[网络协议]第二周学习报告（21.11.7）

云计算第二周总结：

再次提到TCP的运输方式：全双工

数据在网络中传递方式：接收和发送

单工：只能接收或发送

半双工：既能接收也能发送，但在发送时只能发送，接收时只能接收

全双工：既能接收也能发送，并且可以同时发送。

一、TCP在建立连接时的状态（三次握手）

1.TCP的半连接状态：客户端向服务器发送包，而服务器不发送接收确定和请求访问的包（第二次挥手没实现）。由此产生了一种看似合理得攻击方式：

TCP的半连接攻击（Dos攻击的一种）：（拒绝服务攻击：以合法的请求完成非法的目的）客户端向服务器发送包（一次性发送过多），而服务器不发送接收确定和请求访问的包（服务器接收不过来）。

解决方法：在客户端和服务器之间设立一道墙（防火墙：起到代理的作用），防火墙代理客户端访问服务器（发送三次握手第一部的请求），再代理服务器向客户端发送请求（第二次挥手），有异常情况出现（包的数量每秒超过限制），防火墙就会拒绝让其访问服务器，防治服务器崩溃。

2.半关闭状态：在建立连接后，服务器关机

3.半开放状态：三次握手建立连接后，客户端没有再次向服务端发起请求，这时服务端就会主动断开与客户端的连接。

IP地址：

版本：ipv4和ipv6

IPV4地址：

1. 二进制与十进制的转换（一共32位，每8位为一组）

二进制写下来就是00000000.00000000.00000000.00000000

十进制就是0.0.0.0

例202.110.137.25————转成二进制就是————110001010.01101110.10001001.00011001

解题步骤：

1. 先看202——可以202-128=74（因为可以减下来而且有余数所以第一位是1），74-64=10（第二位是1），10-8=2（第五位是1），2-2=1（第七位是1）剩下因为减不到，所以其他位都是0，所以第一组8位二进制就是110001010
2. 由此类推：110-64=46,46-32=14，14-8=6,6-4=2,2-2=0（说明在这一组8位二进制里，第二位、第三位、第五位、第六位、第七位都是1，剩下全是0），第二组8位二进制就是01101110

