前沿拓展：

網(wǎng)絡(luò)電腦

選A 程序不可共享 外設(shè)不是通過網(wǎng)絡(luò)共享的

本文分享自華為云社區(qū)《計算機的“網(wǎng)絡(luò)層”究竟有哪些需要學(xué)習(xí)的？9個知識點看你是否都了解了》，作者：breakDawn 。

1.IP地址1.1 分類表示法：

分類表示法已經(jīng)不常用了。

A類地址：格式為1[7位網(wǎng)絡(luò)號][24位主機號]網(wǎng)絡(luò)號全0指本網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)號全1用于環(huán)回地址（127.0.0.1）主機號全0時指本住機所在網(wǎng)絡(luò)全1時指本網(wǎng)絡(luò)所有主機（廣播地址）因此A類地址實際可選范圍為1.x.x.x ~ 126.x.x.xB類地址格式為10[14位網(wǎng)絡(luò)號][16位主機號]網(wǎng)絡(luò)號不可全0，但可以全1范圍為128.x.x.x~191.x.x.xC類地址格式為110[21位網(wǎng)絡(luò)號][8位主機號]網(wǎng)絡(luò)號不可全0范圍為192.x.x.x~223.x.x.xD類地址（多播地址）格式為1110[28位多播地址]范圍為224.x.x.x~239.x.x.x因此看到224以上的ip要注意E類地址格式為11110[保留]用于實驗用，因此看到240以上的認(rèn)定不是正常節(jié)點ip1.1.2 分類表示地址的其他說明網(wǎng)絡(luò)號全0，但主機號非全0的某個ip就是指本網(wǎng)絡(luò)的某個主機網(wǎng)絡(luò)號不為全1，但主機號為1的ip，則指某個網(wǎng)絡(luò)的廣播地址全0，指本網(wǎng)絡(luò)的本主機全1，指本網(wǎng)絡(luò)的廣播地址環(huán)回地址，指127.0.0.1，在同一臺主機上進行網(wǎng)絡(luò)傳輸私有地址，指不會參與路由器轉(zhuǎn)發(fā)的地址,， 只會參與本局域網(wǎng)，發(fā)給本局域網(wǎng)的交換機：A類： 10.0.0.0-10.25.255.255B類： 172.16.0.0-172.31.0.0C類： 192.168.0.0-192.168.255.2551.2 無分類編址CIDR

Classless Inter-Domain Routing 無類型域間選路

CIDR將路由集中起來，使一個IP地址代表主要骨干提供商服務(wù)的幾千個IP地址，從而減輕Internet路由器的負(fù)擔(dān)。該編址用于子網(wǎng)劃分，子網(wǎng)號和上面提到的網(wǎng)絡(luò)號是不同的。IP地址 ::= {<網(wǎng)絡(luò)號>， <子網(wǎng)號>， <主機號>}

CIDR有三種編址方式：

128.14.35.7/20 ， 完整ip加子網(wǎng)位數(shù)10.0.0.0/10 -> 10/10， 可省略末尾的000010100*， 即用星號代替子網(wǎng)后的主機號

對于CIDR編址子網(wǎng)號的全0和全1沒有特殊含義，但不可設(shè)置成全0或者全1。主機號的全0指本網(wǎng)絡(luò)， 全1指廣播。（網(wǎng)絡(luò)號仍然遵從ABCD地址的規(guī)則）

子網(wǎng)掩碼：值1的位置指該ip中該位置是網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號區(qū)域值0的位置指該ip中該位置是主機號區(qū)域。例子：111111100000000…， 那么前面8個1就是網(wǎng)絡(luò)號+子網(wǎng)號，后面都代表了主機號路由尋址時，一般先比較網(wǎng)絡(luò)號，再比較子網(wǎng)號，再比較主機。子網(wǎng)掩碼可以簡化先比網(wǎng)絡(luò)再比子網(wǎng)的過程。2 IP數(shù)據(jù)報文格式

IP報文的首部至少有20個字節(jié)（160位），首部如下：

上面可以看到IP報文的以下限制：

首部長度字段可以看出首部長度最多可以位60字節(jié)，所以任選項最多40字節(jié)報文總長度最大為65535， 但是由于MTU的限制（鏈路層防沖突機制導(dǎo)致的），一般都要做分片， 分片后就會用上分片標(biāo)識和片偏移了。Q: IP報文里有什么？可以不按順序或者字節(jié)來講一講

A:

