网络层IP协议基础知识

IP协议

协议格式:

4位版本号:IPV4或者IPV6;

4位头部长度:以4字节位单位描述报头大小;

8位服务器:3位优先权字段弃用,1位未用位,4位服务类型(最小成本,最高可靠性,最大吞吐率,最小延时);

16位数据包长度:限制IP报文必须小于64K;

16位分片标识:标识当前分片属于哪个原始报文;

3位标志:1位保留,1位禁止分片标志,1位分片结束标志;

13位分片偏移:表示当前分片在原始报文中的相对起始偏移量2^13=8192(以8字节为单位,这样正好可以表示64偏移量);

8位TTL:报文的生命周期(所能经过的路由器跳数);

8位上层协议类型:数据分用时,选择当前数据所使用的解析协议;

16位校验和:用于校验接收到的数据是否与对方发送的数据一致;

32位源端IP&32位对端IP:描述了通信的起点与终点主机;

0-40字节的选项数据:路由信息等其他信息;

IP地址管理

解决IP地址不够用的方法:

dhcp动态地址分配,谁上网给谁分配;

nat技术组建私网

IP地址的组成:

网络号:当前IP地址所在的子网络标识;

主机号:一个主机在其所在子网中的标识;

网络划分方式:

早期网络划分方式:

A:网络号范围:0~127;

IP地址范围:0.0.0.0~127.255.255.255;

B:网络号范围:128.0~191.255;

IP地址范围:128.0.0.0~191.255.255.255;

C:网络号范围:192.0.0~233.255.255;

IP地址范围:192.0.0.0~233.255.255.255;

D,E:不论;

当前网络划分方式CIDR方案是在早期基础上做的细分:引入了子网掩码

子网掩码:

由连续的二进制1组成的无符号4字节整数

作用:

子网划分,子网掩码取反就是一个子网中的最大主机号;

判断一个IP地址是否属于某个子网,子网掩码与IP地址相与可以得到子网网络号;

特殊IP地址:

127.0.0.1 本地的虚拟回环网卡地址,只能用于本地网络回环测试;

255.255.255.255 全网广播地址;

0.0.0.0 用于识别为本机的任意网卡地址(用于服务端绑定地址);

主机号全为0的地址:表示网络号,是网络的标识;

主机号全为1的地址(.255.225):局域网的广播地址(UDP广播);

公网(外网)&私网(内网)

NAT网络地址转换技术

注:组建私网后私网内地址对外不可见,私网对外通信使用私网对外的地址而不是私网内部的地址;

发送方式:

私网先发到路由器的网关,从路由表中寻找对端地址对应的网络是否被当前设备所连接,若已经连接,则用私网对外的地址从连接该目标网络的网卡进行对外发送;

相邻的私网之间可以直接通信(相邻的私网之间网络号不能相同),不相邻的私网不可以直接通信需借助互联网;

RFC1918文档规定,组建私网必须使用特定的网络地址

大型私网:10.*.*.*;

中型私网:172.16.*.*~172.31.*.*;

小型私网:192.168.*.*

为避免访问地址重复,组建私网的网络地址不会在公网中使用;

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