第三组8位二进制就是10001001，第四组8位二进制就是00011001

子网掩码：

例：IP地址：192.168.3.2

子网掩码：255.255.255.0

子网掩码（又叫做网络掩码——netmask）

作用：为了区分网络位和主机位

32位的IP地址当中会被区分为网络位和主机位

网络位：标识此IP地址处于那个广播域内（项目名称）

在同一个广播域内，可以相互直接通信

在不同广播域之间，是不可以直接通信的，需要借助网络连接设备（路由器）

主机位：可以给主机分配的ip地址（每个项目所需要的人数）

网络位和主机位的区分方法：

128+64+32+16+8+4+2+1=255

255.255.255.0——转化为二进制11111111.11111111.11111111.00000000

为1的部分就是网络位（前24位），为0的地方就是主机位（后8位）

网络位相同，即为同一广播域；网络位不同，即不在同一广播域内

192.168.1.1 ??255.255.255.0

192.168.2.1 ??255.255.255.0

此时这两个IP地址不在同一广播域（他们的网络位不同，此时子网掩码的前24位相同才能在同一广播域）

172.16.1.1 ??255.255.0.0

172.16.2.1 ??255.255.0.0

此时这两个IP地址就在同一广播位中（他们子网掩码前16位相同，即是他们的网络位相同，只是主机位不同，所以他们在同一广播域）

Ipv4地址的分类：

根据第一组8位二进制来区分ABCDE五类IP地址

A ?1-126

B ?128-191

C ?192-223

D ?224-239

E ?240-254

其中0.127.255都不在其中，属于特殊IP地址

其中ABC三类地址是单播地址，D类地址是组播地址，E类地址为科研使用

单播地址：即可以作为源地址，也可作为目标地址（可以相互交流）

组播地址：只能作为目标使用（只能作为目标使用，只能发送，不能回复）

主类网：ABC三类地址有默认的子网掩码长度

A ??255.0.0.0 ???????????????/8

B ??255.255.0.0 ?????????????/16

C ??255.255.255.0 ???????????/24

此时的/8，/16，/24代表前多少位为网络位（转换成2进制时）

在编辑IP设置是，其中有个子网前缀长度：这里就是问网络位的长度，要输入/8、/16、/24

10000000-128

11000000-192

11100000-224

11110000-240

特殊的IP地址：（共六类）

端口号——保留端口号——0——代表所有端口号

第一种：0.0.0.0：无效的地址/缺省（默认地址）——代表所有IP地址

第二种：127.0.0.1——本地环回地址

作用是用于检测TCP/IP协议栈道是否能够正常的封装和解封装数据（也就是用于监测网卡好坏）坏了就连不了网

方法：打开cmd，输入ping127.0.0.1——如果正常就是好的

（小技巧：打开cmd，输入color b 可以切换cmd中的字体颜色）

第三种：255.255.255.255——受限广播地址（只能作为目标地址去使用）——通知给所有的IP地址

第四种：本地私有地址——169.254.x.x/16——当PC没有办法通过自动获取IP地址的方式获取IP地址，就会自动生成一段类似上面的IP地址（x是某一个数字，随机的并不是未知的）

两种情况：1.连不上网2.连上网却获取不了IP地址（两种情况是不同的）

第五种：主机位全0的地址：192.168.1.0/24—代表整个网段内的全部地址—也叫作：网络地址

192.168.1.0/24-192.168.1.255/24——共计256个地址

第六种：主机位全1的地址：192.168.1.255/24——代表本网段内的广播地址——只能作为目标地址去使用

主机位全0和全1的地址是不能被使用的，因为被赋予了特殊的含义

5例：172.16.1.0/16—是可以被使用的，前16位是网络位，后16位的主机位不是全0和全1

网络地址：主机位全0——172.16.0.0

广播地址：主机位全1——172.16.255.255

可用地址数量：2^16-2（2的主机位次幂-2）第一个不能用，最后一个不能用就减去了

可用地址范围：因为第一个不能用（172.16.0.0/16），最后一个不能用（172.16.255.255/16）

地址范围就是172.16.0.1/16-172.16.255.254/16

例:192.168.1.27/27

网络地址192.168.1.0/27(因为前27位是网络位，后5位才是主机位所以第四组的8位二进制的前三位是0 ，并且后五位全是0才是他的网络地址)

