网络协议 Day03 路由器 MAC 地址 IP 地址 子网划分

一、路由器

1. 网线直连、同轴电缆、集线器、网桥、交换机有什么共同特点？

• 连接的设备必须在同一网段
• 连接的设备处在同一广播域

2. 相比上面的那些设备，路由器的作用是什么？

• 可以再不同网段之间转发数据
• 隔绝广播域

3. 用 Cisco Packet Tracer 绘制借助路由器连接两个交换机构建的局域网

路由器连接

• 配置路由器的端口地址，作为网关地址
• 设置局域网内分别对应的网关地址
• 注意点，需要把路由器的端口打开(Port Status)
• 网关地址必须是合理的 IP 地址，和主机使用的 IP 地址一样

4. 描述一下：在上图中，首次 PC1 ping PC2 的消息发送流程？

第一阶段发生在 Switch0局域网内： PC1 发 ARP包 找网关 MAC 地址，并发送 ICMP发送包 到 网关

• PC1 发送 ARP查找包 到 Switch0
• Switch0 广播 ARP查找包
• Router1 接收 ARP查找包，并发送 ARP回复包 到 Switch0，其他主机丢弃包
• Switch0 发送 ARP回复包 到 PC1
• PC1 接收 ARP回复包，并发送 ICMP发送包 到 Switch0
• Switch0 发送 ICMP发送包 到 Router1

第二阶段发生在 Switch1局域网内： Router1 发 ARP包 找PC2 MAC 地址，并发送 ICMP发送包 到 PC2

• Router1 发送 ARP查找包 到 Switch1
• Switch1 收到 ARP查找包 对 ARP查找包 进行广播
• PC2 收到 ARP查找包，发送 ARP回复包，其它主机扔掉包
• Switch1 收到 ARP回复包，将其发送给 Router1
• Router1 收到 ARP回复包，发送 ICMP发送包 到 Switch1
• Switch1 收到 ICMP发送包，发送给 PC2，
• PC2 收到 ICMP发送包

第三阶段 ICMP 确认包回送： PC2 发 ICMP确认包 到 Router1， Router1 发送 ICMP确认包 到 PC1，整个流程结束。

• PC2 收到 ICMP发送包，回复 ICMP确认包
• ICMP确认包 经过 Switch1 → Router1 → Switch0 → PC1
• 整个消息流程结束

5.针对3中的图，如果把局域网 1 中的网关地址写成 192.168.2.1能传递过去为什么？

二、MAC 地址

1. 什么是 MAC 地址？

• 每个网卡都有一个 6 字节的（48bit）的 MAC 地址（Media Access Control Address）
• 全球唯一，固化在了网卡的 ROM 中，由 IEEE802 标准规定
• 前三个字节：组织唯一标识符，由IEEE的注册管理机构分配给厂商
• 后三个字节：网络接口标识符，由厂商接口标识符
• 当 48 位全为 1 时，代表广播地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF

2. 在局域网内仅仅知道目标主机 IP 地址时，如何获取目标主机的 MAC 地址？

• 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 地址和 MAC 地址的映射信息，俗称 ARP 缓存
• 通过 ARP 广播获取的 MAC 地址，属于动态（dynamic）缓存，时效性比较短，一般 2 分钟就过期自动删除了

3. ARP 相关指令

• arp -a 查看 ARP 缓存
• arp -d 删除 ARP 缓存

二、IP 地址

1. 什么是 IP 地址？

• IP 地址（Internet Protocol Address）：互联网的每一个主机都有一个 IP 地址

2. IP 地址的组成？

• IP地址由 2 部分组成：网络标识（网络 ID）、主机标识（主机 ID）
• 通过子网掩码（subnet mask）可以得知网络ID、主机ID

3. 什么是网段？再通信时候起什么作用？

• 网段 = 子网掩码 & IP地址
• 计算机和其他计算机通信之前，会先判断目标主机和自己是否在同一网段
• 同一网段：不需要由路由器进行转发
• 不同网段：交由路由器进行转发

4. IP 地址可以分为哪几大类？

• A 类地址
• B 类地址
• C 类地址
• D 类地址
• E 类地址

5. 主机 ID 全为 0 和全为 1 分别代表什么？

• 主机 ID 全部为 0 代表：主机所在的网段
• 主机 ID 全部为 1 代表：主机所在网络的全部主机（广播）

6. 192.168.1.21/24 表示什么？

• 代表子网掩码有 24 个 1，也就是 255.255.255.0

四、子网划分

1. 为什么要进行子网划分？

• 合理的进行子网划分，可以尽量避免浪费 IP 地址资源

2. 子网划分的原理？

• 借助主机位作为子网位，划分出多个子网

3. 192.168.1.3/25 的含义

• 表示子网掩码是 255.255.255.128
• 表示对 192.168.1.0 这个网段进行了一次½的子网划分

4. 理解下图，理解子网划分的具体操作？

image.png

• 规律：如果一个子网是原来网络的 ½ ，子网掩码往后移 1 位。
• 规律：如果一个子网是原来网络的 ¼ ，子网掩码往后移 2 位。