网络协议 Day03 路由器 MAC 地址 IP 地址 子网划分

一、路由器

1. 网线直连、同轴电缆、集线器、网桥、交换机有什么共同特点?
  • 连接的设备必须在同一网段
  • 连接的设备处在同一广播域
2. 相比上面的那些设备,路由器的作用是什么?
  • 可以再不同网段之间转发数据
  • 隔绝广播域
3. 用 Cisco Packet Tracer 绘制借助路由器连接两个交换机构建的局域网
路由器连接
  • 配置路由器的端口地址,作为网关地址
  • 设置局域网内分别对应的网关地址
  • 注意点,需要把路由器的端口打开(Port Status)
  • 网关地址必须是合理的 IP 地址,和主机使用的 IP 地址一样
4. 描述一下:在上图中,首次 PC1 ping PC2 的消息发送流程?

第一阶段发生在 Switch0局域网内: PC1ARP包网关 MAC 地址,并发送 ICMP发送包网关

  • PC1 发送 ARP查找包Switch0
  • Switch0 广播 ARP查找包
  • Router1 接收 ARP查找包,并发送 ARP回复包Switch0,其他主机丢弃包
  • Switch0 发送 ARP回复包PC1
  • PC1 接收 ARP回复包,并发送 ICMP发送包Switch0
  • Switch0 发送 ICMP发送包Router1

第二阶段发生在 Switch1局域网内: Router1ARP包PC2 MAC 地址,并发送 ICMP发送包PC2

  • Router1 发送 ARP查找包Switch1
  • Switch1 收到 ARP查找包ARP查找包 进行广播
  • PC2 收到 ARP查找包,发送 ARP回复包,其它主机扔掉包
  • Switch1 收到 ARP回复包,将其发送给 Router1
  • Router1 收到 ARP回复包,发送 ICMP发送包Switch1
  • Switch1 收到 ICMP发送包,发送给 PC2
  • PC2 收到 ICMP发送包

第三阶段 ICMP 确认包回送: PC2ICMP确认包Router1Router1 发送 ICMP确认包PC1,整个流程结束。

  • PC2 收到 ICMP发送包,回复 ICMP确认包
  • ICMP确认包 经过 Switch1 → Router1 → Switch0 → PC1
  • 整个消息流程结束
5.针对3中的图,如果把局域网 1 中的网关地址写成 192.168.2.1能传递过去为什么?

二、MAC 地址

1. 什么是 MAC 地址?
  • 每个网卡都有一个 6 字节的(48bit)的 MAC 地址(Media Access Control Address)
  • 全球唯一,固化在了网卡的 ROM 中,由 IEEE802 标准规定
  • 前三个字节:组织唯一标识符,由IEEE的注册管理机构分配给厂商
  • 后三个字节:网络接口标识符,由厂商接口标识符
  • 当 48 位全为 1 时,代表广播地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF
2. 在局域网内仅仅知道目标主机 IP 地址时,如何获取目标主机的 MAC 地址?
  • 当不知道对方主机的 MAC 地址时,可以通过发送 ARP 广播获取对方的 MAC 地址
  • 获取成功后,会缓存 IP 地址和 MAC 地址的映射信息,俗称 ARP 缓存
  • 通过 ARP 广播获取的 MAC 地址,属于动态(dynamic)缓存,时效性比较短,一般 2 分钟就过期自动删除了
3. ARP 相关指令
  • arp -a 查看 ARP 缓存
  • arp -d 删除 ARP 缓存

二、IP 地址

1. 什么是 IP 地址?
  • IP 地址(Internet Protocol Address):互联网的每一个主机都有一个 IP 地址
2. IP 地址的组成?
  • IP地址由 2 部分组成:网络标识(网络 ID)、主机标识(主机 ID)
  • 通过子网掩码(subnet mask)可以得知网络ID、主机ID
3. 什么是网段?再通信时候起什么作用?
  • 网段 = 子网掩码 & IP地址
  • 计算机和其他计算机通信之前,会先判断目标主机和自己是否在同一网段
  • 同一网段:不需要由路由器进行转发
  • 不同网段:交由路由器进行转发
4. IP 地址可以分为哪几大类?
  • A 类地址
  • B 类地址
  • C 类地址
  • D 类地址
  • E 类地址
5. 主机 ID 全为 0 和全为 1 分别代表什么?
  • 主机 ID 全部为 0 代表:主机所在的网段
  • 主机 ID 全部为 1 代表:主机所在网络的全部主机(广播)
6. 192.168.1.21/24 表示什么?
  • 代表子网掩码有 24 个 1,也就是 255.255.255.0

四、子网划分

1. 为什么要进行子网划分?
  • 合理的进行子网划分,可以尽量避免浪费 IP 地址资源
2. 子网划分的原理?
  • 借助主机位作为子网位,划分出多个子网
3. 192.168.1.3/25 的含义
  • 表示子网掩码是 255.255.255.128
  • 表示对 192.168.1.0 这个网段进行了一次½的子网划分
4. 理解下图,理解子网划分的具体操作?
image.png
  • 规律:如果一个子网是原来网络的 ½ ,子网掩码往后移 1 位。
  • 规律:如果一个子网是原来网络的 ¼ ,子网掩码往后移 2 位。
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