本章节内容体系：
红线部分，上午、下午都有涉及。是网工软考的核心知识点
1.IP协议以及配套协议
主机1和主机2通信过程：
主机1把信息经过4封装在传输层，经过3封装在网络层，经过2封装在数据链路层，最后经过1进行透明数据传输，然后经过各个路由器（3层设备，主要用于网络层的封装），直到数据包达到主机2，经主机2的解封装。（数据透明接收，2层数据链路层解封装，3层网络层解封装，4层传输层解封装，）最后将信息上升传达给主机2的应用层。
IP地址-IP地址表示方法
IPv4是现在使用额IP地址表示方法
IP地址是逻辑地址，程序员可更改；Mac地址是物理地址，是机器、网卡所固化的，不可更改。
IP地址是所配置的，可以更改，是需要根据通信需求，给计算机分配一个全世界范围内通信的唯一一个32位的二进制地址。为提高IP地址的可读性，每隔8位插1个空格，中间用"."进行隔开。
二进制与十进制的转化
根据最大值二进制，快速写出250，192，240，128等
248:255-7--11111000
240=255-15 --11110000
192=255-63--11000000
128=256-128--10000000
IP地址 编址方法：3个阶段
- 分类的IP地址
- 子网划分
- 无 分类
分类的IP地址
- 分类IP地址分为：网络位+主机位（网络位指向主机所联接的网络名（固话中的区号）；
主机位是电脑主机的唯一标识（固话中的市号）。
根据分类位，或者主机位的位数进行划分。
其中，网络位占8位，主机位占24位。
分类的IP地址A类，网络位允许接入的最大主机数是2^24-2。（2：全为0，无接入；全为1：广播地址）
E类地址：目前尚未商用，仅用于科研。
不足：早期企业的IP分类地址，普遍造成IP利用率不高。→ 延伸出：子网划分（大大提高IP地址的利用率）
A/B/C三类地址又分为 公有地址和私有地址
- 公有地址：由Internet负责分配，通过它直接访问互联网。（一 一对应的地址）
- 私有地址：属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。（可被多家公司 复用的地址，链接公有网络时需要胫骨路由器将私有IP地址转化为公有IP，否则会被路由器隔离，无法进行访问公网）
IPv4分类;
- 单播地址
- 组播地址
- 广播地址：255.255.255.255（32个1）最为典型。也叫 （是一种受限地址）。
注意：组播地址和广播地址一样，只能用于目的地址，而不能用于源地址。
- 特殊的IP地址
ping 127.0.0.1 回环地址。只作用本机，用于本机回路测试协议等是否安装正确。
169.254.1.1/16 是自动专用地址。当电脑DHCP服务器出现故障时，由电脑的操作系统自动给电脑分配的IP地址，来实现局域网的内部使用。
子网划分
划分规则:从原来的主机位中的“主机号”拿一部分出来，变成若干个“子网号”。把一个大的网络划分为很多子网。通过子网进行区分，这样就可以分配给不同企业、不同部门去用IP地址。
主机位：指后面的8位（化为二进制）。192.168.1.0/24
子网掩码中的1对应的是网络号，有多少个1网络号就有几个；
子网掩码中的0对应的是主机位，有多少个0主机位就有几个。
求192.168.1.129网络地址的子网掩码为：256.256.256.128 ，求这个IP地址的网络位以及主机位？
2.IP地址-子网掩码-求网络ID
若主机的IP地址设计成1个路，网络位为255.，ABCD都是100.，网络位相同，说明处于同一网络，可以在二层交换机进行内部通信，不需经过路由器。
若主机的IP地址设置成两个路，网络位为255.255，此时只有ABD的子网掩码同属于100.50.0.0/16,它们可以通过二层交换机进行内部通信；C子网掩码不属于100.50范围，不能与ABD进行通信，若它们之间要进行通信，需要借助路由器来进行转发。
若主机的IP地址设计成3个路，网络位为255.255.255，此时只有A和B的子网掩码未相同，100.50.20.0/24，AB之间可以通过二层交换机进行内部通信。
若主机的IP地址设计成：255.255.255.224，求哪两个主机能进行内部通信？ AB
①将子网掩码255.255.255.224，化成主机位+网络位的形式（27个1,5个0）
②将A B网络地址的主机位（后8位）化成二进制：
③判断A B主机的IP地址是否在同一网络上：100.50.20.0/27 √
