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  • 计算机数制与IPv4

    常用计数:十进制数 1010D、二进制 1010B、十六进制1010H

    计算机数制:
    数制组成=每一位上的数字*该位的值

    IPV4地址一共32bit
    人使用点分十进制的方式来进行记忆

    IPv6地址一共128bit

    学习二进制的目的主要是计算IP地址

    最好的二进制十进制互转使用八四二一法
    2^7      2^6       2^5      2^4       2^3      2^2      2^1         2^0
    128       64        32        16         8         4           2             1

    例子:将11011011抓换成十进制
    方法一:加法
    128+64+16+8+2+1=219
    方法二: 减法
    11111111=255
    100000000-1=255
    255-32-4=219

    总结:二进制转换十进制,看0多还是1多,如果0多,用加法;如果1多,用减法

    十进制转二进制
    155-128=27-16=11-8=3-2=1
    10011011

    0000 0     0001 1    0010 2    0011 3      0100 4     0101 5      0110 6      0111 7
    1000 8     1001 9    1010 A    1011 B     1100 C     1101 D      1110 E      1111 F

    4个二进制=1个十六进制
    例子:AOH 10100000B      EFH 11101111B        A3DH 101000101101B

    例子:1011 0110 1100 0011 和11 0110 1100 0011 转换十六进制
    1011 0110 1100 0011 B6C3        0011 0110 1100 0011 36C3

    IPv4地址:
             主机唯一的标识,保证主机间正常通信
             一种网络编码,用来确定网络中一个节点
             IP地址由32位2进制组成

    IP地址由两部分组成
            网络位
                    标识该地址所处范围

            主机位
                    标识该地址的id
                    可以计算出该网段的ip数量2·主机位, 主机数2·主机位-2
            子网掩码:是由连续的1和连续的0来组成,连续的1的长度就是prefix,用来表示

    判断IP地址是否属于同一网段,看网络位

    有类地址
    A:1-126 netmark 255.0.0.0 prefix:8
    B:126-191 netmark 255.255.0.0 prefix:16
    C:192-223 netmark 255.255.255.0 prefix:24
    D:224-239 组播,视频直播,游戏开黑,p2p下载
    E:240-255 科研

    特殊:
    127,本地回环
    169, 自动获取不到ip 

    私有地址:
    A:10.0.0.0-10.255.255.255
    B:172.16.0.0-172.16.31.255
    C:192.168.0.0-192.168.255.255

    思考题:192.168.10.20/24、192.168.10.10/16、192.168.20.10/24能否通信?
    1与2可以通信,2与3不可通信
    结论:主机通信,首先按照掩码最长匹配来判断是否同一网段

    无类地址:

    192.168.1.1/30
    网络位:30
    主机位:2
    一共4个ip,可用2
    192.168.1.0~192.168.1.3
    192.168.1.1 1.2

    192.168.1.10/25
    网络位:25
    主机位:7
    一共是2的7次方=128个IP
    0~127

    子网划分:
    为什么:
    节约IP地址
    规划IP地址,方便聚合,减少核心路由器的路由条目
    子网划分如果私网中,没有意义

    什么是子网划分
    VLSM:可变长子网掩码
    通过改变掩码的长度来规划网络

    怎么划分
          1.该网段网络位24,主机8位
          2.该网段的ip总数2^8=256,地址范围0-255
          3.该网段的可用地址范围1~254
       公司有四个部门,且4个部门的人数分别是100,30,10,4要求使用192.168.1.0/24这1个网段规划
    利用2进制的特性,ip地址的数量只有1,2,4,8,16,32,64,128
    计算出每个部门所需要的IP数量
    1.100 128 2`7->主机位是7->网络位是25
    192.168.1.0~127
    192.168.1.xxxxxxxx
    192.168.1.0xxxxxxx
    192.168.1.00000000~01111111
    192.168.1.1xxxxxxx

    2 30 32 主机位5 网络 27
    192.168.1.128~159
    192.168.1.1xxxxxxx
    192.168.1.100xxxxx
    192.168.1.10000000-10011111
    192.168.1.101xxxxx
    192.168.1.110xxxxx
    192.168.1.111xxxxx

    3 10 16 主机位4 网络位 28
    192.168.1.160~175
    4 4 8 主机位3 网络位29
    192.168.1.176~183

    在子网划分中,从主机位借的位数就是子网位

    任意一个网段中,头尾不能使用
           头就是主机位全0,代表这个网段的名称
           尾就是主机位全1,代表这个网段的广播地址
           网络位主机位全0,代表任意网段any
           网络位主机位全1,代表全网段广播地址

    IPv4数据传播的三种方式

    单播:(图1)
       主机A需要通过单播给BCD发送相同的数据
       主机A会将一个数据复制3份,然后分别封装BCD的目标地址,通过网络发送
       优点:适合单对单,安全性较高
        缺点:占用主机资源,占用网络资源

    广播:(图2)
        默认情况下,所有的交换机接口都属于同一个广播域
        路由器可以隔离广播域,VLAN可以隔绝广播域
        优点:数据的复制和传输由网络设备来,实现,节约了主机和网络资源的占用
        缺点:1.安全性低 2.广播风暴 3.无法管理

    组播:(图3)

        在发送和接收者实现点对多点连接

                                                 图1     单播                                                                                                             图2  广播

                                                                                                                    图3          组播

    网络测试工具

            使用ping命令诊断网络连接

            ping172.0.0.1

                   验证本地计算机是否正确的配置了TCP/IP

            ping 本地计算机地址

                   验证其是否正确地添加到网络中

            ping默认网关的ip地址

                   验证默认网关是否正常工作

                   是否能与本地主机上的ip进行通信

            ping远程主机的IP

                   验证是否可以通过路由通信

     ARP协议

             地址解析协议:获取通信双方的IP和MAC绑定记录

    ICMP协议

            测试网络连通性‘

            ping

            traceroute/tracert           

                      ttl:生命周期,互联网中,有大量的0.0.0.0的路由存在,无效的ip地址会一直传递下去,影响设备和网络资源
                      ,所以我们通过ttl来管理数据的生命,没经过一个路由器-1:到0表示数据死亡,丢弃操作,64,128.255

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