IP地址的分類

IP地址分為5類： A類，B類，C類，D類，E類

如何劃分的？
根據IP地址的前八位來區分

A類：	 0開頭		0xxx xxxx  		0 - 127（實際上是 1 - 126）
		 掩碼：255.0.0.0  允許的主機數量就多 為2*2^24
		 
B類：	 10開頭		10xx xxxx		128 - 191
		 掩碼：255.255.0.0  允許的主機數量就多 為2*2^16
		
C類：	 110開頭		110x xxxx		192 - 223
		 掩碼：255.255.255.0  允許的主機數量就多 為2*2^8
		
D類：	 1110開頭		1110 xxxx		224 - 239
	
E類：	 1111開頭		1111 xxxx		240 - 255

A B C三類 為單播地址 特點：既可以成為源IP，也可以成為目標IP

D類 為組播地址 特點：只能作為目標IP使用

E類 為保留地址

單播： 一對一的通訊

組播： 一對多的通信（同一個組播組）但是需要配置組，需要給特定的一部份人發訊息，就可以把它們從邏輯上劃分為一個組，之后給這個組發送訊息，就只有在組里面的能收到

廣播： 一對所有（同一個廣播域），所有電腦在同一廣播域，但如果有其它電腦在這個廣播域，這個資訊對于他們來說就是垃圾資訊，會浪費計算機的運算能力，

特殊IP地址

1. 127.0.0.1 - 127.255.255.254 環回地址
2. 255.255.255.255 受限廣播地址（被路由器限制）只能作為目標IP使用
3. 主機位全1 直接廣播地址 只能作為目標IP使用 掩碼為255.255.255.0 ip為192.168.72.255 這個2551就是
4. 主機為全0 代表的是一個網段，也稱為網路號，是一個范圍
5. 0.0.0.0 可以代表沒有地址 可以代表所有地址
6. 169.254.0.0/16 自動私有地址 獲取不到ip地址時，會自動在這個范圍內找一個先用著，是個網段，不是具體的一個ip

電腦上不了網的解決思路

1. ipconfig看自己有沒有ip
2. ping自己的IP地址，看能不能通，不能通再ping環回地址127.0.0.1，如果通，則可能物理網卡有問題，通不了，可能就系統有問題
3. ping自己的網關
4. ping與自己在同一廣播域的ip

VLSM 可變長子網掩碼 子網劃分

做法：
看需求，需要劃分出幾個網段，加入需要劃分3個網段，2^2 = 4，3在4的范圍內，所以我們需要把主機位的前兩位拿來加入網段

例一：

將192.168.1.0/24 劃分出2個網段

因為2^1 = 2，所以我們拿主機位的前第一個用來劃分網段

例二：

172.16.0.0/16 劃分出7個網段：

因為2^3 = 8，7在8的范圍內，我們就需要拿主機位的前三個來劃分

主機位全為0，不能用 要加一

CIDR 無類域間路由 用于匯總

訣竅： 取相同，去不同

去不同：要把不同的那一位 展開寫成2進制

例一：

超網： 上面的例子就是超網 原本的網路位（192開頭的為C類網 掩碼默認為/24） /24 之后變為 /22，而且網路位擴大，這種叫超網

匯總：

172開頭的為B類網，掩碼默認為/16，之后可能通過子網劃分變成了 /24 ，但之后又匯總為 /22

OSI模型

開放式系統互聯通信參考模型（英語：Open System Interconnection Reference Model，縮寫為 OSI），簡稱為OSI模型（OSI model）

