计算机 交换机和IP/Mac地址

目录

一、计算机

1.计算机的数制

2.计算机中的进制

3.内存转换单位

二、IP地址/Mac地址

1.IP地址

2.IP地址网络位与主机位

三、交换机

1.交换机的工作原理

2.交换机的转发原理

3.交换机的四大功能

4.交换机以太网接口的工作模式

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一、计算机

1.计算机的数制

数制：计算机计数的方式，指用一组固定符号表示数值的方法

例如：二进制，八进制，十进制，十六进制

数位：指数字符号在数值中所处的位置（从右到左并且从0为第一个开始计数）

2.计算机中的进制

二进制：每满2进一位数，只有0和1的一串字符，左边叫高位，右边叫做低位

例如：11011000   

六进制：每满6进一位数

十进制：每满10进一位数，我们正常数字的规律，以计算机的计数方式，从0开始计数，十进制的数字为0-9

十六进制：每满16进一位数，但是10-16是两位数，在计算机中分别用A、B、C、D、E、F代替后面的数值

从二进制转换成十进制，是在工作中经常用到的转换

例如：二进制  11111  转换为  十进制  31

计算方式：1×2^0+1×2^1+1×2^2+1×2^3+1×2^4=1+2+4+8+16=31

从低位开始数，第一位是0，一共五个1，计算机中便是0-4

数位上的数字×进制数的数位次方

之后把所有的结果相加在一起，便是十进制的数字

常用的十进制转二进制数

192 = 1100 0000

168 = 1010 1000

3.内存转换单位

8 bit = 1 byte（字节）

1024 byte = 1 KB

1024 KB = 1 MB

1024 MB = 1 GB

1024 GB = 1 TB 

1024 TB = 1 PB

1024 PB = 1 EB

1024 EB = 1 ZB

1024 ZB = 1 YB

二、IP地址/Mac地址

1.IP地址

IP地址是虚拟的逻辑地址（在网络中可以找到某台主机，并且在同一网络中是唯一的，处于网络层，并且可变），IP地址是以32位2进制表示

IPv4地址范围：0.0.0.0 - 255.255.255.255

255.255.255.255（十进制表达格式）

0000.0000.0000.0000（二进制表达格式）

IP地址并且由网络位（高位）加主机位（低位）组成（计算机为了方便会自动转换为十进制表达）

网络位定义范围，主机位便是精准定位到某个用户，由网络位定下范围进行搜索准确用户

IP地址由于数量庞大，为了便于管理便分为五大类地址（有类地址）

A类地址：0.0.0.0 - 127.255.255.255 （分配给主机使用）

B类地址：128.0.0.0 - 191.255.255.255 （分配给主机使用）

C类地址：192.0.0.0 - 223.255.255.255 （分配给主机使用）

D类地址：224.0.0.0 - 239.255.255.255 （用于组播）分为单播和组播

单播：相当于一对一进行通讯传输

组播：对一个群组或对一部分人进行通讯传输

E类地址：240.0.0.0 - 255.255.255.255 （用于研究）

2.IP地址网络位与主机位

A类IP地址范围：0 - 127 之间

首位十进制表达中（0000 0000. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000）高位首位不可是（1000 0000）如果首位是1000 0000转化为十进制便是128，超出了A类地址的范围

A类的网络位占8位，IP地址由32位2进制组成，那主机位便是占24位

计算网络位与主机位数量公式分别是

网络位：进制数的可变网络位次方       2的8-1次方（因为第一位数不可以是1，所以不可变）

主机位：进制数的主机位数次方           2的24次方（32位字符减去网络位剩下便都是主机位）

B类IP地址范围：128 -191 之间

十进制表达中（0000 0000. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000）高位不可是（1100 0000）如果首位是1000 0000转化为十进制便是192，超出了B类地址的范围

网络位占16位，主机位占16位

B类的网络位占16位，IP地址由32位2进制组成，那主机位便是占16位

计算网络位与主机位数量公式分别是

网络位：进制数的可变网络位次方       2的14次方（因为前两位数不可以是11，所以不可变）

主机位：进制数的主机位数次方           2的16次方（32位字符减去网络位剩下便都是主机位）

C类IP地址范围：192 - 223 之间

十进制表达中（0000 0000. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000）高位不可是（1110 0000）如果首位是1000 0000转化为十进制便是224，超出了C类地址的范围

