[TCP/IP] 基础知识总结

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

课堂笔记整理。

一、IP

1、IP地址简介：

Internet Protocol Address-IP网际协议地址，常读写为IP，有IPV4，IPV6（现在的主流依然是IPv4）所有的IP地址都由国际组织NIC（Network Information Center）负责统一分配，目前全世界共有三个这样的网络信息中心。　　　
InterNIC：负责美国及其他地区。　　
ENIC：负责欧洲地区。
APNIC：负责亚太地区——-我国申请IP地址要通过APNIC，APNIC的总部设在日本东京大学。申请时要考虑申请哪一类的IP地址，然后向国内的代理机构提出。
作用：网络层内容，为互联网的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，这个地址在同一个网络内必须是唯一的，使得主机之间有序及有目的通信。
类比：IP地址类似于人名—-人的名字是由姓+名组成，IP地址是由网络号+主机号组成的。

2、IP地址的组成：

（1）长度： 32bit（也说32位，4字节=4B=32b），一共有2^32个IPV-4地址。
（2）写法： “4组点分十进制树”–意思将一个32位的IP地址分为4段，每段由2进制转换为10进制的树来进行表示，每段数字范围为0-255。
（3）组成： 一个IP地址由网络号和主机号组成。
a：网络号：同一网段内的IP地址的我网络号是相同的，通过网络号来区分主机之间是不是在逻辑上属于同一网络。
b：主机号：同一网段内主机部分不同时重复出现，通过主机部分来标识车主本主机在这个网络内的位置。

3、IP地址的分类：A，B，C，D，E五大类

（1）A类地址

网络号：A类地址第1段（第一字节）为网络地址（最高位固定是0），另外3段（3个字节）为主机地址。
范围：A类地址范围：1.0.0.0 – 126.255.255.255，其中0和127作为特殊地址。
默认掩码：A类网络默认子网掩码为255.0.0.0，也可写作/8。
容量：A类网络最大主机数量是256×256×256-2=166777214（减去1个主机位为0的网络地址和1个广播地址）。

（2）B类地址

网络号：B类地址第段（最高位固定是10）和第2段为网络地址，另外2段为主机地址。
范围：B类地址范围：128.0.0.0 – 191.255.255.255。
默认掩码：B类网络默认子网掩码为255.255.0.0，也可写作/16。
容量：B类网络最大主机数量256×256-2=6554。

（3）C类地址

网络号：C类地址第1段最高位固定是110）、第2 ，第3段都是网络号，最后一段为主机地址。
范围：C类地址范围：192.0.0.0 – 223.255.255.255。
默认掩码：C类网络默认子网掩码为255.255.255.0，也可写作/24。
容量：C类网络最大主机数量256-2=254。

（4）D类地址

网络号：D类地址不分网络地址和主机地址，它的第段的最高位固定是1110。D类地址用于组播（也称为多播）的地址，无子网掩码。
范围：D类地址范围：224.0.0.0 – 239.255.255.255。

（5）E类地址

网络号： E类地址也不分网络地址和主机地址，它的第1段的最高位固定是11110。
范围： E类地址范围：240.0.0.0 – 255.255.255.255。其中240.0.0.0-255.255.255.254作为保留地址，主要用于Internet试验和开发，255.255.255.255作为广播地址。

4、保留的特殊IP地址

（1）主机ID全为0的地址：表示这个地址是个网络号，比如：192.168.10.0 255.255.255.0，指192.168.10.0网段。
（2）主机ID全为1的地址：表示是某个网段的广播地址，本网段的所有主机都会监听发往这个地址的消息—比如：192.168.10.255，如果你的计算机发送数据包使用主机ID全是1的IP地址，数据链层地址用广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。
（3）127.0.0.1：是本地环回地址，指本机地址，一般用来测试使用。回送地址(127.x.x.x)是本机回送地址(Loopback Address)，即主机IP堆栈内部的IP地址。
（4）169.254.0.0：169.254.0.0-169.254.255.255实际上是自动私有IP地址。
（5）0.0.0.0：如果计算机的IP地址和网络中的其他计算机地址冲突，使用ipconfig命令看到的就是0.0.0.0，子网掩码也是0.0.0.0。

5、公网和私网IP地址

（1）公网地址：公有地址分配和管理由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。各级ISP使用的公网地址都需要向Inter NIC提出申请，有Inter NIC统一发放，这样就能确保地址块不冲突。
（2）私网地址：这些地址可以被用于私有网络，在Internet没有这些IP地址，Internet上的路由器也没有到私有网络的路由表。
A类：10.0.0.0 255.0.0.0～10.255.255.255 255.0.0.0，保留了1个A类网络。
B类：172.16.0.0 255.255.0.0～172.31.255.255 255.255.0.0，保留了16个B类网络。
C类：192.168.0.0 255.255.255.0～192.168.255.255 255.255.255.0，保留了256个C类网络。