OSI參考模型的核心思想：分層

? 屬于同一層面的不同功能，其目的和作用相似或相近，

? 不同層面的功能及目的和作用都具有明顯的差異，

? 每一次都在下面一層提供的服務的基礎上在提供增值服務，

分層的作用：

1. 更易于標準化
2. 降低層次之間的關聯性
3. 便于學習理解

七層：

應用層

抽象語言到編碼

表示層

編碼到二進制

會話層

維持網路應用和應用服務器之間的會話連接

傳輸層

實作端到端的傳輸 -- 埠號 -- 會話層地址 取值范圍：1-65535 （2^16） 其中1-1023稱為知名埠號			 用于區分不同會話地址

網路層

進行邏輯地址尋址，實作不同網路之間的路徑選擇

資料鏈路層

邏輯鏈路控制層（LLC）-- 在資料末尾增加一個校驗和（FCS 幀校驗序列，確保資料完整性	CRC 回圈冗余演算法）	

介質訪問控制層（MAC）   二進制到電信號

物理層

處理電信號

TCP/IP協議簇

TCP/IP 四層模型 — TCP/IP標準模型
TCP/IP 五層模型 — TCP/IP對等模型

下面都是以五層模型來說的

與OSI對比

PDU 協議資料單元

在分層網路結構，例如在開放式系統互聯（OSI）模型中，在傳輸系統的每一層都將建立協議資料單元（PDU），PDU包含來自上層的資訊和當前層的物體附加的資訊，這個PDU會被傳送到下一較低的層，物理層實際以一種編幀的位流形式傳輸這些PDU，這些PDU由協議堆疊的較高層建造，接收系統自下而上傳送這些分組通過協議堆疊，并在協議堆疊的每一層分離出PDU中的相關資訊，

L1PDU
L2PDU
…
L7PDU

封裝與解封裝

封裝	資料加工的程序，把最重要資訊的添加進資料包里面	
解封裝	拆解資料包	

應用層

HTTP（超文本傳輸協議）-- TCP協議 80埠
FTP（檔案傳輸協議）-- TCP協議 20/21
TELNET（遠程連接協議）-- TCP 23
DHCP（動態主機配置協議）-- UDP 67/68
DNS（域名決議協議）-- UDP/TCP 53
TFTP（簡單檔案傳輸協議）-- UDP 69
HTTPS（HTTP + SSL/TLS）–TCP 443
?

傳輸層 需要封裝埠號 TCP UDP

1. TCP是面向連接的協議，UDP是無連接的協議
2. TCP的傳輸是可靠的，UDP的傳輸不太可靠
3. TCP可以分段，UDP不行
4. TCP可以實作流控，UDP不行
5. TCP傳輸速度較慢，消耗資源較大；UDP傳輸速度快，消耗資源小

TCP UDP使用場景

1. TCP適用于效率要求較低，但準確性要求較高的場景
2. UDP適用于效率要求較高，但準確性要求較低的場景

網路層 需要封裝IP地址 IP協議

資料鏈路層 需要封裝MAC地址 以太網協議 以太網：早期局域網的解決方案，主要依賴MAC地址進行尋址，以太網主要作業在1,2層

什么是面向連接？

? 面向連接就是指設備在傳輸之前，先使用預備的協議建立點到點的連接，再傳輸資料

以太網 II 型幀

1. 前導碼（Preamble）：由0、1間隔代碼組成，用來通知目標站作好接收準備，
2. 目標地址（Destination Address）：表示接收幀的作業站的地址，各占據6個位元組，目標地址可以是單址，也可以是多點傳送或廣播地址，
3. 源地址（ Source Address）：表示發送的作業站的地址，各占據6個位元組，
4. 型別（Type）：指定接收資料的高層協議型別，
5. 資料（Data）：在經過物理層和邏輯鏈路層的處理之后，包含在幀中的資料將被傳遞給在型別段中指定的高層協議，該資料段的長度最小應當不低于46個位元組，最大應不超過1500位元組，如果資料段長度過小，那么將會在資料段后自動填充（Trailer）字符，相反，如果資料段長度過大，那么將會把資料段分段后傳輸，
6. 幀校驗序列（FSC）：包含長度為4個位元組的回圈冗余校驗值（CRC），由發送設備計算產生，在接收方被重新計算以確定幀在傳送程序中是否被損壞，

TCP的頭部

16位埠號： 告知主機該報文段是來自哪里（源埠Source Port）以及傳給哪個上層協議或應用程式（目的埠Destination Port）的，進行TCP通信時，客戶端通常使用系統自動選擇的臨時埠號，而服務器則使用知名服務埠號（比如DNS協議對應埠53，HTTP協議對應80，這些埠號可在/etc/services檔案中找到），