总结：先将网路地址转化为多少个0，多少个1；再来判断AB的网络位；最后算它们的网路地址。
例2
子网划分后，IP地址范围如何算？
以192.168.1.0/26为例。
有26个网络地址，其中192.168.1.00 000000为无效地址；198.168.1.00 111111为此网络ID的广播地址。
所以，最小网络地址为：192.168.1.00 000001
最大网络地址为：192.168.1.00 111110
以192.168.1.64/26为例。（26位网络位，8位主机位）
最小地址为：192.168.1.01 000001
最大网络地址为：192.168.1.01 111110
IP地址-使用子网时分组的转发
1.判断两个主机h1和h2在不在同一个网络？
主要看它们的网络地址是否一致。
把各个主机的IP地址和子网掩码做云运算后，先算出不同主机的网络地址；然后进行判断：看它们的
网络地址是否一致。
云运算规则：看该主机的子网掩码中有多少个1（对应IP地址有多少个网络位）；
子网掩码有多少个0（对应该主机有多少个主机位）。
图中H1和H2网络地址不一样。说明它们不在同一网络，需要通过路由器转发IP分组，才能相互间通信。
2.H1和H2如何进行数据转发？
过程：主机1的IP地址和子网掩码先做云运算后，然后查找路由表，找到与之适配的目的网络地址，
最后将数据包发送出去
IP地址-无分类的编址CIDR
网络前缀不再固定，而是可变的。
例：128.14.32.0/20，求它的最小网络地址和最大网络地址。
20位网络位，12位主机位。
IP地址-路由汇聚
- 路由汇聚：讲很多小网络路由汇聚在一个大的网络路由，再接入核心Internet网络中。(因为有存储有限，所以没有必要在ISP中写入每一个子网的具体路由信息，否则会导致ISP路由的性能急剧下降。)
将最大的相同地址最为路由汇聚的网络位。其它作为主机位，可以直接写出汇聚之后的网络地址。
IP地址-路由汇聚
- 最佳路由匹配原则：遵循最长网络前缀匹配原则。
3.IPv4格式的数据报
IPv4格式：首部+数据部分
数据部分，封装的是整个传输层的数据报文。
首部，分为版本、首部长度、区分服务和总长度。
分片
当以太帧超过1500bit,就要对超出部分进行：分片。
例子：首部20字节，数据部分共3800字节的IP数据报。如何进行分片？
标识符保留，首部一致，最大字节分配是1500.所以一个分片为：20+1480
20+1480
20+1480
20+840（不是780，因为20-首部不算进去）
偏移
指的是数据报分片后，新位置相对于原位置的偏移量。偏移量是0/8位。
如何计算？
第一个分片：（0）/8=0
第二个分片：（与第一个相隔了1480）/8=185
第三个1分片：（与第一个相隔了1480+1480=2960位）/8=370
生存时间
- 作用：为了避免IP数据报在发送过程中，循环发送 “兜圈子”。
- 工作机制：TTC没经过一个路由器时就会减少1。当路由转发之前，TTC-1；当TTC-到的0时候，TTC就会把数据报丢掉。
协议：当目的主机收到IP数据报的时候，判断向上层是交付给UDP还是TCP。
首部校验：判断数据报在传递过程中是否出错。
源地址：32位的IP地址。
填充：保证首部长度是4bit的整数倍。
3.IP地址与硬件地址
链路层封装，使用MAC地址。
网络层封装，使用IP地址。
4.ARP协议
方式：在局域网中，广播式发送ARP的请求分组。 单播响应机制。
此时B主机会记录这一响应并在ARP记录表宏添加这一条目，下一次就不需要重新进行ARP 请求分组。
对于主机H1的IP和主机H2的IP，帧从主机要经过怎么的过程才能到达路由器？
用主机H1的原MAC 和路由R1所对应的目的MAC 对（IP1→IP2）数据报进行封装，这样主机1的帧才能到达路由器R1 。路由器收到数据报后去掉封装，看到数据报发现IP地址，然后查找路由，找到对应网络地址并转发给R2（这一过程也需要进行数据报的封装），最后用主机2的HA2（代表MAC地址）来封装HA6封装后传来的数据报，这一过程中，IP1→IP2的数据报是没有发生变化的。即，IP不发生变化，但每一个路由的MAC地址独立而且每个阶段都在作相应的变化。
ARP报文
ARP协议
访问是，静态条目优先，而且静态永远不会老化或被替换。
动态条目容易老化或者被替换。
说明：以上材料均为本人在哔哩哔哩网站上学习整理所成，文章仅为自己学习记录复习使用。参考视频资料视频资源系希赛团队老师讲解，若笔记表述或内容有误，诚盼指正！
希望更多资料的uu，可以移步B站自行查找哦！