本文主要是介绍计算机网络之IPv4深度解析,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
一.IP地址
IP地址的组成方式:网络号 + 主机号
可以这样理解,根据网络号找路由器,根据主机号找连着路由器的主机
早期分类的IP地址
表示如下:
其中,有些特殊的IP地址:
主机号全为0,表示本网络本身,主机号全为1,表示本网络的广播地址
网络号和主机号全为0,代表自己的主机,全为1代表这个路由器的广播域进行广播
因此,我们发现,正常主机的主机号是不能全为0或者全为1的,因此,如果一个网络的主机号有N位,它最多有2^N-2个主机,同时,我们也知道,一个网络的主机号长度绝对不能为1
私有IP地址
可以理解为只能在同一个网络(连接同一个路由器)的情况下的交流
他们需要经过网络地址转换将专用网络转换为公共地址,节省了IP地址的消耗
NAT路由器通过NAT转换表更改IP地址和端口
划分子网
三级IP地址结构:网络号+子网号+主机号(请注意:划分子网的子网号实际是从主机号中划分的)
网络号相同,在同一个网络下,子网号相同,在同一个子网下
划分的子网可以大小相同,也可以不同
子网掩码:网络号和子网号全为1,主机号全为0
可与IP地址进行与运算得出对应的子网的网络地址,例如
208.115.21.15的子网掩码225.225.225.0,可以得出子网是208.115.21.0
CIDR表示IP地址:网络前缀+主机号 或 IP +子网掩码中1的长度(斜线表示法)
路由聚合:两个网络用16进制书写后进行与运算后用CIDR表示IP地址
二.协议
ARP(地址解析协议):进行IP地址到MAC地址的映射
局域网内传输数据报:1.ARP告诉缓存查看目的地址,有则硬件地址写入MAC帧
2.若无,封装并广播请求分组,接收方单播发送相应分组,写入ARP缓存,发送帧
DHCP(动态主机配置协议,应用层):允许计算机加入新网络和自动获取IP地址
1.客户广播“发现信息”,源地址0.0.0.0 目的地址255.255.255.255
2.服务器广播“DHCP提供信息”源地址服务器地址 目的地址255.255.255.255
3.客户若接收地址,广播“DHCP请求消息” 源地址为0.0.0.0,目的地址为255.255.255.255
4.服务器“DHCP确认信息”分配IP地址 源地址DHCP服务器,目的地址255.255.255.255
ICMP(网际控制报文协议):差错报文,询问报文
三.IP地址习题
1.转发表
按照最长前缀匹配原则,首先是能匹配,然后看谁最长,R3的前22位是不匹配的,目的地址前22位132.19.111011,R3的前22位为132.19.111001不能是R3,答案为R2
2.划分子网
主机号剩余5位,但划分后最少剩余2位,因此子网位3位,8,当只有一个子网,不进行划分时,每个子网含IP地址最多,但要把主机号全0和全1去掉
3.两个地址
一台主机如果有两个IP地址,那么他们的网络一定不同,192属于C类网络,选C
4.多余地址
不重叠意味着IP地址一定不相同,不引入多余地址意味着两者含有所有地址,B,不重合,且聚合后为172.116.166.128/25
5.通信故障
通信故障意味着不在同一个子网中,网络号+子网号共27位,主机号共5位,A,C,D在同一个子网202.3.1.32/27中,B属于2022.3.1.64/27
6.广播地址
广播地址的主机号一定全为1,前18位为网络号+主机号,因此把原IP的后14位全部改为1即可
7.最小子网
最小子网的划分类似于A,B,C类的划分,0,10,110这样进行划分,故第五个子网的子网号为11110,占5位,7位的主机号,故答案为254
8.默认网关
默认网关的主机号全为0,子网掩码看网络号+子网号长度为27,全部置为1即可,选择D
9.源IP地址
经过R2后,改成全球IP地址,R1和R2在同一子网中,因此,R2的IP为195.123.0.33
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