网络 之 IP地址Mac地址与DNS，ARP，DHCP协议
2024-06-04 19:23:49
目录：
- IP地址与Mac地址
- IP地址划分
- IP地址分类
- DNS协议
- ARP协议
- DHCP协议
一.ip地址
1.1. 什么是IP地址
1.查看本机的 IP 和 MAC 地址
2.MAC地址
- MAC地址（称为物理地址），是硬件设备(计算机/手机)等唯一标识。
- MAC地址对应于OSI参考模型的第二层数据链路层，交换机维护着计算机MAC地址和自身端口的数据库。
- MAC地址采用十六进制数表示，长度是6个字节（48位），分为前24位和后24位。 7C-67-A2-32-C1-75
- 前24位叫做组织唯一标志符（OUI），是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家。
- 后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符，同一个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。
3.IP地址说明
- IP地址缩写为IP Adress，是一种在Internet上的给主机统一编址的地址格式，也称为网络协议（IP协议）地址。
- 它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，常见的IP地址，分为IPv4与IPv6两大类
- 当前广泛应用的是IPv4，目前IPv4几乎耗尽，下一阶段必然会进行版本升级到IPv6；
1.2. IP地址划分
1.IP地址格式
- IP地址(IPv4)由32位二进制数组成，分为4段（4个字节），每一段为8位二进制数
- 每一段8位二进制，中间使用英文的标点符号“.”隔开
- 由于二进制数太长，为了便于记忆和识别，把每一段8位二进制数转成十进制，大小为0至255。
- IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”。
- IP地址表示为：xxx.xxx.xxx.xxx（举个栗子：192.168.1.1 就是一个IP地址的表示。）
2.二进制十进制换算
3.IP地址组成
- 计算机的IP地址由两部分组成，一部分为网络标识，一部分为主机标识，
- 同一网段内的计算机网络部分相同，主机部分不同同时重复出现。
- 路由器连接不同网段，负责不同网段之间的数据转发，交换机连接的是同一网段的计算机。
- 通过设置网络地址和主机地址，在互相连接的整个网络中保证每台主机的IP地址不会互相重叠，即IP地址具有了唯一性。
'''192.168.1.0/24 (192.168.1.1 255.255.255.0)'''
# 1. 此网段包含地址范围
192.168.1.0 ~ 192.168.1.255# 2.网段中第一个地址为“网络地址”和最后一个地址为“广播地址”不可用
网络地址： 192.168.1.0
广播地址： 192.168.1.255# 3.可用ip范围
192.168.1.1 ~ 192.168.1.254
1.3. IP地址分类
1.IP地址分类详解
IP地址分A、B、C、D、E五类，其中A、B、C这三类是比较常用的IP地址，D、E类为特殊地址。
- **A类地址范围：**1.0.0.0 - 126.255.255.255 （A类网络默认子网掩码为255.0.0.0，也可写作/8）
- **B类地址范围：**128.0.0.0 - 191.255.255.255 （B类网络默认子网掩码为255.255.0.0，也可写作/16）
- **C类地址范围：**192.0.0.0 - 223.255.255.255 （C类网络默认子网掩码为255.255.255.0，也可写作/24）
- **D类地址范围：**224.0.0.0 - 239.255.255.255 （D类地址用于组播）
- **E类地址范围：**240.0.0.0 - 255.255.255.255 （E类地址用于Internet试验和开发）
2.公网IP
- 公有地址分配和管理由Inter NIC（因特网信息中心）负责
- 各级ISP使用的公网地址都需要向Inter NIC提出申请，由NIC统一发放，这样就能确保地址块不冲突
3.私网IP
- 创建IP寻址方案的人也创建了私网IP地址
- 这些地址可以被用于私有网络，在Internet没有这些IP地址，Internet上的路由器也没有到私有网络的路由表
A类： 10.0.0.0 255.0.0.0 # 保留了1个A类网络
B类： 172.16.0.0 255.255.0.0～172.31.0.0 255.255.0.0 # 保留了16个B类网络
C类： 192.168.0.0 255.255.255.0～192.168.255.0 255.255.255.0 # 保留了256个C类网络
二. DNS协议
1.为什么需要DNS解析域名为IP地址？
- DNS作用： 将域名解析成ip地址
- 网络通讯大部分是基于TCP/IP的，而TCP/IP是基于IP地址的，所以计算机在网络上进行通讯时只能识别如“202.96.134.133”之类的IP地址，而不能认识域名。
- 我们无法记住10个以上IP地址的网站，所以我们访问网站时，更多的是在浏览器地址栏中输入域名，就能看到所需要的页面，
- 这是因为有一个叫“DNS服务器”的计算机自动把我们的域名“翻译”成了相应的IP地址，然后调出IP地址所对应的网页。
2.dns域名解析大致过程如图
- 浏览器先检查本地缓存，如果有，解析结束。
- 然后查询本地 “C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts” hosts记录，如果有，解析结束。
- 如果任然没有命中，才会去查询网络中配置的dns服务器，比如上图中的 8.8.8.8。
三. ARP协议
1.什么是ARP协议？
- ARP作用： 实质是一张表，存放 IP地址与MAC地址对应关系
- 网络设备有数据要发送给另一台网络设备时，必须要知道对方的网络层地址（即IP地址）。
