03.MAC地址_IP地址

一步一步的发展是为了淘汰掉以前不成熟的技术。
计算机之间的连接方式 - 路由器（Router）
网线直连、同轴电缆、集线器、网桥、交换机的特点：
连接的设备必须在同一网段；
连接的设备处在同一广播域。
路由器的作用：
可以在不同网段之间转发数据；
隔绝广播域。
路由器通过在端口设置IP地址，也就是计算机的网关，来标识端口对应的局域网，帮助计算机跨网段。
跨网段发送数据，要通过网关，所以要发送ARP请求，获取网关的MAC地址。
有多少个网关，得取决于路由器有多少个端口。
路由器两边同一个网段是没办法通信的，除非该路由器设备不需要设置IP地址。
MAC地址
每一个网卡都有一个6字节（48bit ）的MAC地址（Media Access Control Address）
全球唯一，固化在了网卡的ROM（存储空间）中，由IEEE802标准规定。
前三字节：OUI，组织唯一标识符，由IEEE的注册管理机构分配给厂商。
后3字节：网络接口标识符，由厂商自行分配。

组织唯一标识符    网络接口标识符
40-55-82          0A-8C-6D

OUI查询：http://standards-oui.ieee.org/oui/oui.txt
MAC地址查询：https://mac.bmcx.com/
MAC地址的表示格式：

Windows40-55-82-0A-8C-6D
Linux、Android、Mac、iOS40:55:82:0A:8C:6D
Packet Tracer4055.820A.8C6D
当48位全为1时，代表广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF

MAC地址操作
查看MAC地址：ipconfig /all
修改MAC地址:
更改适配器选项-属性-配置-高级-网络地址，操作系统可以不用网卡的MAC地址，可以自己编一个，填写的时候需要把减号（-）去掉，通过修改自己计算机的MAC地址，改成交换机允许联网的MAC地址，从而欺骗交换机，达到蹭网得目的，但是只能有一个联网。
MAC地址的获取
当不知道对方主机的MAC地址时，可以通过发送ARP广播获取对方的MAC地址，获取成功后，会缓存IP地址、MAC地址的映射信息，俗称：ARP缓存。
通过ARP广播获取的MAC地址，属于动态（dynamic）缓存。
存储时间比较短（默认是2分钟），过期了就自动删除。
相关命令：

arp -a [主机地址]：查询ARP缓存

arp -d [主机地址]：删除ARP缓存

//如果不加IP地址，那就是查询/删除所有。
arp -s 主机地址 MAC地址：增加一条缓存信息（这是静态缓存，存储时间较久，不同系统的存储时间不同）

ARP

ARP（Address Resolution Protocal），译为：地址解析协议

通过IP地址获取MAC地址

RARP（Reverse Address Resolution Protocal），译为：逆地址解析协议

使用与ARP相同的报头结构

格式是差不多的

作用与ARP相反，用于将MAC地址转换为IP地址,后来被BOOTP、DHCP所取代

BOOTP是RARP的升级版，DHCP是BOOTP的升级版

DHCP是用于分配地址的，有种我知道你的MAC地址，你给我IP地址的感觉

ICMP

ICMP（Internet Control Message Protocal），译为：互联网控制消息协议

ping 某个地址或者域名的时候，发的就是ICMP协议

IPv4中的ICMP被称作ICMPv4，IPv6中的ICMP则被称作ICMPv6

通常用于返回错误信息：

通常我们用来测试某个点，网络能不能通，确实是用来测试的

比如TTL值过期、目的不可达

每经过一个路由器TTL值减一，当TTL值不足以让你往下走的时候，路由器就会返回一个ICMP包给你，告诉你为什么这个消息发不过去

路由器发现你要找的IP地址，我找不到。或者说，我送不过去，发现目标主机关机了，网络不好，总之目的不可达，这个时候也会返回ICMP数据包回去

ICMP的错误消息总是包括了源数据并返回给发送者。

数据包：源数据+错误消息

IP地址
IP地址（Internet Protocol Address）：互联网上的每一个主机都有一个IP地址。
最初是IPv4版本，32bit（4字节），2019年11月25日，全球的IP地址已经用完。
后面推出了IPv6版本，128bit（16字节）。
以后课件中不指定版本，默认就是IPv4版本，后面再单独讨论IPv6。

1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 1010第1部分     第2部分   第3部分   第4部分
1100 0000 1010 1000 0000 0001 0000 1010192       168        1         10