网络位占24位，主机位8位

C类的网络位占24位，IP地址由32位2进制组成，那主机位便是占8位

计算网络位与主机位数量公式分别是

网络位：进制数的可变网络位次方       2的21次方（因为前三位数不可以是111，所以不可变）

主机位：进制数的主机位数次方           2的8次方（32位字符减去网络位剩下便都是主机位）

D类IP地址范围：224 - 239      （用于组播）

E类IP地址范围：240 - 255      （用于研究）

IP地址也分私有地址和共有地址，上面便是共有地址，全球可达，不限地区和国家

私有地址，一定范围内，区域内可以使用，不可全球使用

私有IP地址：

10.0.0.0 - 10.255.255.255 （长度相当于一个A类地址）

172.16.0.0 - 172.31.255.255 （长度相当于十六个连续的B类地址）

192.168.0.0 - 192.168.255.255（长度相当于三十二个连续的C类地址）

特殊IP地址：

0.0.0.0  不是一个真正意义上的IP地址，可代表任意地址

255.255.255.255   广播地址，指本网段内的所有主机

127.0.0.1   代表本机，所有计算机在进行自我查询都可用，进行测试本机网卡是否正常

169.254.X.X   微软内部的保留地址，在计算机自动获取地址失败后，会获取此地址

（静态：手动配置）（动态：自动获取）

当主机位全是1时，此地址为广播地址，不可用（例如255.255.255.255）

当主机位全是0时，此地址为网络地址，不可用 （例如255.255.0.0）

Mac地址：类似于身份证号一样，全球唯一，处于数据链路层（用十六进制进行表达）

Mac地址中的广播地址：FF - FF - FF - FF - FF - FF

netmask子网掩码：由32位2进制组成的字符串，和IP成对使用，用来确认IP地址中的网络ID和主机ID（区分有几位是网络位，有几位是主机位）

子网划分：在A、B、C三类地址的基础上，再次划分地址（节约IP地址，公网地址）

三、交换机

1.交换机的工作原理

交换机工作原理. 交换机工作在二层，可以用来隔离冲突域，在OSI参考模型中，二层的作用是寻址，这边寻址指的是MAC地址，而交换机就是对MAC地址进行转发，在每个交换机中，都有一张MAC地址表，这个表是交换机自动学习的。

2.交换机的转发原理

初始状态，Mac地址学习记录，广播位置的数据帧

1.主机 A 想要和主机 B 进行通讯

2.主机 A 发送一个数据帧到交换机一号接口

3.交换机接收到数据后会自动学习源Mac地址（11 - 11 - 11）

4.然后去Mac地址表去寻找Mac（22 - 22 - 22）

5.由于初始状态，Mac表里并没有22 - 22 - 22的信息

6.交换机进行广播（泛洪），向所有接口转发主机 A 的数据（除了发送方的接口）

7.只有主机 B 会回复一个数据帧，到交换机的二号接口

8.交换机学会了主机 A 和主机 B 的Mac地址，所以下次主机 A 和主机 B 通信就可以私聊单播

3.交换机的四大功能

① 学习功能 - 自动学习数据帧的源Mac地址

② 转发功能 - 在Mac表中查找数据帧的目的Mac地址，查询成功后，会从相应的接口转发数据

③ 查询功能（泛洪）- 数据帧经过交换机，在Mac表中查找数据帧的目的Mac，查询失败后，会从所有接口转发相同的数据

④ 刷新功能 - 交换机默认300s刷新一次Mac地址表

4.交换机以太网接口的工作模式

①单工

②半双工

③全双工

用户视图（尖角模式）：基本操作，查看基本信息（权限受限，只可以查看，不可用进行修改）

输入sys进入系统视图

系统视图：进阶操作，配置静态路由，动态路由 （Q或者Ctrl + Z 退出至用户视图）

命令：

display history-command  历史命令查询

display saved-configuration  查询保存的配置信息

int  接口型号+接口号   进入接口模式（接口型号分g和e）

save  保存配置（交换机和路由器不会自动保存）

sys  改名