第一要知道報文多長， 首部長度+報文長度為了校驗首部，還需要校驗首部和很重要的源ip 目的ip那么如何確定ip類型？這就需要 ipv版本，來確認(rèn)是ip4還是ip6。ip支持分片，那么就需要分片id、是否是最后分片標(biāo)記、分片偏移協(xié)議類型（icmp、igmp）TTL生存其他任選項（40字節(jié)）3.路由概念路由器可分隔廣播域，指的是不同網(wǎng)絡(luò)號的地址，路由器不會轉(zhuǎn)發(fā)廣播報文

Hub集線器在同一個沖突域通信無法分割；交換機在同一個廣播域通信，可分割沖突域；路由器實現(xiàn)不同廣播域間通信，可分隔廣播域。

IP報文在傳輸中不會被改變，但是鏈路層報文的mac地址會不斷變化。當(dāng)2個主機在不同的子網(wǎng)時，必須要借助路由才能通信3.1 路由表

假設(shè)某個路由器在N1網(wǎng)絡(luò)，他的路由表如下：

特定IP地址的子網(wǎng)掩碼為全1，所以一般都是x.x.x.x/32

DNS服務(wù)器一般會配置在路由表中的特定IP地址未知網(wǎng)絡(luò)在路由表里的目的網(wǎng)絡(luò)被寫為0.0.0.0， 如果么有，則就是未設(shè)置默認(rèn)路由路由器不會轉(zhuǎn)發(fā)私有地址。距離指的是跨越路由器的數(shù)量，而不是實際長度單位3.2 路由網(wǎng)絡(luò)匹配

如果路由表中的目的網(wǎng)絡(luò)由很多，怎么確定IP和路由表中的目的網(wǎng)絡(luò)是匹配的？使用 最長前綴匹配， 即前綴匹配得最多的就是目的網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)化算法可用二叉線索樹來確認(rèn)最長前綴。

3.3 ARP解析

全稱Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議。

從主機發(fā)給路由， 或者路由發(fā)給路由時，底層還是得封裝一層mac地址第二往下交給交換機。那么ip和mac地址的對應(yīng)關(guān)系， 是怎么得知的？**就是ARP協(xié)議

本質(zhì)就是當(dāng)mac緩存表里沒有ip和mac的對應(yīng)關(guān)系時， 主機或者路由會廣播ARP報文， 對應(yīng)ip方向的交換機會把報文發(fā)送回來，這時候就直到mac地址和ip的對飲關(guān)系了。

arp -a可以檢查ARP告訴緩存ARP緩存有超時時間目的主機不存在時，會反復(fù)發(fā)送，有個超期期限的存在。主機發(fā)送ARP查找自己的Mac地址稱為“免費ARP"發(fā)送給某1主機的arp請求被中間路由器接收了，則稱為“ARP**”， 發(fā)送者不管不管你是中間路由還是目的ip主機，只知道這個ip需要發(fā)給這個mac。3.4 RARP逆地址解析協(xié)議

由mac地址反取ip。因為ip不存在，無法直接轉(zhuǎn)給給路由。所以會比ARP難。過程：1）將源設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備的MAC地址字段都設(shè)為發(fā)送者的MAC地址和IP地址，發(fā)送主機發(fā)送一個本地的RARP廣播，能夠到達網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備，在此廣播包中，聲明自己的MAC地址并且請求任何收到此請求的RARP服務(wù)器分配一個IP地址；2）本地網(wǎng)段上的RARP服務(wù)器收到此請求后，檢查其RARP列表，查找該MAC地址對應(yīng)的IP地址；3）如果存在，RARP服務(wù)器就給源主機發(fā)送一個響應(yīng)數(shù)據(jù)包并將此IP地址提供給對方主機使用；如果不存在，RARP服務(wù)器對此不做任何的響應(yīng)；4） 源主機收到從RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息，就利用得到的IP地址進行通訊；如果一直沒有收到RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息，表示初始化失敗。

4 ICMP協(xié)議

全稱Internet control message protocl，網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議他會包裝在IP的數(shù)據(jù)報文中，并把首部的協(xié)議類型改成ICMP那個數(shù)字。

首部總共8個字節(jié)，分別為2字節(jié)的ICMP類型2字節(jié)的ICMP報文代碼（類似錯誤碼）4字節(jié)的校驗和后面就是數(shù)據(jù)部分了。

常見的2種用途：

1. 發(fā)送網(wǎng)絡(luò)層之間的差錯報告，例如：

源點抑制——發(fā)送網(wǎng)絡(luò)擁塞終點不可達——無法找到對應(yīng)ip交付地點時間超時——報文種的TTL降為0，或者分片一直沒收集完參數(shù)錯誤——首部中字段有錯路由改變（重定向）——　主機把數(shù)據(jù)發(fā)給了路由器R2，但是路由器R2發(fā)現(xiàn)主機自己本來就可以直達了，于是發(fā)給主機該消息，告訴他你要更新路由表了。