- IP地址由网络层来提供，但是仅有IP地址是不够的，IP数据报文必须封装成帧才能通过数据链路进行发送。
- 数据帧必须要包含目的MAC地址，因此发送端还必须获取到目的MAC地址。
2.查看本地ARP缓存
3.ARP协议原理
- ARP协议工作在数据链路层，也就是我们我们的二层交换机那一层
- 比如我的电脑ip 是 192.168.1.100 要与 192.168.1.1 通信，但是二层设备无法通过ip地址访问，只认识 MAC地址
- 此时我的电脑就会发送 ARP广播报文，所有连接到这台交换机的主机都能收到: “谁是 192.168.1.1 请回话给 192.168.1.100”
ARP报文格式
使用Wireshark抓取ARP报文
四. DHCP协议
1.DNS作用
- DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议，常被应用在大型的局域网络环境中。
- 指的是由服务器控制一段lP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的lP地址和子网掩码。
2.DHCP原理简析
第一个阶段为发现阶段：
- 当 DHCP 客户端第一次登录网络的时候，也就是客户发现本机上没有任何 IP 地址设定，它会向网络发出一个 DHCP DISCOVER报文。因为客户端还不知道自己属于哪一个网络，所以报文的源Ip为 0.0.0.0 ，而目的地址则为 255.255.255.255，然后再附上 DHCP discover 的信息，向网络进行广播。一般情况下，DHCP discover 的等待时间预设为 1秒，也就是当客户端将第一个 DHCP discover 封包送出去之后，在 1 秒之内没有得到响应的话，就会进行第二次 DHCPdiscover 广播。若一直得不到响应的情况下，客户端一共会有四次 DHCP discover 广播，如果都没有得到 DHCP服务器的响应，客户端则会显示错误信息，宣告 DHCP discover 的失败。之后，客服端会继续在 5 分钟之后再重复一次 DHCPdiscover 的过程。
第二个阶段为提供阶段:
该网络中的dhcp服务器受到discover报文后，都会做出响应：服务器首先会查找绑定的租约信息，主要分成两种情况考虑：
- 1）该客户对应的租约已存在且未被再次分配(包括租约到期和未到期的租约)，则直接分配已记录的地址信息
- 2）该客户对应的租约不存在，则从对应的地址池中查找,该处地址池应该有个前提条件,就是可用的地址池,应当和接收口的IP为同一网段,或同giaddr字段同一网段,否则也无法分配，从尚未出租的IP地址中挑选一个最前面的Ip地址连同其它的参数设定，响应给客户端一个DHCP OFFER 报文。由于客户端在开始的时候还没有 IP 地址，所以在其 DHCP discover 封包内会带有其 MAC地址信息，offer报文就根据mac地址来单播发送给客服端的。
- 3）RFC上有一种情况,就是discover中带有request address的情况,若带有该字段,则直接分配该地址,前提是该地址未被占用.占用的话应该会重新查找一个新的可用地址.怎么确定这个ip地址在网络中没有被别人占用呢，我司采取的做法是服务器ping所要提供的ip地址，默认是ping2个报文，若是没有回复DHCP服务器就向主机发送DHCPOFFER单播数据包，包含IP地址、MAC地址、域名信息以及地址租期；但是DHCP服务DHCPOFFER中指定的地址不一定为最终分配的地址，通常情况下，DHCP服务器会保留该地址直到客户端发出正式请求。
第三个阶段为选择阶段:
- DHCP客户端可以接收到多个DHCP服务器的DHCPOFFER数据包，但只会挑选其中一个 DHCPoffer，通常只接受收到的第一个DHCPOFFER数据包。并且会向网络发送一个DHCP request广播报文，告诉所有 DHCP服务器它将指定接受哪一台服务器提供的 IP 地址。 这样其他的服务器就会释放之前预分配给客户端的IP地址。同时，客户端还会向网络发送一个ARP 报文，查询网络上面有没有其它设备使用该 IP 地址；如果发现该 IP 已经被占用，客户端则会送出一个 DHCPDECLIENT报文给 DHCP 服务器，拒绝接受其 DHCP offer ，并重新发送 DHCP discover 信息。
第四个阶段为确认阶段:
- 当DHCP Server收到DHCP Client发送的DHCP Request后，确认要为该DHCP Client提供的IP地址后，便向该DHCP Client响应一个包含该IP地址以及其他Option的报文，来告诉DHCP Client可以使用该IP地址了。然后DHCP Client即可以将该IP地址与网卡绑定。另外其他DHCP Server都将收回自己之前为DHCP Client提供的IP地址。
重新登入：
- 当DHCP Client重新登录后，发送一个以前的DHCP Server分配的IP地址信息的DHCP Request报文，当DHCP Server收到该请求后，会尝试让DHCP客户端继续使用该IP地址。并回答一个ACK报文。
- 如果该IP地址无法再次分配给该DHCP Client后，DHCP回复一个NAK报文，当DHCPClient收到该NAK报文后，会重新发送DHCP Discovery报文来重新获取IP地址。
更新租约：
- DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限，期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。
- 如果DHCP客户机要延长其IP租约，则必须更新其IP租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息。
网络 之 IP地址Mac地址与DNS，ARP，DHCP协议相关推荐
- 聊聊ip与mac地址之间那些事
目的 主要是梳理网络中ip, mac地址之间区别, 以及联系. IP IP 最直观表现是形势是32bit表示 类似于192.168.32.80 或者(11000000 10101000 0010000 ...
