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from <计算机网络>

Ip地址

IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。按照CP/IP协议规定IP地址用二进制来表示每个IP地址长32bit比特换算成字节,就是4个字节。包括主机地址和网络地址两部分。如11000000 10101000 00000001 00000110(192.168.1.6)

TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中

1.以比特流的形式传给网络硬件即物理层数据离开源主机。

2.链路层

        对电信号进行分组并形成具有特定意义的数据帧然后以广播(MAC地址验证)的形式通过物理介质发送给接收方.

3.网络层

        IP协议

        网络层引入了IP协议制定了一套新地址使得我们能够区分两台主机是否同属一个网络这套地址就是网络地址也就是所谓的IP地址。IP协议将这个32位的地址分为两部分前面部分代表网络地址后面部分表示该主机在局域网中的地址。如果两个IP地址在同一个子网内则网络地址一定相同。为了判断IP地址中的网络地址IP协议还引入了子网掩码IP地址和子网掩码通过按位与运算后就可以得到网络地址。

        ARP协议

        地址解析协议是根据IP地址获取MAC地址(唯一性的物理或局域网地址)的一个网络层协议.

        路由协议

        路由器根据信道情况(子网内外)选择并设定路由以最佳路径来转发数据包。

        网络层的主要工作是定义网络地址、区分网段、子网内MAC寻址、对于不同子网的数据包进行路由。

4.传输层(DOS攻击(伪IP))

        链路层定义了主机的身份即MAC地址而网络层定义了IP地址明确了主机所在的网段有了这两个地址数据包就可以从一个主机发送到另一台主机。该层定义端口标识应用程序身份实现端口到端口的通信TCP协议可以保证数据传输的可靠性(三次对话的确认机制)。

5.应用层(可域名解析攻击(dns欺骗))

        理论上讲有了以上三层协议的支持数据已经可以从一个主机上的应用程序传输到另一台主机的应用程序了但此时传过来的数据是字节流不能很好的被程序识别操作性差因此应用层定义了各种各样的协议来规范数据格式常见的有http,ftp,smtp等在请求Header中分别定义了请求数据格式Accept和响应数据格式Content-Type有了这个规范以后当对方接收到请求以后就知道该用什么格式来解析然后对请求进行处理最后按照请求方要求的格式将数据返回请求端接收到响应后就按照规定的格式进行解读。

        定义标准.

一个A类IP地址是指 在IP地址的四段号码中第一段号码为网络号码剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位主机标识的长度为24位A类网络地址数量较少有126个网络每个网络可以容纳主机数达1600多万台。

地址范围1.0.0.1到127.255.255.254

二进制表示为

00000001+ 00000000 00000000 00000001 - 01111111 11111111 11111111 11111110。最后一个是广播地址。

一个B类IP地址是指在IP地址的四段号码中前两段号码为网络号码。如果用二进制表示IP地址的话B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位主机标识的长度为16位B类网络地址适用于中等规模的网络有16384=64*256个网络每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

地址范围128.0.0.1-191.255.255.254 

二进制表示为

10000000+ 00000000 00000000 00000001--10111111 11111111 11111111 11111110。 最后一个是广播地址。

B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0每个网络支持的最大主机数为256的2次方-2=65534台。

 c类网络多主机少,掩码255.255.255.0,小规模局域网;d类多播

特殊的网址

  1. 每一个字节都为0的地址“0.0.0.0”对应于当前主机

  2. IP地址中的每一个字节都为1的IP地址“255．255．255．255”是当前子网的广播地址

  3. IP地址中凡是以“11110”开头的E类IP地址都保留用于将来和实验使用。

  4. IP地址中不能以十进制“127”作为开头该类地址中数字127．0．0．1到127．255．255．255用于回路测试如127.0.0.1可以代表本机IP地址用“http://127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。

  5. 网络ID的第一个6位组也不能全置为“0”全“0”表示本地网络。

 子网 

引入子网掩码(NetMask)从逻辑上把一个大网络划分成一些小网络。子网掩码是由一系列的1和0构成通过将其同IP地址做“与”运算&来指出一个IP地址的网络号是什么(地址的哪一部分是网络号包括子网的网络号部分哪一部分是主机号部分。)

在子网掩码中网络部分和子网络部分对应的位全为“1”主机部分对应的位全为“0”

