[网络协议] 学习笔记-网络互连与互联网(一)

开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 网络协议 -> 学习笔记-网络互连与互联网(一) -> 正文阅读

[网络协议]学习笔记-网络互连与互联网(一)

1、网络互连设备

网络互连设备的作用：连接不同的网络。
(中继器工作于物理层；网桥和交换机工作于数据链路层；路由器工作于网络层；网关工作于网络层以上的协议层。)

①中继器
中继器Repeater的功能是对接收信号进行再生和发送(不改变接收和发送的信号)；工作于物理层，只起到扩展传输距离的作用。(该设备使用有限制，例如在以太网最多使用5个)

集线器Hub：原理同中继器一样，可以说是一个多端口的中继器，可以把一个端口收到的数据广播到其他所有端口上。

②网桥Bridge
也类似于中继器，用于连接两个局域网网段，工作于数据链路层，所以要根据帧地址字段来决定传输转发。
网桥有过滤帧作用，提高通信效率和隔离作用。有源地址、目的地址、自己的物理地址Mac帧

交换机Switch：一种多端口网桥，一个端口连接一个局域网。

③路由器Router
工作于网络层；网络层地址通常叫逻辑地址(IP地址)，数据链路层叫物理地址；路由器根据逻辑地址在互连的子网之间传递分组。适用于连接复杂的大型网络。（选择网络路径、传输分组）

④网关
最复杂的网络互连设备。用于连接网络层以上执行不同协议的子网，构成异构型的因特网。能够对互不兼容的高层协议进行转换。

2、IP协议

当前主要使用的internet协议叫TCP/IP协议族
分为四层协议。
在这里插入图片描述
与OSI/RM 分层的原划不同，TCPIIP 协议族允许同层的协议实体间互相调用，从而完成复杂的控制功能，还允许上层过程直接调用不相邻的下层过程，其至在有些高层协议中控制信息和数据分别传输，面不是共享同一个协议数据单元。
在这里插入图片描述
IP协议：internet协议，网络层最重要的协议。无连接、不可靠的，数据包交换。

①IP地址
IP地址采用“网络·主机”形式。用十进制表示，分四个字节。每个字节用“.”分开。IP地址最小值为0.0.0.0、最大值为255.255.255.255。
某一网络段的第一个IP地址为网络地址，最后一个IP地址为广播地址(这两个地址保留，不可用）
在这里插入图片描述
私有IP地址：不用于公网，在内网使用
A类：10.0.0.0～10.255.255.255
B类：172.16.0.0～172.31.255.255
C类：192.168.0.0～192.168.255.255

特殊IP地址
0.0.0.0: 本机地址，默认路由。
127.0.0.1 ：回环地址，用于测试。
169.254.x.x ：自动专用地址，找不到DHCP 服务器，主机给自己分配的一个IP。
255.255.255.255 ：广播地址，本网所有主机目标地址。

子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
举例：192.168.1.1/24 。
IP地址：192.168.1.1。
24是位，可写二进制的子网掩码：
11111111.11111111.11111111.00000000(共24个1，所以24位）
十进制的子网掩码：
255.255.255.0

子网划分：将网段划分小范围的网段或大范围的网段。
1)网段：标准子网掩码产生的一段标准网络IP范围。
2)子网：将网段划分更小的网络，称为子网。一般指往右“借位” VLSM。
3)超网：借用“网络位”将网段合成更大的网络，称为超网。一般指往左“借位” CIDR。

网络地址的运用与计算：
1、根据IP地址的子网掩码进行计算
例如：192.168.1.1 子网掩码是255.255.255.192
①可算位。
子网掩码进行二进制后根据“1”的个数可得26位。 192.168.1.1/26

②可算IP地址的数和范围、主机数(可用IP地址数)和范围。

256减去192=64，
与192.168.1.1/26在同一个网段的IP地址共有64个，可用的64-2=62个IP地址
(第二种：32-26=6，2⁶=64 、64-2=62)

IP地址范围则是192.168.1.0～192.168.1.63
主机地址(可用IP地址)范围是192.168.1.1～192.168.1.62
网络地址：192.168.1.0
广播地址：192.168.1.63
主机地址：192.168.1.1

2、超网计算：
网络 192.168.1.0/23
①子网掩码：23既11111111.11111111.11111110.00000000
转十进制：255.255.254.0
32-23=9，2⁹=512、512-2=510
网络 192.168.1.0/23的IP地址范围
192.168.1.0～192.168.2.255
可用:192.168.1.1～192.168.1.254。
子网数两个：192.168.1.0～192.168.1.255和192.168.2.0～192.168.2.255。(这两个是超网的属于同一个网段)

②IP协议数据单元结构
IP报头最大60字节，最小20字节。
在这里插入图片描述