做足球采集软件和预测软件的网站,中国品牌建设促进会网站,文字创意logo设计,专业网站运营制作文章目录 网络层提供的服务虚电路数据报服务虚电路与数据报服务比较 虚拟互连网络IP地址IP层次结构IP地址分类特殊地址子网掩码 子网划分变长子网划分超网合并网络规律 IP地址与MAC地址ARP协议ARP欺骗的应用 数据包数据包首部 路由ICMP协议RIP动态路由协议OSPF协议BGP协议 VPNN… 文章目录 网络层提供的服务虚电路数据报服务虚电路与数据报服务比较 虚拟互连网络IP地址IP层次结构IP地址分类特殊地址子网掩码 子网划分变长子网划分超网合并网络规律 IP地址与MAC地址ARP协议ARP欺骗的应用 数据包数据包首部 路由ICMP协议RIP动态路由协议OSPF协议BGP协议 VPNNAT虚拟机网络设置 网络层关注的是如何将分组从源端沿着网络路径到达目的端
由此引出一个争议的问题计算机的可靠传输依靠网络还是端系统 计算机通信的可靠传输依靠的是端系统而不是网络
网络层提供的服务
虚电路服务数据报服务
虚电路
预先设定好一条逻辑上的连接不是真正的物理连接分组都沿着这条链路传送
数据报服务
当今互联网的主流用法 数据报服务就是把数据包写上地址但虚电路可以不写地址因为已经规定好走的电路了。 优点更加灵活自动选择路径如果当前选的路径断了可以自动更换另一条路径
虚电路与数据报服务比较 虚拟互连网络
中继(relay)系统网络通信的中间设备 网络互联的设备
物理层中继转发器数据链路层中继网桥或桥接器网络层中继路由器网络层以上中继网关这是以前的说法现在常说配IP地址的网关其实是路由器 默认网关地址的第四位一般为1第三位的1表示为网段1同一个网段的计算机可以互相通信
网络互联的问题 在设计网络的时候应该能排上用场 虚拟互连网络其实就是现在我们所说的互联网它相当于一个黑盒子我们只需要知道服务器的IP地址就可以直接访问而不需要关心互联网内部是怎么连接的。
IP地址
现在主流的网络层包含四个协议
IP协议地址解析协议 ARP包括逆地址解析协议RARP网络控制报文协议ICMP报告网络故障网络组管理协议IGMP
四大协议的关系 IP协议离不开ARPARP负责解析MAC地址ICMP在IP协议基础上报告网络故障
IP层次结构
IPv4比较成熟但是IP地址在中国已经不够用了。 利用层次化的结构可以将32位的IP地址分为网络ID和主机ID
网络ID其实就是网段觉得难理解的可以把它当作是电话号码的区号。 主机ID就是辨识在同一网段下不同的主机主机部分不能全为0也不能全为1 例如一个C类IP地址下面会讲解什么是C类193.7.1.1和193.7.1.255不可用
IP地址分类
A类认为前8位是网络IDB类认为前16位为网络ID…其余如下图所示E类基本不出现
由此可知 A类的地址范围为0~127 B类的地址范围为128~191 C类的地址范围为192~223 D类的地址范围为224~239 E类的地址范围为240~255 但是可用地址有所不同127是计算机本地的环回地址相当于人称代词的“我”可以尝试ping 127.0.0.x发现是可以通的
网络类别最大网络数第一个可用的网络号最后一个可用的网络号每个网络中最大的主机数A126(2^7-2)112616777214B16383(2^14-1)128.1191.25565534C2097151(2^21-1)192.0.1223.255.255254
特殊地址
127.0.0.1 本地环回地址 169.254.0.0 自动获取IP地址没获得的情况下分配的地址 保留的私网地址互联网上没有的地址 10.0.0.0 172.16.0.0 — 172.31.0.0 192.168.0.0 — 192.168.255.0
子网掩码
子网掩码的作用是在两个IP地址A和B通信的时候识别网络号。具体是IP地址和子网掩码进行“与运算”得到相应的网络号再用A的子网掩码和B的IP地址进行与运算如果是同一个网段则直接通信如果网段不同则先把数据发往网关。
子网掩码是根据IP地址的类别自动填入。网络号的部分为255主机号的部分为0 例如 一个C类地址192.168.7.1 则子网掩码为255.255.255.0
一个A类地址123.168.7.1 则子网掩码为255.0.0.0
子网划分
作用充分利用IP地址精打细算
