什么是計算機網路？

將各個分散的、具有獨立功能的計算機系統，通過網路設備(路由器)和線路(光纖)連接起來，然后通過軟體實作資源共享和資訊傳遞的系統，

一 網路指標

1.1 速率

速率： 指的是每一秒發送端和接收端傳輸的位元數量(即8位，二進制表示，1代表高電壓，0代表低電壓)，或者說每一秒兩段之間傳輸的資料量，常見的單位b/s kb/s, Mb/s Gb/s等

1.2 帶寬

帶寬： 表示網路通信線路傳輸資料的能力,即最高速率，比如100.0 Mbs (百兆帶寬)1000.0 Mbs(千兆帶寬)

假設本地網卡帶寬是10Mbs,即該網卡允許每秒最多傳輸10M的資料，不能超過10M，現實中肯恩都還不能達到10M，如果你現在在下載檔案(3Mbs)，看電視劇(5Mbs)，打游戲（4Mbs），但是因為本地網卡最多允許10Mbs帶寬，所以你現在正在進行的網路活動的速率即使超過了10Mb,也不會在一秒內同時接收，

運營商可以通過時鐘頻率來限制帶寬，

1.3 吞吐量

吞吐量：指的是在單位時間內通過某個網路(信道、介面)的資料量，包括全部上傳和下載的流量，受網路帶寬的影響，

1.4 時延

時延：指的是資料(報文、分組、位元流)從網路的一端發送到另一端所需要的時間，也叫延遲或者遲延，單位是秒，他可以分為發送時延和傳播時延、排隊時延、處理時延等

1.4.1 發送時延

即從一個網路設備發送資料到另一個網路設備需要的時間，比如主機到交換機，交換機到路由器，路由器到路由器等，

發送時延 = （資料幀的長度(bit)） / 發送速率（bit/s）

1.4.2 傳播時延

1.4.2.1排隊時延

排隊時延： 比如網路過來的資料達到路由器，但是路由器來不及轉發，就需要在介面處排隊，等待被路由器處理，通過查路由表看走哪一個介面出去，或者說在路由器選擇了某一出口，如果來不及出去，則放入出口佇列進行排隊，等待的時間就是排隊時延，同理，交換機也會有進出口的排隊行為，

1.4.2.2 處理時延

處理時延： 路由器處理資料包，看網路層首部，看一下目標地址，查詢路由表，該怎么轉，是否需要修改首部值，比如TTL的值，重新計算校驗和等，所以處理也是需要時間的，同理，交換機也會有自己處理行為，也會耗費時間

1.4.3 總時延

總時延： 就是從源主機到目標主機所需要的（發送時延+傳播時延）的總和

二 IP地址

IP： 是Internet Protocol縮寫，即網際協議，所以IP地址也叫作網際協議地址，

IP地址是由32位二進制組成，為了方便，轉化成10進制，IP地址主要包括兩個部分：網路標識部分和主機標識部分，有的也叫作網路位和主機位，而且不同型別的IP地址，網路部分和主機部分是不同的，如圖所示：

我們需要注意：對于主機位而言，不能全是0或者全是1，全是0是給子網掩碼用的；全是1是廣播地址用的，

即C類地址不允許最后一位是0或者是255；B類地址不允許最后2位全是0或者全是255；同理A類地址不允許最后三位全是0或者是255

私網地址：（我們不能直接訪問，要么VPN要么埠映射）

A類： 10.0.0.0 255.0.0.0 總共可以有256*256*256-2臺主機

B類： 172.16.0.0 255.255.0.0 ~ 172.31.0.0 255.255.0.0, 保留了16個B類網路，可以有16*256*256 -2 臺主機

C類： 192.168.0.0 255.255.255.0 ~ 192.168.255.0 255.255.255.0，保留了256個C類地址，即256 * 256 -2 主機

三 MAC地址

MAC地址： 每一個網卡或者路由器都有自己物理地址，這個物理地址是網卡或路由器出場時候燒錄的，總共由48位16進制數表示，前24位表示IEEE廠商分配；后面24位由廠商分配，又因為資料鏈路層主要是解決媒體訪問控制的問題，所以也叫作MAC地址，

四 IP地址和MAC地址比較

4.1 所在的分層不一樣

IP地址屬于網路層地址；MAC地址屬于資料鏈路層的地址

4.2 目的不一樣

IP地址決定了資料包最終到達哪一個計算機，作用是在外網尋址；而MAC地址決定資料包下一跳該由哪一個設備接收，主要是在內網作業，比如交換機會記錄內網中設備IP地址和MAC地址，進行映射

