为后面14位,128-191)(网络数中等,主机数中等)
c类地址(第一个八位段(以110开头),网络号为后面21位,192-233)(网络数变多,主机数变少)
d类地址(组播地址)(以1110开头)(224-239)
e类地址(保留)(11110开头)
特殊的ip地址
主机号全0:网络地址,代表特定网段
主机号全1(255):网段广播地址,代表特定网段的所有节点
网络号为127:环回地址,常用于环回测试
全0:代表所有网络,常用于指定默认路由
全1(全255):全网广播地址,代表所有节点,255.255.255.255
ARP(用于已知的ip地址解析为mac地址):
ip地址只是逻辑地址(网络管理员配置的)
网络通讯一定要拿到物理地址,ip通过ARP拿到
主机a发送广播ARP请求,之后指代的ip地址的主机b单播ARP响应
分为动态(动态学习)和静态ARP(网络管理员配置上去的)
ARP分组格式:
硬件类型
协议类型
硬件长度
协议长度
代理ARP:
网关:代理ARP的功能
主机a广播ARP请求,到达ARP代理设备后,转向另一个接口发送出去,到达主机c。主机c发送单播ARP响应,经过ARP代理设备,到达主机A。主机a跟主机c在通信时,要交给网关(路由)处理
RARP(用于无盘工作站):
广播RARP请求(发送mac地址,请求IP地址),单播RARP响应(分配ip地址)(用于数据链路层地址已知时解析ip地址)
ICMP可达性探测(定义了网络层控制和传递消息的功能):
定义了错误报告和其他关于ip数据包处理情况的消息
可用于报告数据包传递过程中发生的错误、失败等信息,提供网络诊断等功能
可分为ICMP差错消息和ICMP查询消息
ICMP报文:
差错报告报文:
3 目的站不可达
11 超时
等
查询报文
13 或 14 时间戳请求或应答
等
ICMP报文格式:
类型
代码(特定报文类型产生错误的原因)
校验和(ICMP首部和数据的校验和)
数据(包含了所以接受到的数据报的IP报头)
回送请求和应答:
测试目的站是否可达
主机单播ip包发送:
若目的地址所处网络号与本机所处网络号相同,则目的处于直连网段
发送数据包时,判断是否直连,是则直接解析目的主机MAC地址(ARP),否则解析网关硬件地址(MAC)地址,之后以ARP代理发送出去
路由器单播ip包转发:
上层协议要求发送数据包,目的是否本机,是自己则提交上层协议处理,否则判断目的是否直连。若直连,解析目的主机硬件地址,否则解析下一跳路由器硬件地址(查看路由表),最后封装成帧并由相应出接口发出
若目的地址所处网络号与本机任一接口的网络号相同,则目的处于相应接口直连网段
路由器通过查找路由信息判断下一跳路由器地址
主机接受ip包:
目的ip地址等于自己ip地址
目的ip地址是一个广播地址
目的ip地址是一个组播地址,本机的某个服务属于此组播组
否则主机的网络层丢弃此ip包
广播风暴:
路由器转发广播将导致全网充斥广播,可能引发广播风暴
路由器默认不转发广播
ip地址:
网络号和主机号----->定位(范围->具体)
ip地址分类
A类:1~126,127保留(本地回环地址)
1:3
B类:128~191
2:2
C类:192~223
3:1
D类:224~239
ARP ip-->物理地址
RARP(用于无盘工作站):
广播RARP请求(发送mac地址,请求IP地址),单播RARP响应(分配ip地址)(用于数据链路层地址已知时解析ip地址)
ICMP可达性探测(定义了网络层控制和传递消息的功能):
定义了错误报告和其他关于ip数据包处理情况的消息
可用于报告数据包传递过程中发生的错误、失败等信息,提供网络诊断等功能
可分为ICMP差错消息和ICMP查询消息
ip是网络层协议
传输层 TCP UDP
ICMP IGMP
IP
ARP RARP
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