等分成两个子网 即把主机号划分为两部分 对于一个C类地址可以根据第8位是0还是1分为A子网和B子网此时的网络号的位数为8-32主机号为1-7。 此时子网掩码是255.255.255.128 需要注意的是主机号不能取全1或者全0 即A子网可以地址为192.168.0.1—192.168.0.126 B子网可以地址为192.168.0.129—192.168.0.254
等分成4个子网 A子网最后8位地址范围1-00111110(1-62) B子网最后8位地址范围01000001-01111110(65-126) C子网最后8位地址范围10000001-10111110(129-190) D子网最后8位地址范围11000001-11111110(193-254) 等分8个子网
点到点的子网掩码是252因为点到点只用了两个地址所以子网掩码往后移6位ID号只剩下00 01 10 1100和11不能用
变长子网划分
也就是不是等分子网。例如需要划分四个子网A子网10个机器B子网20个机器C子网50个机器D子网100个机器
D子网范围129-254 C子网范围65-126 B子网范围33-62 A子网范围17-30
这只是其中一种分配方法也可以把D子网范围分配在1-126以此类推。
192.168.201.167/29中/29表示子网掩码的位数是29位也就是C类子网掩码基础上右移5位即 11111111 11111111 11111111 1111 1000192.168.201.167指的是该网段下的一个IP地址
B类子网划分与C类子网划分一致
超网
与子网划分的概念相反即网段的计算机数量大于网段承受的容量该怎么处理
假设有400台计算机此时用一个C类网络已经不够用了需要用到两个C类网络但是如何让处于不同网段的计算机通信呢是解决超网问题的关键
如果把192.168.0.0和192.168.1.0这两个C类网络合并那子网掩码就不能用255.255.255.0而是需要把子网掩码往左移动1位子网划分是向右移动
此时192.168.1.0的网段变成了0网段因为把主机位都归0就是192.168.0.0
合并网络规律
192.168.2.0和192.168.3.0合并为2网段。
192.168.0.0 192.168.1.0 192.168.2.0 192.168.3.0 这四个也可以合并但子网掩码需要左移两位
那192.168.1.0和192.168.2.0合并呢 那也只能是子网掩码左移两位这样合并就变大了由此可得出合并网络也是存在一定规律的 快速判断合并网络的方法
例如192.168.117.0和192.168.118.0能否合并
可以分别将117和118除以4取余数。原理是0 1 2 3为二进制的00 01 10 114个二进制数为一个循环周期故除以4.
IP地址与MAC地址
IP地址决定数据包最终到达哪个计算机 MAC地址决定下一跳给谁谁指代的路由或网关或计算机 路由器是根据MAC地址转发数据 由此可知如果是基于MAC地址的控制代理服务器只能是控制本网段计算机能否上网跨网段识别不出MAC地址。跨网段只能是通过IP地址识别
ARP协议
负责把IP地址解析成MAC地址
同一个网段下两台计算机ping源计算机会通过路由器广播找寻目标计算机的MAC地址目标计算机检测到消息后会应答源计算机源计算机会把目标计算机的MAC地址记录下来数据传输的时候就往该MAC地址传输。
因此也出现了ARP欺骗
ARP欺骗的应用
P2P终结者配合ARP欺骗来实现控制同一网段下别的计算机上网带宽。
假设互联网的MAC地址为M2使用P2P终结者的MAC地址为M1M1就可以欺骗其他计算机让他们误以为互联网的地址为M1这样其他计算机发到互联网的数据包都要经过M1。
ARP防火墙能防止这种欺骗的出现其原理是记录下路由器第一次告诉我的互联网MAC地址然后把功能写死只把数据包往这个地址发送之后谁告诉我互联网MAC地址是多少我都不理会。
鉴别ARP欺骗 前提
你的计算机上不了网同网段下的计算机可以上网你可以ping通同网段下的其他计算机 用arp -a查看ping 网关的物理地址MAC地址是否与其他同网段下的计算机ping网关的物理地址一致
用arp -s 物理地址修改成正确的网关物理地址
逆向ARP 把物理地址转换成IP地址即计算机请求IP地址的过程该部分讲的比较简略