CIDR _Classless Inter-Domain Routing

CIDR中已经废弃了IP地址的分类无分类编址的命名也是由此得来的所以目前基本已经不再采用所谓的A类、B类、C类的IP地址分类表示法引入一个额外的子网掩码(subnet mask)来区分网络号和主机号;子网掩码也是一个32位的正整数. 通常用一串 “0” 来结尾;将IP地址和子网掩码进行 “按位与” 操作, 得到的结果就是网络号;网络号和主机号的划分与这个IP地址是A类、B类还是C类无关;

IP地址 ::= {[<网络号> <子网号>]网络前缀 <主机号>}

使用“斜线记法”(slash notation)它又称为CIDR记法即在 IP 地址面加上一个斜线“/”然后写上网络前缀所占的位数这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数。

已知IP地址为128.14.35.7/20是某CIDR地址块中的一个地址求这个地址所在的地址块中的最小地址和最大地址 

IP地址        128.14.35.7/20 = 10000000 00001110 0010,0011 00000111 

最小地址        128.14.32.0 = 10000000 00001110 0010,0000 00000000 

最大地址        128.14.47.255 = 10000000 00001110 0010,1111 11111111

地址数        2^(非掩位数)=2^12=4096

采用可变长度子网掩码网络的类别已不重要了网络中主机的数量也不是固定的而是依据实际需要定。为了实现灵活的网络大小规划在网络号与主机号中间增加了一个概念——子网。子网概念的增加并没有改变IP v4中IP地址的实际长度而是采用从表示主机的二进制位位数中借用一定的位数来表示子网的方法实现网络中主机数会减少)
当从主机位中借1位二进制位时当前网络可划分出2个子网当从主机位中借2位二进制位时当前网络可划分出4个子网……当从主机位中借N位二进制位时当前网络可划分为2^N个子网。

一个组织分配到的地址块的开始地址是14.24.74.0/24.在这个地址块中有2^(32-24) =256个地址.这个组织需要划分如下所示的11个子网请设计方案

A、两个子网每一个有60个地址            B、两个子网每一个有28个地址

C、三个子网每一个有12个地址            D、四个子网每一个有4个地址

解A、有两个子网因此从主机位中借1位二进制位。

子网114.24.74.0/24+1    00001110 00011000 01001010 00000000掩码为255.255.255.128

子网214.24.74.128/2500001110 00011000 01001010 10000000掩码为255.255.255.128

B、有两个子网且每一个有28个地址因此从主机位中借2位二进制位。1+1

子网314.24.74.128/2600001110 00011000 01001010 10000000掩码为255.255.255.192

子网414.24.74.192/2600001110 00011000 01001010 11000000掩码为255.255.255.192

C、有三个子网且每一个有12个地址因此从主机位中借4位二进制位。2+2

子网514.24.74.128/2800001110 00011000 01001010 10000000掩码为255.255.255.240

子网614.24.74.144/2800001110 00011000 01001010 10010000掩码为255.255.255.240

子网714.24.74.160/2800001110 00011000 01001010 10100000掩码为255.255.255.240

D、有四个子网且每一个有2个地址因此从主机位中借6位二进制位。4+2

子网8  14.24.74.128/2800001110 00011000 01001010 10000000掩码为255.255.255.252

子网9  14.24.74.132/2800001110 00011000 01001010 10000100掩码为255.255.255.252

子网1014.24.74.136/2800001110 00011000 01001010 10001000掩码为255.255.255.252

子网1114.24.74.140/2800001110 00011000 01001010 10001100掩码为255.255.255.252

16.如要将138.10.0.0网络分为6个子网,则子网掩码应设为哪一项。
A、255.0.0.0
B、255.255.0.0
C、255.255.128.0
D、255.255.224.0
138.10.0.0是一个B类地址前两个字节是网络号后两个字节是主机号。那子网掩码前两个字节固定为255.255又因为需要分六个子网那2的n次方必须大于6那n最小就取3这个3需要从主机号借3位所以子网掩码为255.255.1110 0000. 0000 0000 

网络号

公式将IP地址的二进制和子网掩码的二进制进行“&”and运算得到的结果就是网络号。

ip:                   10101100.00011111.10000000.11111111  

子网掩码:　　11111111.11111111.11000000.00000000
网络号:           10101100.00011111.10000000.00000000 
网络号点分法表示: 172.31.128.0   

