HCIA SWITCHING&ROUTTING 笔记——第一章 TCP/IP基础知识（2）

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3.IP编址及报文详解

3.1 前言

网络层位于数据链路层与传输层之间。网络层中包含了许多协议，其中最为重要的就是IP协议。网络层提供了IP路由功能。理解IP路由除了要熟悉IP协议的工作机制之外，还必须理解IP编制以及如何合理的使用IP地址来设计网络。

3.2 目标

• 掌握IP报文的结构
• 掌握共有IP地址，私有IP地址以及特殊IP地址的范围
• 掌握VLSM技术
• 理解网关的作用

3.3 IP报文头部

Version：ipv4、ipv6

DS Field :

Total Length :整个报文的长度

Identification、Flags、Fragment Offset ：分片相关的一些部分

TTL：生命周期

Protocol：协议，决定上层使用的协议是何种

Header Checksum：头部校验

SIPA：源IP地址

DIPA：目的IP地址

IP Options：可选项

3.4 IP编址

• IP地址分为网络部分与主机部分
• IP地址由32个二进制位组成

网络地址：主机位全为0，时为网络地址

广播地址：主机位全为1

主机不可使用网络地址与广播地址作为自己的IP地址

3.5 二进制与十进制的转换

3.6 IP地址分类

私有地址范围

10.0.0.0~10.255.255.255

172.16.0.0~172.31.255.255

192.168.0.0~192.168.255.255

特殊地址

127.0.0.0~127.255.255.255

0.0.0.0 表示任何网络

255.255.255.255

3.7 子网掩码

ip地址与子网掩码相与得到该ip地址的网络地址。

• 1与0相与：0
• 1与1相与：1
• 0与0相与：0

默认子网掩码：

• A类：255.0.0.0
• B类：255.255.0.0
• C类：255.255.255.0

3.8 地址规划

• n为主机位
• 可以主机数减2是因为网络为和广播为是不能用的。

3.9 有类IP编制的缺陷

在设计网络时使用有类IP地址会造成地址的浪费

3.10 变长子网掩码

• 从主机位中借位来作子网号，至少借两位。
• 借n位可获得2^n个子网

3.11 无类域间路由CIDR

3.12 网关

网关用来转发来自不同网段之间的数据包

3.13 分片

当数据包比最大传输单元还大时，就需要分片（分成小包）。

• Identification：表示是否来自于同一个包的
• Flags：
  • R：保留未用
  • DF：如果此为1，表示此包无需分片
  • MF：more fragment 如为1，表示它不是最后一片，为0表示它是最后一片
• Fragment Offset：片偏移，用来标志当前包处于完整包的哪个位置

3.14 生存时间TTL

• TTL：Time To Live
• 报文每经过一个三层设备，TTL就会减1，当为0时仍未到达目的地址，则报文被丢弃

3.15 协议号

说明上层使用的协议：常见的有UDP、TCP、ICMP、IGMP、IGP等等