第二十八操作系统基础网络章节3

1. ARP协议原理:
   动态: 动态更新或者添加ARP表信息 定期更新 (默认)
   应用: 网络中主机会经常发生变化 办公环境
   静态: 手工配置ARP表信息 永久保留
   应用: 数据中心IDC机房

2. IP地址概念
   作用: 主机身份标识 实现不同网段之间通讯

   IPv4: IP数据包 32bit二进制表示
   每8位为一组, 构成4组8位数据
   8bit.8bit.8bit.8bit ---> 十进制表示IP地址 ---> 十进制数.十进制数.十进制数.十进制数
   点分十进制地址
   16 2的16次方 65536 0-65535
   32 2的32次方 4294967296 0.0.0.0 ~ 255.255.255.255

   IPv6: IP数据包 128bit二进制表示
   :::
   128 2的128次方
   请求IPv4地址枯竭
   IPv6 --> IPv4

   IPv4: 书写方式 二进制 -- 十进制
   练习题:
   十进制 -- 二进制: 192.168.20.100
   算法公式: 求差运算 (大于等于相应二进制位十进制数,就做求差运算,并将二进制位置为1)

   192: 192-128=64-64=0
   168: 168-128=40-32=8-8=0
   20: 20-16=4-4=0
   100: 100-64=36-32=4-4=0
   128 64 32 16 8 4 2 1
   1 1 0 0 0 0 0 0 11000000
   1 0 1 0 1 0 0 0 10101000
   0 0 0 1 0 1 0 0 00010100
   0 1 1 0 0 1 0 0 01100100

   二进制 -- 十进制: 11001100.00110011.11110000.00001111
   算法公式: 求和运算 204 51 240 15
   11001100

   10000000 128 00110011 32 16 2 1 128+64+32+16 192+32 8+4+2+1=15
   01000000 64
   00001000 8
   00000100 4

   了解二进制 十进制转换关系
   0 0
   1 1
   10 2
   11 3
   100 4
   101 5
   110 6

   逢二进一

   IPv4: 分类方式

   按照IP地址范围进行分类 A B C D E
   简单的说，IP地址分5类，常见的地址是A、B、C类
   A 1.0.0.0 到 126.0.0.0 （0.0.0.0 和127.0.0.0保留）
   B 128.0.0.0 到 191.254.0.0 （128.0.0.0和191.255.0.0保留）
   C 192.0.1.0 到 223.255.254.0 （192.0.0.0和223.255.255.0保留）
   D 224.0.0.0 到 239.255.255.255 用于多点广播
   E 240.0.0.0 到 255.255.255.254 保留（255.255.255.255用于广播）

   按照IP地址用途进行分类 (缓解IP地址枯竭)
   私网地址: 局域网内不能重复出现的地址,但是在互联网范围内可以重复使用
   私网地址信息不能出现在公网路由器的路由表中
   NAT技术: 将私网地址映射为公网地址, 实现访问外网
   公网地址: 全球唯一的IP地址

   按照IP地址通讯方式划分:
   单播地址: 主机网卡上IP地址
   组播地址: D类地址
   广播地址: 主机位全为1, 就是广播地址 192.168.1.0 C 11111111=255 192.168.1.255
   主机位全为0, 就是网络地址 192.168.1.0 C 00000000=0 192.168.1.0
   一个网段: 192.168.1.0 里面可以拥有多少IP地址
   192.168.1.1 ~ 192.168.1.254 2的n次方-2=局域网中可用IP地址数量 n表示有多少个主机位 2(广播地址 网络地址)
   2的8次方=256-2=254 可以配置多少个电脑 254-1=253 -1 网关地址 192.168.1.1 192.168.1.254
   高可用服务: 主机A -组播信息- 主机B

   IP子网划分:
   什么是子网划分: 将一个大的网段 划分成几个小的网段
   服务器主机 (公网地址) 运营商 172.16.0.0 B类
   172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3 ... 172.16.255.253

   2的16次方-2=65533 用了3个

   京东: 172.16.0.0 172.16.0.3

   不划分子网问题:

   1. 网络地址浪费(公网)
   2. 容易产生大量广播,影响服务器主机性能
   3. 路由器负载压力会加大

   172.16.0.0 -- 172.16.1.0 172.16.2.0 172.16.3.0

   2的8次方-2=253 172.16.1.254 172.16.2.254

   如何进行子网划分:
   大的网段: 172.16.0.0
   掩码概念: 32bit表示 每8位为一组 标识网络位
   172.16.0.0 == 255.0.0.0 == /8 A
   11111111.11111111.00000000.00000000 == 255.255.0.0 == /16 B
   == 255.255.255.0 == /24 C
   子网(网络位)
   172.16. 0 0000000. 00000000 == 255.255.128.0 == /17

   172.16. 0 0000000. 00000000 子网01
   广播地址: 172.16. 0 1111111. 11111111
   子网网络地址: 172.16.0.0 - 京东
   子网掩码信息: 255.255.128.0
   子网多少主机: 172.16.0.1 ~ 172.16.127.254

   172.16. 1 0000000. 00000000 子网02
   广播地址: 172.16. 1 1111111. 11111111
   子网网络地址: 172.16.128.0 - 百度
   子网掩码信息: 255.255.128.0
   子网多少主机: 172.16.128.1 ~ 172.16.255.254

   172.16.0.0/18

   1. 可以划分几个子网 每个子网网络地址?
   2. 子网掩码?
   3. 每个子网 主机地址范围

   企业问题: 需要对网络划分子网
   一个企业, 多个部门; 开发部(10) 运维部(20) 财务(5) 高层(30)
   192.168.10.0/24 C网段 -- 子网划分
   开发部: 192.168.10.1-10
   运维部: 192.168.10.11-30 连接在一台交互机
   财务部: 192.168.10.31-35
   高管部: 192.168.10.36-65

   第一种情况: 平均划分
   需要有6个主机位
   2个子网位
   4个子网

   第二种情况: 按需划分 麻烦
   192.168.10.0/24
   10个主机 2的4次方 16 - 2 14 - 1 13

   192.168.10.0/28 0000 0000
   192.168.10.1 ~ 192.168.10.14 开发部门

   192.168.10.16/28 0001 0000 运维部门
   20个主机 2的5次方 32 -3 =29
   000 10000
   192.168.10.0/27
   192.168.10.17 - 192.168.10.30