MAC地址、IP、子网掩码

网络互连模型

为了更好地促进互联网的研究和发展，国际标准化组织ISO在1985年制定了网络互连模型OSI参考模型:
7.应用层
6.表示层
5.会话层
4.运输层
3.网络层
2 数据链路层
1 物理层
七层模型只是参考模型，为了更好的学习和研究一般也分为四层或者五层模型结构,四层结构如下:

应用层
运输层
网际层
网络接口层

主要用于学习和研究的是五层模型结构如图所示如下:

应用层
运输层
网络层
数据链路层
物理层

一个客户端向另一个客户端发起请求的时候，通过应用层往下层逐层包装，接收数据的时候再通过最底层层层解包，过程如下:

客户端请求:应用层->运输层->网络层->数据链路层->物理层
客户端接收:物理层->数据链路层->网络层->运输层->应用层

每一层的网络按照如下划分:

应用层:比如FTP、HTTP、SMTP、DNS、DHCP 主要是报文，用户数据
运输层:比如TCP、UDP、主要是段(Segments)
网络层:比如IP、主要是包(Packet)
数据链路层:比如MAC、主要是帧(Frames)
物理层:主要是比特流(Bits)

计算机之间的通信基础:

需要得知对方的IP
最终是根据MAC地址，输送数据到网卡，被网卡接收
如果网卡发现数据的目标MAC地址不是自己，就会将数据丢弃，不会传递给上一层进行处理

计算机之间的连接方式

网线直连: 需要用交叉线，不是直通线。
同轴电缆: 半双工通信，容易冲突，不安全，中间断了，整个都瘫了。
集线器: 半双工通信，容易冲突，不安全，不会记住通信的信息，跟同轴电缆一样。
网桥:能够通过自学习得知每个接口那侧的MAC地址，从而起到隔绝冲突域的作用。
交换机: 相当于接口更多的网桥，全双工通信，比集线器安全，交换机一般用于组建内网。

网线直连，同轴电缆，集线器，网桥，交换机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: 可以再不同网段之间转发数据，隔绝广播域

MAC地址

每一个网卡都有一个6字节即48位的MAC地址。
前三个字节: 表示组织唯一表示符，由IEEE的注册管理机构分配给厂商。
后三个字节: 表示网络接口表示符，厂商自行分配。
当48位全为1时，代表广播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF
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黄渤地址获取的MAC地址，属于动态缓存，存储时间比较短，默认是2分钟，过期了就自动删除。

IP地址

互联网上每一个主机都有一个IP地址，最初是IPv4，32bit 、4字节，目前IPv4地址已经用完，后面推出了IPv6，我们要介绍的是IPv4,IP地址又2部分组成: 网络标识(网络ID)、主机标示(主机ID)
同一网段的计算机、网络ID相同
通过子网掩码可以计算出网络ID: 子网掩码&ip地址
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，如果是同一网段，不需要路由器转发，不同网段，交由路由器进行转发,IP地址一般划分为A类地址、B类地址、C类地址、D类网络地址、E类网络地址

A类地址

网络ID是0开头，默认子网掩码是255.0.0.0
第一部分的网络ID取值范围是0 ~127，0不能用，127作为保留网段，其中127.0.0.1是环回地址，代表本机地址，所以网络ID取值范围是1 ~ 126，其它 2、3、4个字节的取值范围是: 0 ~ 255,所以每个A类网络能容纳的最大主机数:256 * 25 * 256 - 2

B类地址

网络ID是10开头，默认子网掩码是255.255.0.0
第一部分的网络ID取值范围是128 ~ 191,其它 2、3、4个字节的取值范围是: 0 ~ 255,所以每个B类网络能容纳的最大主机数:256 * 256 - 2

C类地址

网络ID是110开头，默认子网掩码是255.255.255.0
第一部分的网络ID取值范围是192 ~ 223,其它 2、3、4个字节的取值范围是: 0 ~ 255,所以每个**C类网络能容纳的最大主机数:256 - 2 **

D类、E类地址

没有子网掩码，用于多播(组播)地址
第一部分的网络ID取值范围是224 ~ 239,其它 2、3、4个字节的取值范围是: 0 ~ 255。E类地址: 保留为今后使用，第一部分的网络ID取值范围是 240 ~ 255

子网掩码CIDR

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

子网划分

有时一个网段存在比较严重的IP浪费，就需要划分子网
子网划分：借用主机位作为子网位，划分出多个子网
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。
等长子网划分规则如下:
如果一个子网是网络的1/2,子网掩码往后移动1位。
比如C类网，如果划分两个子网，那就是主机位少1位，这位可能是0或者1，比如划分成
A子网 192.168.0.1 ~ 192.168.0.126
子网掩码是: 255.255.255.128/255

B子网 192.168.0.129 ~ 192.168.0.254
子网掩码是: 255.255.255.128/255

主机位全为0代表网段，全为1代表广播地址，这两个特殊情况需要排除。