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IPv4地址
IPV4地址為32位字符串，使用點分十進(jìn)制表示，既4個8位字符串。 例如： 點分十進(jìn)制： 192 . 168 . 10 . 1 二 進(jìn) 制：11000000 10101000 00001010 00000001 網(wǎng)絡(luò)部分和主機部分： 1） 網(wǎng)絡(luò)部分：定義為網(wǎng)絡(luò)地址部分的比特模式相同的一組主機； 2） 主機部分：使用的比特位數(shù)決定了網(wǎng)絡(luò)中可以容納的主機數(shù)量。 二進(jìn)制到十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 位置記數(shù)法： 以十進(jìn)制數(shù)字 245 為例，2 表示的值是 2*10^2（2 乘以 10 的 2 次冪）。2 位于我們通常稱為“百位”的位置。位置記數(shù)法稱此位置為基數(shù)的 2 次冪位置，因為基數(shù)（即基）是 10 而冪是 2。 在基數(shù)為 10 的數(shù)制系統(tǒng)中使用位置記數(shù)法時，245 表示： 245 = (2 * 10^2) + (4 * 10^1) + (5 * 10^0) 或 245 = (2 * 100) + (4 * 10) + (5 * 1) 二進(jìn)制數(shù)制系統(tǒng)： 在二進(jìn)制數(shù)制系統(tǒng)中，基是 2。因此，每個位置代表 2 的冪，冪次逐位增加。在 8 位二進(jìn)制數(shù)中，各個位置分別代表以下數(shù)量： 2^7 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0 128 64 32 16 8 4 2 1 當(dāng)我們將一個字節(jié)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)字時，如果某個位置的數(shù)字為 1，則計入該位置所代表的數(shù)量，而如果該數(shù)字為 0，則不計入其數(shù)量。 二進(jìn)制數(shù) 1 1 1 1 1 1 1 1 十進(jìn)制數(shù) 128 64 32 16 8 4 2 1 各個位置上的數(shù)字 1 都表示要將該位置的值計入總數(shù)。以下是一個二進(jìn)制八位數(shù)的每個位置都為 1 時的累加算法?？倲?shù)為 255。 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制： 例如：如果 128 位位置上的值大于或等于 128，則在 128 位置上置入 1 并從要轉(zhuǎn)換的數(shù)字中減去 128。然后，將此運算的余數(shù)與下一個較小值（即 64）相比較。接下來，對所有剩余位的位置重復(fù)此過程。 IPV4網(wǎng)絡(luò)中的地址類型： 每個 IPv4 網(wǎng)絡(luò)的地址范圍內(nèi)都有三種類型的地址： 1) 網(wǎng)絡(luò)地址 - 指代網(wǎng)絡(luò)的地址 2) 廣播地址 - 用于向網(wǎng)絡(luò)中的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)的特殊地址；（用于與該網(wǎng)絡(luò)中的所有主機通信。） 3) 主機地址 - 分配給網(wǎng)絡(luò)中終端設(shè)備的地址 網(wǎng)絡(luò)前綴： 前綴長度指示地址的網(wǎng)絡(luò)部分的比特位數(shù)。 例如：在 172.16.4.0 /24 中，/24 就是前綴長度，它告訴我們前 24 位是網(wǎng)絡(luò)地址。 計算網(wǎng)絡(luò)地址、主機地址和廣播地址： 計算網(wǎng)絡(luò)地址：就是本網(wǎng)段中最小的那個就是網(wǎng)絡(luò)地址。 計算廣播地址：就是本網(wǎng)段中最大的那個地址就是廣播地址，也可是說下一個子網(wǎng)號減一就是廣播地址。 計算主機地址：網(wǎng)絡(luò)地址加一就是第一個可用的主機地址，廣播地址減一就是最后一個可用主機地址。 通訊類型—單播、廣播、組播： 在 IPv4 網(wǎng)絡(luò)中，主機可采用以下三種方式之一來通信： 1) 單播 - 從一臺主機向另一臺主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程。 2) 廣播 - 從一臺主機向該網(wǎng)絡(luò)中的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程。 A） 定向廣播 -定向廣播是將數(shù)據(jù)包發(fā)送給特定網(wǎng)絡(luò)中的所有主機。 