二、MAC

1、MAC地址简介：

Medium Access Control，意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的链路位置。
a.：制定：IEEE（美国电气和电子工程师协会）制定的IEEE802项目中的一项。
b.：内容：规定凡是符合IEEE 802标准的网络接口必须拥有一个MAC地址，此地址具有全球唯一性。

2、MAC地址的组成：

（1）长度：48bit（6字节）48位（48个0和1 ）
（2）写法：采用16进展表示，分为6组，每组2位；也可以中间用中划线连接，每4为16进制数一组，一共3组。
（3）组成：前3组（3字节）OUI地址+后3组（3字节）厂商内部地址
OUI：Organizationally-Unique Identifier:厂商代码，向IEEE注册申请，
（4）存放：烧录在网卡的ROM（Read Only Memory）里，这个地址称为BIA地址（Burned-In Address，固化地址）。

3、MAC地址的分类：

（1）单播MAC：第一个字节的最低位都是0的MAC地址；标识一块特定网卡，
（2）组播MAC：第一个字节最低位是1的MAC地址；标识一组网卡；在同一组的成员都会将监听这个地址，（组播IP-RIP–224.0.0.9. ospf 224.0.0.5 6）
（3）广播MAC：每一位都是1的MAC地址；标识所有的网卡；所有人都会监听这个地址（组播地址的一种特殊形式）FF：FF：FF：FF：FF：FF FFF FFF FFFF FFFF

三、ARP

1、ARP 地址解析协议

ARP（Address Resolution Protocol ）

注意： ARP虽然是一个网络层协议，但是是和链路层信息挂钩的。
作用： 通过已知的IP地址解析对应的MAC地址
ARP表： ARP缓存表；存放IP地址和MAC地址映射的表，默认对每个条目保留时间为180S（到期后有通信需求需要重新学习）

2、ARP工作流程（广播请求，单播回复）

主机A–IP—IP-A——–MAC–MAC-A
主机B–IP—IP-B———MAC–MAC-B

（1）主机A发送ARP广播包，包含信息如下：ARP-request-请求包
a：发送者：MAC-A
b：目标地：FF:FF:FF:FF:FF:FF
c：内容：询问IP-B对应的MAC地址是多少？

（2）主机B会应ARP包-ARP-reply-回应包
a：发送者：MAC-B
b：目标地：MAC-A
c：内容：告诉主机A我MAC-B就是IP-B

3、ARP的数据包

（1）ARP Request请求包：用来请求IP地址对应的MAC地址
（2）ARP Reply回复包：用来回应ARP的请求包
（3）ARP 免费包

四、ICMP

1、ICMP网络消息控制协议（Internet Control Message Protocol）

作用：用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用
A：检测网络是否通的一种手段
B：进行ICMP的额重定向

2、数据包类型

（1）Echo request：ICMP请求消息
（2）Echo reply：ICMP回复消息

环回口—-逻辑接口=具有物理接口的一切特性

（1）带源ping

[AR-1]ping -a 12.1.1.1 12.1.1.2//带源ip，一源12.1.1.1去ping目的地址12.1.1.2

（2）设定ping包数量

[AR-1]ping -c 1000 12.1.1.2    //设定对目标地址12.1.1.2发送1000个ping包（默认每次ping发送5个）

（3）设定平包大小

[AR-1]ping -s 20 12.1.1.1

[AR-1]ping -si G0/0/0 12.1.1.2

（4）设定ping的TTL值

[AR-1]ping -h 255 12.1.1.2   //设定对目标地址12.1.1.2发送ping包时设定TTL值得参数为255（默认255）

（5）设定ping的源接口

[AR-1]ping -h 255 -i GigabitEthernet 0/0/0 12.1.1.2

（6）设定ping包的接收端口

[AR-1]ping -si G0/0/0 12.1.1.2

（7）设定ping的时间间隔（单位毫秒，默认500ms）

[AR-1]ping -m 20 12.1.1.2

（8）设定ping的超时间（默认2000秒）

[AR-1]ping -t 2000 12.1.1.2

（9）设定ping显示线路由信息

[AR-1]ping -r 12.1.1.2

（10）对指定对ping包不分片

[AR-1]ping -d 12.1.1.2    //设定对目标地址12.1.1.2发送的ping包不进行MTU分片处理

我是艺博东！欢迎你和我一起讨论，我们下期见。