IP地址的组成
IP地址由2部分组成：网络标识（网络ID）、主机标识（主机ID）
通过子网掩码（subnet mask）可以得知网络ID 、主机ID
◼ 主机所在的网段 = 子网掩码 & IP地址
网段其实是网络标识
◼ 计算机和其他计算机通信前，会先判断目标主机和自己是否在同一网段
同一网段：不需要由路由器进行转发
不同网段：交由路由器进行转发
IP地址的分类

只有A\B\C类地址才能分配给主机
主机ID为全0，表示主机所在的网段
主机ID为全1，表示主机所在网段的全部主机（广播），
可以尝试用ping给某个网段的全部主机，来达到全局域网内发数据的效果。
A类地址
网络ID：
0不能用，127作为保留网段。其中127.0.0.1是本地环回地址（Loopback），代表本机地址
可以分配给主机的：
第1部分的取值范围是：1~126
主机ID：
第2、3、4部分的取值范围是：0~255
每个A类网络能容纳的最大主机数是：256 * 256 * 256 – 2 = 2的24次方 – 2 = 16777214
B类地址
网络ID可以分配给主机的：
第1部分的取值范围是：128~191
第2部分的取值范围是：0~255
主机ID：
第3、4部分的取值范围是：0~255
每个B类网络能容纳的最大主机数是：256 * 256 – 2 = 2的16次方 – 2 = 65534
C类地址
网络ID可以分配给主机的：
第1部分的取值范围是：192~223
第2、3部分的取值范围是：0~255
主机ID：
第4部分的取值范围是：0~255
每个C类网络能容纳的最大主机数是：256 – 2 = 254
D类地址、 E类地址
D类地址：没有子网掩码，用于多播（组播）地址
第1部分取值范围是：224~239
E类地址：保留为今后使用
第1部分取值范围是：240~255
ABCDE五类是根据第一部分取值不同来区分的
子网掩码的CIDR表示方法
CIDR（Classless Inter-Domain Routing）：无类别域间路由
子网掩码的CIDR表示方法
192.168.1.100/24，代表子网掩码有24个1，也就是255.255.255.0
123.210.100.200/16，代表子网掩码有16个1，也就是255.255.0.0
网络IP地址计算工具：https://www.sojson.com/convert/subnetmask.html
为什么要进行子网划分？
◼ 如果需要让200台主机在同一个网段内，可以分配一个C类网段，比如192.168.1.0/24
共254个可用IP地址：192.168.1.1~192.168.1.254
多出54个空闲的IP地址，这种情况并不算浪费资源
◼ 如果需要让500台主机在同一个网段内，那就分配一个B类网段，比如191.100.0.0/16
共65534个可用IP地址：191.100.0.1~191.100.255.254
多出65034个空闲的IP地址，这种情况属于极大的浪费资源
◼ 如何尽量避免浪费IP地址资源？
合理进行子网划分
子网划分
子网划分：借用主机位作子网位，划分出多个子网
可用分为
等长子网划分：将一个网段等分成多个子网，每个子网的可用IP地址数量是一样的（均分）
变长子网划分：每个子网的可用IP地址数量可以是不一样的
子网划分器：http://www.ab126.com/web/3552.html
子网划分的步骤：
确定子网的子网掩码长度
确定子网中第1个、最后1个主机可用的IP地址
等长子网划分 - 等分成2个子网
A子网
子网掩码：255.255.255.128/25
主机可用IP地址：192.168.0.1~192.168.0.126 126个可用IP地址
B子网
子网掩码：255.255.255.128/25
主机可用IP地址：192.168.0.129~192.168.0.254 126个可用IP地址
总结：如果一个网络是原来网络的1/2，子网掩码往后移1位。
等长子网划分 - 等分成4个子网（往后移两位）
◼ 4个子网的子网掩码都是：255.255.255.192/26
◼ A子网的主机可用IP地址
192.168.0.1~192.168.0.62
◼ B子网的主机可用IP地址
192.168.0.65~192.168.0.126
◼ C子网的主机可用IP地址
192.168.0.129~192.168.0.190
◼ D子网的主机可用IP地址
192.168.0.193~192.168.0.254
总结：
256/4=64
网关不能是网段，必须是合理的IP地址。
ABC类的划分跟子网掩码是没有什么关系的，10.172.168.1/24是A类地址的子网，因为A类地址第一部分00开头，且不能全为0。

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