B） 有限廣播 -有限廣播只限于將數(shù)據(jù)包發(fā)送給本地網(wǎng)絡(luò)中的主機。 3) 組播 - 從一臺主機向選定的一組主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程。（就是要把數(shù)據(jù)傳給感 興趣的人） 保留的IPV4地址范圍： 實驗地址：240.0.0.0 到255.255.255.254 組播地址：224.0.0.0 到 239.255.255.255 主機地址：0.0.0.0 到 223.255.255.255 私有地址： 10.0.0.0 到 10.255.255.255 (10.0.0.0 /8) 172.16.0.0 到 172.31.255.255 (172.16.0.0 /12) 192.168.0.0 到 192.168.255.255 (192.168.0.0 /16) 環(huán)回地址： 127.0.0.0 到 127.255.255.255 環(huán)回是主機用于向自身發(fā)送通信的一個特殊地址。 鏈路本地地址： 169.254.0.0 到169.254.255.255 在沒有可用 IP 配置的環(huán)境中，操作系統(tǒng)可以自動將此類地址分配給本地主機 TEST-NET 地址： 192.0.2.0 到 192.0.2.255 保留供教學(xué)使用，與實驗地址不同，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置中能夠 接受此類地址 標(biāo)準(zhǔn)的IPv4地址類別： A類：1.0.0.0 規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)地址分配：
應(yīng)該妥善規(guī)劃和記錄這些網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部地址的分配才能： 1) 防止地址重復(fù) 2) 提供和控制訪問 3) 監(jiān)控安全和性能 IPV6慨述： 二十世紀(jì)九十年代早期，Internet 工程任務(wù)組 (IETF) 對 IPv4 網(wǎng)絡(luò)地址耗盡的擔(dān)憂加劇，因此開始尋找新的協(xié)議來替代此協(xié)議。這一行動拉開了制定現(xiàn)今 IPv6 的序幕。 制定這一新協(xié)議的最初動機是提高編址能力。制定 IPv6 的過程中還考慮了其它問題，例如：
l 改進(jìn)數(shù)據(jù)包處理過程 l 增強可擴(kuò)展性和壽命 l QoS 機制 l 集成安全性 要提供這些功能，IPv6 必須提供：
l 128 位分層編址，用以提高編址能力 l 報頭格式簡化，用以改進(jìn)數(shù)據(jù)包處理過程 l 提高對擴(kuò)展和選項的支持，用以增強可擴(kuò)展性和延長生命周期并改進(jìn)數(shù)據(jù)包處理程 l 流標(biāo)簽功能，作為 QoS 機制 l 身份驗證和隱私權(quán)功能，用于集成安全性 子網(wǎng)掩碼：（就是用來定義IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分和主機部分） 如果一個IP的主機位“全0”則為：一個子網(wǎng)、網(wǎng)段、網(wǎng)絡(luò)號。 如果一個IP的主機位“全1”則為：本網(wǎng)段的廣播地址。 如果網(wǎng)絡(luò)位全1，主機位全0 則為本網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼 例如： IP地址是：192.168.1.180 子網(wǎng)掩碼是：255.255.255.128 即網(wǎng)絡(luò)部分就是：192.168.1.128 主機部分就是：192.168.1.129 到 192.168.1.254 廣播地址就是：192.168.1.255 AND運算：（就是用來算網(wǎng)絡(luò)地址） AND運算： 1 AND 1 = 1 1 AND 0 = 0 0 AND 1 = 0 0 AND 0 = 0 例：主機地址 192 . 0 . 0 . 1 二進(jìn)制數(shù) 11000000 00000000 00000000 00000001 子網(wǎng)掩碼 255 . 255 . 0 . 0 二進(jìn)制數(shù) 11111111 11111111 00000000 00000000 網(wǎng)絡(luò)地址 192 。 0 。 0 . 0 AND運算：紅色=1 藍(lán)色=0 基本的子網(wǎng)劃分： 我們可以使用一個或多個主機位作為網(wǎng)絡(luò)位創(chuàng)建子網(wǎng)。具體做法是延長掩碼，從地址的主機部分借用若干位來增加網(wǎng)絡(luò)位。使用的主機位越多，可以定義的子網(wǎng)也就越多。每借用一個位，可用的子網(wǎng)數(shù)量就翻一番。但是，每借用一個位，每個子網(wǎng)可用的主機地址就會減少。 用于計算子網(wǎng)的公式 使用此公式可計算子網(wǎng)數(shù)量： 2^n，其中，n = 借用的位數(shù) 在此示例中，計算結(jié)果如下： 2^1 = 2 個子網(wǎng) 主機數(shù)量