32位序號： 一次TCP通信（從TCP連接建立到斷開）程序中某一個傳輸方向上的位元組流的每個位元組的編號，假設主機A和主機B進行TCP通信，A發送給B的第一個TCP報文段中，序號值被系統初始化為某個隨機值ISN（Initial Sequence Number，初始序號值），那么在該傳輸方向上（從A到B），后續的TCP報文段中序號值將被系統設定成ISN加上該報文段所攜帶資料的第一個位元組在整個位元組流中的偏移，例如，某個TCP報文段傳送的資料是位元組流中的第1025~2048位元組，那么該報文段的序號值就是ISN+1025.另外一個傳輸方向（從B到A）的TCP報文段的序號值也具有相同的含義，

32位確認號（acknowledgement number）：用作對另一方發送來的TCP報文段的回應，其值是收到的TCP報文段的序號值加1，假設主機A和主機B進行TCP通信，那么A發送出的TCP報文段不僅攜帶自己的序號，而且包含對B發送來的TCP報文段的確認號，反之，B發送出的TCP報文段也同時攜帶自己的序號和對A發送來的報文段的確認號，

4位頭部長度（header length）：標識該TCP頭部有多少個32bit字（4位元組），因為4位最大能標識15，所以TCP頭部最長是60位元組，

6位標志位包含如下幾項：

URG標志，表示緊急指標（urgent pointer）是否有效，

ACK標志，表示確認號是否有效，我們稱攜帶ACK標識的TCP報文段為確認報文段，

PSH標志，提示接收端應用程式應該立即從TCP接識訓沖區中讀走資料，為接收后續資料騰出空間（如果應用程式不將接收到的資料讀走，它們就會一直停留在TCP接識訓沖區中），

RST標志，表示要求對方重新建立連接，我們稱攜帶RST標志的TCP報文段為復位報文段，

SYN標志，表示請求建立一個連接，我們稱攜帶SYN標志的TCP報文段為同步報文段，

FIN標志，表示通知對方本端要關閉連接了，我們稱攜帶FIN標志的TCP報文段為結束報文段，

16位視窗大小（window size）：是TCP流量控制的一個手段，這里說的視窗，指的是接收通告視窗（Receiver Window，RWND），它告訴對方本端的TCP接識訓沖區還能容納多少位元組的資料，這樣對方就可以控制發送資料的速度，

16位校驗和（TCP check sum）：由發送端填充，接收端對TCP報文段執行CRC演算法以檢驗TCP報文段在傳輸程序中是否損壞，注意，這個校驗不僅包括TCP頭部，也包括資料部分，這也是TCP可靠傳輸的一個重要保障，

16位緊急指標（urgent pointer）：是一個正的偏移量，它和序號欄位的值相加表示最后一個緊急資料的下一位元組的序號，因此，確切地說，這個欄位是緊急指標相對當前序號的偏移，不妨稱之為緊急偏移，TCP的緊急指標是發送端向接收端發送緊急資料的方法，

TCP頭部選項： TCP頭部的最后一個選項欄位（options）是可變長的可選資訊，這部分最多包含40位元組，因為TCP頭部最長是60位元組（其中還包含前面討論的20位元組的固定部分），

偽頭部校驗： 校驗網路層中12個位元組的內容，32位源IP，32目標IP，8位保留，8位協議，16位總長度

UDP頭部

頭部結構中各部分的作用：

1. 16位源埠號 記錄源埠號，在需要對方回信時選用，不需要時可用全0，
2. 16位目的埠號 記錄目標埠號，這在終點交付報文時必須要使用到，
3. UDP長度 UDP資料報的長度（包括資料和首部），其最小值為8B（即僅有首部沒有資料的情況），
4. 校驗和檢測UDP資料報在傳輸中是否有錯，有錯就丟棄，該欄位時可選的，當源主機不想計算校驗和，則直接令該欄位為全0，當傳輸層從IP層收到UDP資料報時，就根據首部中的目的埠，把UDP資料報通過相應的埠，上交給行程，如果接收方UDP發現收到的報文中目的埠號不正確（即不存在對應埠號的應用行程），就丟棄該報文，并由ICMP發送“埠不可達”差錯報文交給發送方，