4.3 IP地址在網路中是可以被修改的，但是MAC地址是不會的，你電腦上的網卡拔下來插入到別人的電腦上MAC地址不會改變

五 子網掩碼(subnet mask)

5.1 什么是子網掩碼

掩碼：是一串二進制，對目標進行與運算，屏蔽某些位

子網掩碼：也是一串二進制，對目標IP地址進行與運算，可以知道IP地址哪些位是網路位，哪些是主機位，

5.2子網掩碼有何作用

確定IP地址中哪些是網路地址，哪些是主機地址

5.3 IP地址和子網掩碼的關系

正常情況下，不劃分子網和超網的情況下，A類IP地址對應子網掩碼是255.0.0.0; B類IP地址對應子網掩碼是255.255.0.0; C類IP地址對應子網掩碼是255.255.255.0

5.4 如何計算IP地址屬于哪一個網段？

以192.168.3.24為例

第一：將IP地址轉化成二進制表示：

11000000 10101000 00000011 00011000

第二：將子網掩碼轉化成二進制表示：

11111111 11111111 11111111 00000000

第三：然后將這兩部分做與運算

11000000 10101000 00000011 00011000

11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000011 00000000（結果）

第四：將結果轉化成10進制表示

192.168.3.0

所以以此我們在轉發資料包的時候，就可以判斷目的IP地址是不是和源主機屬于同一個網段；如果是則通過MAC地址轉發資料；不是則通過路由器轉發資料

六 子網劃分

子網劃分：就是借用現有網段的主機位做子網位，劃分出多個子網，

實作方式：就是將當前的子網掩碼主機位移動，如果劃分2個子網，可以向主機位右移1位；如果是2-4，可以向主機位右移2位，

6.1 為什么需要子網劃分

公網地址不夠用，避免資源浪費，所以需要子網劃分，讓公網地址充分利用，

什么才屬于公網IP地址浪費呢？

如果現在在弄一個交換機，交換機下又有200臺機器，現在之前分配的C類根本不夠用，然后再申請256個公網地址或者干脆申請B類地址，那么現在

6.2 等長子網劃分

就是將一個網段等分成多個網段，也就是等分成多個子網，

#1 確定子網掩碼的長度

如果劃分的網路是原來的1/(2*N)，則需要向主機位移動N位，然后移動的位置置為1

比如C類地址，255.255.255.0,如果要劃分的子網是原來的1/4，則向右移動2位，

11111111 11111111 11111111 00000000

11111111 11111111 11111111 11000000(結果)

所以結果為255.255.255.192

#2 確定子網中第一個可用的IP地址和最后一個可用的IP地址

只要滿足主機位不全是0或者全是1即可，

假設目前的網路情況：

現在需要將50臺計算機位于現在的網段中，然后另外150臺位于三個不同的網段中，如何實作？劃分后子網掩碼是多少？每一個范圍內最小和最大IP地址，

6.2.1 C類地址

6.2.2 B類地址

6.2.3 A類地址

6.3 變長子網劃

以前假設網路是200臺電腦，網段是192.168.3.0. 現在需要劃分為3個子網，電腦只有170臺，每一個子網要求的電腦數不一樣，如何劃分子網？

我們計算每一個子網的最大最小區間方法：

第一步：先計算需要容納最多數量計算機，比如我們這里最多需要容納100臺，所以我們將網路2等分，主機位向右移動1位，即除以2，即128，我們就將128-255之間分配100臺計算機即可， [192.168.3.129,192.168.3.254];

第二步：然后在計算容納第二多的計算機的子網的最大最小范圍，比如我們這里需要容納50臺計算機，我們將網路四等分，即主機位向右移動2位，即64，那么我們就在64-128之間分配50臺計算機即可，即[192.168.3.65,192.168.3.126]

第三步：同理，我們將網路8等分，主機位向右移動3位，即32，那么我們在32-64之間分配20臺計算機，即[192.168.3.33,192.168.3.62]

6.4 如何判斷一個網段是超網還是子網

#1 通過左移子網掩碼合并多個網段；右移子網掩碼將一個網段劃分成多個子網，使得IP地址打破了傳統的A，B，C類的限制

#2 判斷一個網段到底是子網還是超網，首先需要判斷是哪一類網路，A類，B類