数据包
数据包首部 版本(4bit)指定IP协议版本 IPv4或IPv6 首部长度(4bit)表示首部的长度固定部分可变部分最大为60字节一行为32位4字节 区分服务QoS(8bit)区分数据的优先级配置需要和路由器一致才起作用 总长度(16bit)表示首部数据部分的长度 标识(16bit)计数器每产生一个数据包计数1 标志(3bit)表示包需不需要分片操作
当包过大超出可传输的大小就需要分片操作分片的包需要分别加上目的地址
片偏移(13bit)确定某片在原分组的相对位置 生存时间(8bit)TTL 每过一个路由器TTL数值-1 如果是128表示为window系统64为Linux系统如果是127,表示两个地址中间隔了一个路由器 ping [IP地址] -i 5 // 如果该IP地址至多过5个路由器则能ping通ping不通返回超时 协议(8bit)标记协议是什么ICMP、IGMP、TCP、UDP等 首部校验和验证数据包首部 运算求和取反码 可选字段的长度可变从1个字节到40个字节不等虽然增加了功能但也增加路由器处理数据报的开销实际上这些选项很少被使用
路由
数据路由路由器在不同网段转发数据包 网络畅通的条件数据包只有从源地址到达目的地址再回到源地址网络才能通能去能回
对于跨路由器的网络而言
沿途的路由器必须知道目标网络下一跳给哪个接口沿途的路由器必须知道源网络下一跳给哪个接口
举例说明网络畅通条件 PC0 ping 红框1能通因为router0能监测出1所在网段所以数据包能到达1还能返回给PC0 ping 红框2不能通虽然红框2和红框1在同一个网段但是router1不知道PC0在哪个网段所以数据包返回不了。 但是router1可以通过添加静态路由使数据包能够回传到PC0 route add 192.168.0.0 mask 255.255.255.0 172.16.0.1最后这个表示把数据返回到红框1 route print 默认路由 Windows系统网关就是默认路由 当计算机有两个网卡的时候一个接外网一个接内网不可设置两个网关。如果设置两个网关当网址访问你的计算机的时候就会出现数据包丢了一半的包或者呈现出一通一断的现象那是因为网址发包到计算机因为计算机有两个网关计算机返回给网址的路径就有两条内网那条不通所以只能接收一半的数据包。
解决办法是把内网IP地址添加到路由表上应该是相当于去掉网关直连地址
ICMP协议
组播又称为多播。IGMP是管理组播成员的 为了提高IP数据包交付成功的机会主要功能还有探测网络是否出故障
ICMP报文类型 分为两种差错报告报文和询问报文 差错报告报文有五种终点不可达、源点抑制、时间超过参数问题改变路由重定向
询问报文有两种回送请求和回答报文、时间戳请求和回答报文
pathping能够监测是哪个路由不通可用于网络排错
RIP动态路由协议
最早的动态路由协议周期性广播更新路由表动态选择最佳路径跳数最少但是如果带宽不一样跳数少的不一定是最好的。
OSPF协议
开放式最短路径协议(Open Shorttest Path First)属于动态路由协议适用于网络规模比较大的场景
根据带宽选择最短路径支持多区域触发式更新路由器断掉或者添加网段后才更新路由表维护三个表邻居表(hello 包)链路状态表计算路由表配置反子网掩码0变11变1如果子网掩码是255.255.0.0需要配置为0.0.255.255 其余特点
BGP协议
外部网关协议
不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议比如RIP和OSPF分别管理的系统之间通信
VPN
最简单的例子VPN技术能让你在家能访问学校的内网
相当于在不安全的互联网通过一些附加手段传输专有信息
如果用VPN连接着内网但是想访问互联网时不要勾选红框不然传输路线是先连接到内网再访问互联网而不是直接访问互联网
NAT
网络地址转换技术
应用例子学校内网利用NAT替换地址与互联网实现互传。 端口号在传输层才会提及
虚拟机网络设置
虚拟机网络编辑器中一个VMnet相当于一个vlan 如果虚拟机在VMnet8那如果要访问物理机需要访问VMnet8那个地址从物理机的网络连接中查看该地址 如果没出现相应的网卡则在虚拟机网络编辑器中勾选下面红框