要計算每個網(wǎng)絡(luò)的主機數(shù)量，可以使用公式 2^n - 2，其中，n = 留給主機的位數(shù)。 采用此公式，(2^7 - 2 = 126) 表示這些子網(wǎng)中每個子網(wǎng)可包含 126 臺主機。 檢查每個子網(wǎng)最后一個二進(jìn)制八位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)字。兩個網(wǎng)絡(luò)的最后一個二進(jìn)制八位數(shù)的值分別是： 子網(wǎng) 1：00000000 = 0 子網(wǎng) 2：10000000 = 128 IP地址劃分： 標(biāo)準(zhǔn)的IP地址劃分浪費過大，所以使用細(xì)分子網(wǎng)來減少劃分照成的浪費， 細(xì)分子網(wǎng)就是說：先劃分需要地址最大的那個，在劃分小的。 舉個例子來說把：有4個部門，A部門需要60個地址、B部門需要30、C部門需要、10個地址、D部門需要10個地址。就用：192.168.1.0/24中地址： 192.168.1.0/26 192.168.1.64/26 192.168.1.128/26 192.168.1.192/26 A部門就用：192.168.1.0/26 (范圍是：1~62) 192.168.1.64/26劃分 192.168.1.64/27 192.168.1.96/27 B部門就用：192.168.1.64/27（范圍：65~94） 192.168.1.96/27劃分 192.168.1.96/28 192.168.1.112/28 C部門就用：192.168.1.96/28 （范圍：97~110） D部門就用：192.168.1.112/28（范圍：113~126） 網(wǎng)絡(luò)的常用工具： PING：用來測試本地協(xié)議是否工作正常，還用來測試與遠(yuǎn)端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層是否可達(dá)！ Traceroute： 用于觀察這些主機之間的路徑。 往返時間 （RTT）：可提供路徑沿途每一跳的往返時間 (RTT) 并指示是否某一跳未響應(yīng)。RTT 是數(shù)據(jù)包到達(dá)遠(yuǎn)程主機以及從該主機返回響應(yīng)所花費的時間。星號 (*) 用于表示丟失的數(shù)據(jù)包。 生存時間 (TTL)第 3 層報頭中 TTL 字段的功能和 ICMP 超時消息。TTL 字段用于限制數(shù)據(jù)包可以經(jīng)過的跳數(shù)。數(shù)據(jù)包每經(jīng)過一臺路由器，TTL 字段便會減 1。當(dāng) TTL 變?yōu)榱銜r，路由器將不再轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包而將其丟棄。 ICMP（Internet 控制消息協(xié)議）： 其用途是就特定情況下處理 IP 數(shù)據(jù)包的相關(guān)問題提供反饋。 ICMP 是 TCP/IP 協(xié)議簇的消息協(xié)議。 ICMP 消息的常見類型 可能發(fā)送的 ICMP 消息包括： 1) 主機確認(rèn)（就是說：用來確認(rèn)主機是否運行正常） 2) 無法到達(dá)目的或服務(wù)器（也就是說：ping目的不可達(dá)） “目的無法到達(dá)”代碼包括： 0 = 網(wǎng)絡(luò)無法到達(dá) （當(dāng)ICMP消息傳到路由器時，路由器沒有去往該消息的目的地址是責(zé)用0表示） 1 = 主機無法到達(dá) （如果路由器有連接的路由適用于接收的數(shù)據(jù)包但卻無法將該數(shù)據(jù)包傳送到連接的網(wǎng)絡(luò)中的主機，該路由器會用代碼 = 1） 2 = 協(xié)議無法到達(dá) 3 = 端口無法到達(dá) （2、3代碼：表示服務(wù)不可用。服務(wù)不可用的原因可能是未運行提供該服務(wù)的守護(hù)程序或者主機上的安全限制不允許訪問該服務(wù)） 3) 超時（就是把TTL值減到0然后給源主機發(fā)送超時） 4) 路由重定向 （路由器可使用 ICMP 重定向消息來通知網(wǎng)絡(luò)中的主機有更佳路由可用于特定目的地址） 5) 源抑制（通知源主機暫時停止發(fā)送數(shù)據(jù)包，在路由器的緩沖區(qū)空間不能在接受數(shù)據(jù)包時會出現(xiàn)此消息） |
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