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网络协议-MAC地址&IP地址

  • MAC地址

    • Windows
      ipconfig /all

    • Mac
      链接wifi按住option键然后点击wifi
      image.png

    • Windows
      60-FF-0A-CA-22-88

    • Linux、Android、Mac、iOS
      60:FF:0A:CA:22:88

    • Packet Tracer
      60FF.0ACA.2288

    • 广播地址
      FF-FF-FF-FF-FF-FF

    • 基础概念

      MAC地址又叫物理地址是固化在网卡的ROM里面的,是厂商在生产网卡的时候就写入进去的,一共6字节(每个字节由两个16进制组成)是由IEEE80标准规定,前三位是由IEEE分发的而后三位是由厂商自己分发的(所以厂商需要生产网卡需要先向IEEE购买前三位的厂商地址),当48位全为1的时候也就是 FF-FF-FF-FF-FF-FF 则代表广播地址,网络通信都需要获取到网卡的MAC地址的,如果通信的一方只知道对方的IP地址,此时就会发送一个ARP广播通过目标IP获取到目标MAC地址然后完成通信

    • MAC组成

      上文说过一共48位6字节前三自己是组织唯一标识符(由IEEE分发),后三个自己是网络接口标识符(由厂商分发)具体如下图:image.png
      所以一般情况下你会发现同一厂商生成的网卡的MAC地址他的前三位都是相同的

    • MAC地址的表示形式
    • 查询本机MAC地址
    • MAC地址获取

      上文说到了通信的基础一定要有MAC地址,在不知道MAC地址的时候通信的一方可以通过IP地址发送ARP广播获取到目标MAC地址(跨网段则是先找到路由器的网关MAC地址)获取成功后此时会缓存IP地址、MAC地址的映射信也就是ARP缓存(存储时间默认是两分钟,过期则自动删除)

  • IP地址

    • 子网换分的原因

      如果我们需要1000台主机在同一个网段,此时C类地址不够用(只能容纳254个主机),所以此时要申请一个B类地址,但是B类地址一共可以容纳65534台主机,所以此时就有64534个空闲的IP也就造成了资源的浪费,所以此时就需要合理进行子网划分避免资源的浪费

    • 如何进行子网划分

      借用主机位划分出多个子网
      例如一个C类地址需要等长划分,正常的子网掩码应该是255.255.255.0 此时变成255.255.255.128,如下图此时的主机位的最高位就变成了网络ID如下图所示image.png所以此时就划分成了两个等长的网段,分别是192.168.1.0和192.168.1.128,它们的子网掩码都是是255.255.255.128,CIDR表示方法192.168.1.0/25、192.168.1.128/25。
      如下图,此时通过交换机链接两个机器不能够相互通信iShot2021-11-12 14.37.47.gif

    • 等长子网划分

      上文说到了子网划分的概念,同时举了一个划分的例子,其实这个例子就是等长子网划分,子网掩码都是一样的都是往后移动以为,也就是从原来的24变成25,这样就被等长的划分除了两个等长的子网,同样的也可以划分的再小一点,就是主机位前两位都是网络ID,那么就会被划分成4个等长的子网,如下图一个C类地址等长划分成4个子网image.png

    • 变长子网划分

      区别于等长子网划分的是子网的子网掩码不一样就行,继续拿上面的例子
      首先等长分为两段,然后后面一段在划分成两个子网,如下图所示:image.png

    • 第一个子网 192.168.1.1~192.168.1.62:子网掩码往左移动相应位数后,网络部分保持相同才能合并。

    • 第二个子网 192.168.1.65~192.168.1.126

    • 第三个子网 192.168.1.129~192.168.1.190

    • 第四个子网 192.168.1.193~192.168.1.254

    • A类地址
      前8位是网络ID,并且是 0开头 后面24位是主机ID,默认的子网掩码是 255.0.0.0
      如下图所示
      image.png所以各部分的取值范围如下:image.png

    • B类地址
      前16位是网络ID,并且是 10开头 后面16位是主机ID,默认的子网掩码是 255.255.0.0
      如下图所示image.png
      取值范围,网络ID不像A类地址,全部可使用,主机ID和A类地址一样

    • C类地址
      前24位是网络ID,并且是 110开头 后面8位是主机ID,默认的子网掩码是 255.255.255.0
      如下图所示image.png
      取值范围,网络ID不像A类地址,全部可使用,主机ID和A类地址一样

    • D类地址
      以1110开头,多播地址

    • E类地址 以1111开头,保留地址

    • 第一部分0不能使用

    • 第一部分127不能使用,127作为保留网段,127.0.0.1是本地环回地址代表本机地址

    • 主机ID全0不能使用,代表主机所在网段

    • 主机ID全1不能使用,代表广播地址

    • IP地址主要由两部分组成:网络ID、主机ID

    • 我们可以通过子网掩码得出网络ID、主机ID

    • 也可以通过子网掩码的到主机所在网段
      主机所在网段 = 子网掩码&IP地址

    • 基础概念

      是指 互联网协议地址 互联网上每一个主机都会有的IP地址
      目前IP地址一共有两个版本 IPv4(32bit 4字节) 和 IPv6(128bit 16字节),最初的是IPv4但是在19年的时候全球的IP地址用完了所以推出了IPv6版本(下文主要讲IPv4版本)

      通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)如下图image.png

    • IP地址的组成
    • IP地址分类

      注意:只有A\B\C类地址才能分配给主机,主机ID全0不能使用,代表主机所在网段,主机ID全1不能使用,代表广播地址

    • 子网掩码的CIDR表示方法

      一般我们看到的是
      ip: 192.168.8.12
      子网掩码:255.255.255.0
      CIDR表示: 192.168.8.12/24. 其中24代表子网掩码中有24个1,  也就是
      1111 1111  1111 1111  1111 1111  0000 0000
      就是 255.255.255.0

    • 子网划分
    • 超网

      上文说到的划分主要是将一个大网段划分成若干个小网段,超网是合并两个网段,例如需要400个主机在同一网段的时候,申请一个C类地址太浪费,申请一个B类地址又太多,所以此时可以申请两个C类地址然后合并成一个更大的网段。

      超网的操作区别于子网是子网是网络ID向后移动一位,而超网是向前移动一位,例如将192.168.0.0/24网段和192.168.1.0/24,两个网段合并成一个网段,此时就变成了192.168.0.0/23网段.

      需要注意的是并不是任意两个网段都能合并:子网掩码往左移动相应位数后,网络部分保持相同才能合并。


作者:Potato_土豆
链接:https://juejin.cn/post/7031075731522191373

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