- qt获取本机全部ipv4_QT5下获取本机IP地址、计算机名、网络连接名、MAC地址、子网掩码、广播地址...
获取主机名称 /* * 名称:get_localmachine_name * 功能:获取本机机器名称 * 参数:no * 返回:QString */ QString CafesClient::get_ ...
- qt获取本机IP地址、计算机名、网络连接名、MAC地址、子网掩码、广播地址
获取主机名称 /** 名称:get_localmachine_name* 功能:获取本机机器名称* 参数:no* 返回:QString*/ QString CafesClient::get_local ...
- Linux服务器配置网络，可修改服务器Ip与Mac地址
在服务器的网络配置中,需要同时配置这两种网络,才能使服务器正常使用.使用内网是为了保证我们的服务器处在一个安全的网络环境中,可以减少外部病毒的影响,而访问外网是为了方便我们配置服务器一些资源,如驱动程 ...
- 怎么查询局域网内全部电脑IP和mac地址..
在局域网内查询在线主机的IP一般比较简单,但局域网内全部电脑的IP怎么才能够查到呢?查询到IP后我还要知道对方的一些详细信息(如MAC地址.电脑名称等)该怎么查询呢??? 工具/原料 Windows ...
- oracle arp绑定mac地址,使用ARP命令来绑定IP和MAC地址
使用ARP命令来绑定IP和MAC地址 前言:我本来没有想过写关于ARP绑定的文章,坦白的说一句,在你理解ARP工作的原理时,这其实比较简单.只是看到最近论坛很多人在问关于绑定IP和MAC地址的问题, ...
- 没有计算机网络地址怎么办,教大家电脑没有ip地址mac地址怎么办
近日有关于电脑没有ip地址mac地址怎么办的问题受到了很多网友们的关注,大多数网友都想要知道电脑没有ip地址mac地址怎么办的具体情况,那么关于到电脑没有ip地址mac地址怎么办的相关信息,小编也是在 ...
- arp 已知mac找ip_怎么通过mac地址查ip 通过mac地址查ip方法【图文】
随着网络的普及率越来越高,科技越来发达,使用电脑的过程中遇到的问题越来越多.其中一个问题就是知道mac地址,却不知道IP地址.为什么呢?在网络的世界里IP地址是虚拟的;mac地址是网卡地址,只有一种, ...
- 怎么查询局域网内全部电脑IP和mac地址等信息?
在局域网内查询在线主机的IP一般比较简单,但局域网内全部电脑的IP怎么才能够查到呢?查询到IP后我还要知道对方的一些详细信息(如MAC地址.电脑名称等)该怎么查询呢???或者用命令 :arp -a ...
最新文章
- 【Qt】dumpbin详解
- openssl修改版本号
- Windows环境安装Tomcat
- provider android简书,Android 使用ContentProvider在应用间共享数据
- LeetCode 371 两个整数之和
- Matlab找到不知道的函数名
- 合并排序算法排序过程_合并排序| 用于大型输入的最佳排序算法之一
- position的用法小结
- 数据库连接池种类及性能
- react周期函数介绍
- 如何抓取（采集）大众点评网的坐标（经纬度）信息
- pad 迅雷 bt php_iOS永久版迅雷来了 BT、磁力链下载最全教程收好
- Element-ui中form组件的校验规则
- 色彩对比广告设计_为什么我们都需要使用色彩对比检查器
- Python face_recognition 库人脸识别/匹配教程
- 一下科技何一：移动视频风口，内容创业者如何飞升？
- springboot基于安卓的移动数字图书馆的设计与实现毕业设计源码030911
- MVC中方便的[Authorize]，加上这特性，就可以加上登录验证
- 广西大学oj1042（小西的数据结构作业）
- 大数据治理关键技术解析