02. MAC地址 · ARP · ICMP · IP地址 · 子网 · 超网 · 端口

2023-11-17

网络协议从入门到底层原理


MAC地址

图01

OUI 查询:可以根据OUI查询出对应的厂商

MAC地址的表示格式

图02

MAC地址操作(查看、修改)【实践】

  • 查看MAC地址(Windows):ipconfig /all
  • 修改MAC地址:更改适配器选项->属性->配置->高级->网络地址

这里修改MAC地址只是以这个值作为MAC地址上网,网卡的MAC地址无法修改
有时可通过修改 MAC地址蹭网。

图03

MAC地址的获取【实践】

图04
相关命令:
查看ARP缓存:arp -a 主机地址
删除ARP缓存:arp -d 主机地址
以上两条命令,如果不加[主机地址],则是对所有缓存操作。
增加一条缓存信息(静态缓存):arp -s 主机地址 MAC地址

ARP

ARP (Address Resolution Protocol),译为:地址解析协议

  • 作用:通过 IP地址 获取 MAC地址

RARP (Reverse Address Resolution Protocol),译为:逆地址解析协议

  • 使用与ARP相同的报头结构
  • 作用与ARP相反,用于将MAC地址转换为IP地址
  • 后来被 BOOTP、DHCP 所取代

ICMP

ICMP (Internet Control Message Protocol),译为:互联网控制消息协议

  • IPv4中的ICMP被称作 ICMPv4,IPv6中的ICMP则被称作 ICMPv6
  • 通常用于返回错误信息
    比如 TTL值过期、目的不可达
  • ICMP的错误消息总是包括了源数据并返回给发送者

IP地址 · 子网掩码

图05
现在先讨论IPv4。

IP按字节分为4部分:
图06

IP地址的组成

图07
主机所在的网段 = 子网掩码 & IP地址
图08

例如:

IP地址:130.168.1.10
子网掩码:255.255.0.0
网段:130.168.0.0

该网段最多有 256*256-2 个IP地址.
130.168.0.0 代表网段.
130.168.255.255 代表广播.
网段和广播无法分配IP地址.

可以尝试用广播ping某个网段的全部主机。

IP地址的分类

图09

A类地址

图10
网络ID中,0 不能用,127 作为保留网段。其中 127.0.0.1本地环回地址(Loopback),代表本机地址。

B类地址

图11

C类地址

图12

D类地址

图13

E类地址

图14

子网掩码的CIDR表示方法

图15
计算工具:https://www.sojson.com/convert/subnetmask.html

子网划分

子网划分:借用主机位作子网位,划分出多个子网

可以分为:

  • 等长子网划分:将一个网段等分成多个子网,每个子网的可用IP地址数量一样。
  • 长子网划分:每个子网的可用IP地址数量可以是不一样的。

子网划分的步骤:

  1. 确定子网的子网掩码长度
  2. 确定子网中第1个、最后1个主机可用的IP地址

为什么要进行子网划分?

图16
如何尽量避免浪费IP地址资源:合理进行子网划分。

等长子网划分 - C类子网划分

等分成 2 个子网

图17

等分成 4 个子网

图18
等分成 4 个子网的广播地址:
图19

等分成 8 个子网

图20

等长子网划分 - B类子网划分

图21

等长子网划分 - A类子网划分

图22

子网划分器:http://www.ab126.com/web/3552.html

变长子网划分

图23

超网

图901
思考:
图902

合并4个网段

图903
思考:
图904

合并网段的规律

图905
图906
例:
图907

判断一个网段是子网还是超网

图908
例:
25.100.0.0/16 是A类子网:
根据 25 判断出这是个 A 类网络,默认子网掩码 8 位
由于该网段子网掩码 16 位,比默认多,所以是子网

200.100.0.0/16 是C类超网:
根据 200 判断出这是个 C 类网络,默认子网掩码 24 位
由于该网段子网掩码 16 位,比默认少,所以是超网

端口

端口(0~65535)是每个软件的一个通讯进出口

端口映射

类似于NAT。
《03. 路由 · 网络 · 公网IP · 私网IP · NAT》

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