广播地址192.168.1.31/27（因为它第四组8位二进制的后五位要全是1才能成为广播位，所以是16+8+4+2+1=31）

可用地址数量2^5-2（第四组8位二进制后五位是主机位，所以后五位次幂-2就是他的可用地址范围）

可用地址范围192.168.1.1/27-192.168.1.30/27

192.168.1.000（这是网络位）11011/24（27的二进制）

网络地址是主机位全0——192.168.1.00000000——192.168.1.0

广播地址是主机位全1——192.168.1.00011111——192.168.1.31

而因为在网络地址和广播地址的范围之间，网络地址和广播地址是不能被使用的

所以他的可用地址范围是192.168.1.1——192.168.1.30

他的可用地址数量是2^5-2个

网段：一段网络（一个广播域）

在同一个广播域内，可以相互直接通信

在不同广播域之间，是不可以直接通信的，需要借助网络连接设备（路由器）

这三类IP地址都是不可以使用的，就是上面的五类地址中为什么没有0.127.255的原因

Ipv4地址在使用场景上的分类

ipv4的地址是有限且枯竭了

私有地址：免费使用，本地唯一性（在一个广播域内不能出现相同的地址）

公有地址：付费使用，全球唯一性（因为有这个特点，才能访问全球的地址）相比私有地址，公有地址是更多的

校园网就是将公有地址当成私有地址使用（使用NAT技术）

私有地址是少量的

A ??10.0.0.0/8

B ??172.16.0.0/16-172.31.0.0/16

C ??192.168.0.0/24-192.168.255.0/24

除了这几个私有地址，剩下的地址都是公有地址

在家里拿到的地址是私有地址，但是在上网时，通过的是运营商那里的公有地址才能上网。

私有地址少——合理地使用

学校要给财务室，校医室，食堂，教学楼等布置网络,而ipv4地址是非常少的， 而若是一个IP地址可用的地址数量太多，而能用IP地址的PC又太少，这时会造成一种对IP地址的浪费（在某些情况下是会允许IP地址的浪费的），所以要合理规划IP地址

VLSM——可变长子网掩码——也叫子网划分

方法：通过借用主机位来充当网络位的方法，实现将一个大的广播域逻辑的话分为若干的小的广播域。

例：192.168.1.0/24+1

变长：

192.168.1.00000000/25（将第四组8位二进制的第一位改成网络位）

网络地址192.168.1.0/25

广播地址192.168.1.127/25（127是01111111）

可用地址数量126

可用地址范围192.168.1.1/25-192.168.1.126/25

192.168.1.10000000/25

网络地址192.168.1.128/25

广播地址192.168.1.255

可用地址数量126

可用地址范围192.168.1.129/25-192.168.1.254/25

注意，这两个的网络位就不一样了，这两个广播域就不是一个了

这时借一位划分了两个网段

借两位可以划分四个网段

192.168.1.0/24+2 =26

192.168.1.00000000 ??/26

192.168.1.01000000 ??/26

192.168.1.10000000 ??/26

192.168.1.11000000 ??/26

借两位的四种情况

192.168.1.0/26

网络地址?192.168.1.0

广播地址?192.168.1.63

可用地址数量?2^6-2=62

可用地址范围?192.168.1.1-192.168.1.62

192.168.1.64/26

网络地址：192.168.1.64

广播地址：192.168.1.127

可用地址范围：192.168.1.65-192.168.1.126

192.168.1.128/26

192.168.1.192/26

借三位可以划分八个网段192.168.1.0/24+3

192.168.1.0/27——00000000（这时第四组8位二进制的变化）

192.168.1.128/27——10000000

192.168.1.160/27——10100000

192.168.1.192/27——11000000

192.168.1.224/27——11100000

192.168.1.64/27——01000000

192.168.1.96/27——01100000

192.168.1.32/27——00100000

192.168.1.0/24借四位

192.168.1.0/28（00000000）网络地址

192.168.1.16/28（00010000）

192.168.1.32/28（00100000）

192.168.1.48/28（00110000）

192.168.1.64/28（01000000）

192.168.1.80/28（01010000）

192.168.1.96/28（01100000）

192.168.1.112/28（01110000）

192.168.1.128/28（10000000）

192.168.1.144/28（10010000）

192.168.1.160/28（10100000）

192.168.1.176/28（10110000）

192.168.1.192/28（11000000）

192.168.1.208/28（11010000）

192.168.1.224/28（11100000）

192.168.1.240/28（11110000）

总结规律：划分的网段数量=2^借位（次幂）

借一位划分2个网段/25（2^1）

借两位划分4个网段/26（2^2）

借三位划分 8个网段/27（2^3）

借四位划分16个网段/24（2^4）

CIDR——五类域间路由——汇总

汇总——将多个小的广播域汇总成一个大的广播域

方法：母网号一样（第一个8位二进制相同），取相同位（看相同的数字到哪一位不同），去除不同位（将后面不同的位置去除）

例:192.168.1.0/24

???192.168.2.0/24

???192.168.3.0/24

网络位前22位相同

汇总后：192.168.0.0/22(汇总成的大的广播域)