主机号

公式用IP地址的二进制和子网掩码的二进制的反码进行“&”运算得到的结果就是主机号。

ip:                   10101100.00011111.10000000.11111111  

掩码取反:　　00000000.00000000.00111111.11111111

主机号:           00000000.00000000.00000000.11111111  
主机号点分法表示: 0.0.0.255 

广播地址

在得到网络号的基础上将网络号右边的表示IP地址的主机部分的二进制位全部填上1再将得到的二进制数转换为十进制数

网络号: 10101100.00011111.10000000.00,000000 /18

广播地址: 10101100.00011111.10111111.11111111 点分法表示: 172.31.191.255

范围

因为网络号是172.31.128.0广播地址是172.31.191.255所以子网中可用的IP地址范围就是从网络号+1 ~广播地址-1所以子网中的可用IP地址范围就是从172.31.128.1-172.31.191.254

子网数目
首先将/18换成为我们习惯的表示法:
11111111.11111111.11000000.000000转为十进制就是255.255.192.0可以看到这个掩码的左边两节和B类默认掩码是一致的所以这个掩码是在B类默认掩码的范围内意味着我们将对B类大网进行子网划分。B类掩码默类是用16位(16个0)来表示可分配的IP 地址这里的掩码在B类默认掩码的基础上多出了两个表示网络号的1也就是向主机位借了两个1这就是说是将B类大网划分为2的2次方个子网(2^n,n表示所借1的个数)所以最终的子网数目是4

24.使用缺省的子网掩码,IP地址201.100.200.1的主机网络编号和主机编号分别是。
A、201.0.0.0和100.200.1
B、201.100.0.0和200.1
C、201.100.200.0和1
D、201.100.200.1和0

子网掩码如何确定

例: 学校新建5个机房每个房间有30台机器如果给定一C类网络地址192.168.1.0问如何将其划分为5个子网子网掩码该如何设置

将要划分的子网数目转换为2的m次方。如要分8个子网8=23。
取上述要划分子网数的2m的幂m。如2^3即m=3。
将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后转换为十进制。
如m为3 则是11100000转换为十进制为224即为最终确定的子网掩码。
如果是C类网则子网掩码为255.255.255.224如果是B类网则子网掩码为255.255.224.0如果是A类网则子网掩码为255.224.0.0。


23 =8大于5的最小的2的整幂次数向主机号中借走三位作为网络号而剩下的5位主机号每个网段内可容纳的主机数是25即32可用主机需要再减2即为30满足每个房间30台机器的题目要求。取23的幂即3即占用了主机号中的高3位即为11100000转换为十进制为224所以该地址为C类地址的子网掩码应该设置为255.255.255.224。各机房IP和子网掩码配置如下已经去掉广播地址和主机地址

           掩码                        范围
机房1 255.255.255.224 192.168.1.1~192.168.1.30

机房2 255.255.255.224 192.168.1.33~192.168.1.62

机房4 255.255.255.224 192.168.1.97~192.168.1.126

机房5 255.255.255.224 192.168.1.129~192.168.1.158

聚合?最小-2幂次最后再-2

17.设有2条路由21.1.193.0/24和21.1.194.0/24,如果进行路由汇聚,覆盖这2条路由的地址是哪一项。
A、21.1.200.0/22
B、21.1.192.0/23
C、21.1.192.0/21
D、21.1.224.0/20

参考路由汇聚算法了解该知识点。 193 = 1100,0001 194 = 1100,0010 193和194的前6位相同因此掩码长度为8+8+6 = 22。而1100,0000 = 192。 因此最终答案为21.1.192.0/22。

但是题目选项中没有该选项因此需要找一个包含正确答案的最佳选项即21.1.192.0/21。正确答案是C。

对于IP地址130.63.160.2MASK为255.255.255.0子网号为B
A.160.2 B.160 C.63.160 D.130.63.160
130.63.160.2是B类IP地址,B类IP地址前16位两个字节为网络号后16位是主机号,划分子网就是将主机号中的一部分拿出来当做子网号,这里子网掩码为255.255.255.0也就是把前三个字节当成了网络号,与B类IP默认的前两个字节作为网络号相比第三个字节就是子网号就是160。所以这个ip的网络号是130.63 子网号是 160 主机号是2

30.若子网掩码为255.255.255.192,下列IP地址属于同一个子网的是哪一项。
A、156.26.27.71和156.26.101.110
B、156.26.101.88和156.26.101.132
C、156.26.27.71和156.26.27.110
D、156.26.27.7和156.27.101.132

因为前面的都是1 我们只要看 俩个网络的前3个字节字节一样不一样就可以了。
接下来通过子网掩码的 192  即  1100  0000可以看出最后一个字节的前两位是网络号看B选项  88 大于64 小于 128  那么前面 一定 是  01   132大于128小于192 一定是  10  网络号不同  

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