差錯報告有以下其他特點：

1. ICMP自身出錯時，不會再發(fā)ICMP差錯報文

如果是報文分配后發(fā)生錯誤，則只會發(fā)1次，而不會每個分片發(fā)一次不針對多播，不針對127.0.0.1、0.0.0.0等特殊的地址發(fā)送差錯報文，不可廣播（避免廣播風(fēng)暴）

2. 發(fā)送一些詢問報文，例如：

回送請求和應(yīng)答——例如ping命令就是借助ICMP超時報文——traceroute就是用這個，把TTL從1慢慢增加，發(fā)好多份，通過TTL為0時的差錯報告，**跟蹤路上有哪些路由時間戳請求——同步時間5 DHCP協(xié)議

全稱Dynamic Host Configuration Protocol， 動態(tài)主機配置協(xié)議

當(dāng)某個局域網(wǎng)內(nèi)新增了一臺主機，這個主機的ip是怎么生成的呢？這就會用到DHCP協(xié)議

主機所在網(wǎng)內(nèi)會有一臺DCHP服務(wù)器。當(dāng)新主機加入時，發(fā)生如下之事：

主機先“廣播”自己，告訴大家“我來了，誰給我一個IP地址”（他一開始不知道DHCP在哪）DCHP服務(wù)器收到后，會分配一個IP地址，但因為不知道發(fā)給誰，所以也只能“廣播”，告訴大家“我這有個ip，剛才誰要的，自己來領(lǐng)一下”主機收到DHCP廣播的報文后，就能知道自己的ip和dhcp服務(wù)器位置了。于是給DCHP服務(wù)器發(fā)送請求，告訴他“我收到了你發(fā)來的ip了”DCHP收到后，確認(rèn)了他的信息，并加入到DHCP本地的數(shù)據(jù)庫中，后面分配新ip時就會排除掉這個ip了。

有以下幾個注意點：

如果有多個主機同時應(yīng)答了DHCP的廣播， 則會選擇最先到達的做分配。分配的ip是臨時的

拓展知識：

網(wǎng)絡(luò)電腦

有可能是網(wǎng)絡(luò)IP地址沖突，也不排除由于檢測到你占用網(wǎng)速過多，路由器封IP的原因，出現(xiàn)這種情況先和網(wǎng)絡(luò)管理員聯(lián)系一下。
本地連接是通的只是代表你連接到了路由器，但是路由器讓不讓你連接到外網(wǎng)就得看路由器的設(shè)置了，估計是有人覺得你下載或是看電影過于占網(wǎng)速，就把你的IP封了，第二你換個IP之后就能上，2分鐘之后又被別人發(fā)現(xiàn)，又封了，開機把不需要的迅雷等程序都關(guān)了，不然有可能你覺得你沒做什么，但是實際上影響了網(wǎng)速。

網(wǎng)絡(luò)電腦

有可能是網(wǎng)絡(luò)IP地址沖突，也不排除由于檢測到你占用網(wǎng)速過多，路由器封IP的原因，出現(xiàn)這種情況先和網(wǎng)絡(luò)管理員聯(lián)系一下。
本地連接是通的只是代表你連接到了路由器，但是路由器讓不讓你連接到外網(wǎng)就得看路由器的設(shè)置了，估計是有人覺得你下載或是看電影過于占網(wǎng)速，就把你的IP封了，第二你換個IP之后就能上，2分鐘之后又被別人發(fā)現(xiàn)，又封了，開機把不需要的迅雷等程序都關(guān)了，不然有可能你覺得你沒做什么，但是實際上影響了網(wǎng)速。

網(wǎng)絡(luò)電腦

有可能是網(wǎng)絡(luò)IP地址沖突，也不排除由于檢測到你占用網(wǎng)速過多，路由器封IP的原因，出現(xiàn)這種情況先和網(wǎng)絡(luò)管理員聯(lián)系一下。
本地連接是通的只是代表你連接到了路由器，但是路由器讓不讓你連接到外網(wǎng)就得看路由器的設(shè)置了，估計是有人覺得你下載或是看電影過于占網(wǎng)速，就把你的IP封了，第二你換個IP之后就能上，2分鐘之后又被別人發(fā)現(xiàn)，又封了，開機把不需要的迅雷等程序都關(guān)了，不然有可能你覺得你沒做什么，但是實際上影響了網(wǎng)速。