网络协议-MAC地址_IP地址_ARP_ICMP（笔记）_mac地址的网络接口标识符

MAC地址

MAC查询
每一个网卡都有一个6字节（48bit）的MAC地址
全球唯一，固化在了网卡的ROM中，由IEEEE802标准规定
前3字节：OUI，组织唯一标识符 由IEEE的注册管理机构分配给厂商
后3字节：网络接口标识符 由厂商自行分配

MAC地址的表示格式

Windows
40-55-82-0A-8C-6D

Linux、Android、Mac、iOS
40:55:82:0A:8C:6D

Packet Tracer
4055.820A.8C6D

当48位全为1时，代表广播地址
FF-FF-FF-FF-FF-FF

MAC地址操作

查看mac地址

iconfig /all

修改mac地址

更改适配器选项-属性-配置-高级-网络地址
 有时可以通过修改MAC地址蹭网

MAC地址的获取

 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、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
 存储时间比较短（默认是2分钟），过期了就自动删除

 相关命令
 arp -a [主机地址]：查询ARP缓存
 arp -d [主机地址]：删除ARP缓存
 arp -s 主机地址 MAC地址：增加一条缓存信息（这是静态缓存，存储时间较久，不同系统的存储时间不同）

IP地址

 IP地址（Internet Protocol Address）：互联网上的每一个主机都有一个IP地址
 最初是IPv4版本，32bit（4字节），2019年11月25日，全球的IP地址已经用完
 后面推出了IPv6版本，128bit（16字节）

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

主机所在的网段 = 子网掩码 & IP地址

计算机和其他计算机通信前，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

IP地址的分类

◼ A类地址：默认子网掩码是255.0.0.0

◼ B类地址：默认子网掩码是255.255.0.0

◼ C类地址：默认子网掩码是255.255.255.0

◼ D类地址：以1110开头，多播地址
◼ E类地址：以1111开头，保留为今后使用
◼ 只有A\B\C类地址才能分配给主机
主机ID为全0，表示主机所在的网段
主机ID为全1，表示主机所在网段的全部主机（广播）
✓ 可以尝试用ping给某个网段的全部主机发数据

子网掩码的CIDR表示方法

CIDR（Classless Inter-Domain Routing）：无类别域间路由
子网掩码的CIDR表示方法
192.168.1.100/24，代表子网掩码有24个1，也就是255.255.255.0
123.210.100.200/16，代表子网掩码有16个1，也就是255.255.0.0

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

为什么要进行子网划分

如果需要让200台主机在同一个网段内，可以分配一个C类网段，比如192.168.1.0/24
共254个可用IP地址：192.168.1.1~192.168.1.254
多出54个空闲的IP地址，这种情况并不算浪费资源

如果需要让500台主机在同一个网段内，那就分配一个B类网段，比如191.100.0.0/16
共65534个可用IP地址：191.100.0.1~191.100.255.254
多出65034个空闲的IP地址，这种情况属于极大的浪费资源

如何尽量避免浪费IP地址资源？
合理进行子网划分

子网划分

子网划分：借用主机位作子网位，划分出多个子网

可用分为
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地址数量是一样的
变长子网划分：每个子网的可用IP地址数量可以是不一样的

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

子网划分的步骤
确定子网的子网掩码长度
确定子网中第1个、最后1个主机可用的IP地址

等长子网划分

8个子网的子网掩码都是：255.255.255.224/27
等长子网划分 等分成8个子网
A子网：192.168.0.1~192.168.0.30
B子网：192.168.0.33~192.168.0.62
C子网：192.168.0.65~192.168.0.94
D子网：192.168.0.97~192.168.0.126
E子网：192.168.0.129~192.168.0.158
F子网：192.168.0.161~192.168.0.190
G子网：192.168.0.193~192.168.0.222
H子网：192.168.0.225~192.168.0.254

变长子网划分

◼ 如果一个子网地址块的长度是原网段的(1/2)^n，那么
子网的子网掩码，就是在原网段的子网掩码基础上增加n个1
不等长的子网，它们的子网掩码也不同

◼ 假设上图是对192.168.0.0/24进行变长子网划分
C网段：子网掩码是255.255.255.128/25
B网段：子网掩码是255.255.255.192/26
A网段：子网掩码是255.255.255.224/27
D网段：子网掩码是255.255.255.252/30
E网段：子网掩码是255.255.255.252/30

超网

超网：跟子网反过来，它是将多个连续的网段合并成一个更大的网段
需求：原本有200台计算机使用192.168.0.0/24网段，现在希望增加200台设备到同一个网段
200台在192.168.0.0/24网段，200台在192.168.1.0/24网段
合并192.168.0.0/24、192.168.1.0/24为一个网段：192.168.0.0/23（子网掩码往左移动1位）

192.168.0.255/23这个IP地址，可以分配给计算机使用么？

可以，因为192.168.0.255/23这个IP地址的网段为192.168.0.0/23，广播地址为192.168.1.255，192.168.0.255/23这个IP地址是可以分配的，主机位并没有全部为1

将192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24合并为192.168.0.0/22网段

下面的2个网段，能通过子网掩码向左移动1位进行合并么？
不可以

 假设n是2的k次幂（k≥1）
 子网掩码左移k位能够将能够合并n个网段

判断一个网段是子网还是超网

首先
看该网段的类型，是A类网络、B类网络、C类网络？
默认情况下，A类子网掩码的位数是8，B类子网掩码的位数是16，C类子网掩码的位数是24

然后
如果该网段的子网掩码位数比默认子网掩码多，就是子网
如果该网段的子网掩码位数比默认子网掩码少，则是超网

比如
25.100.0.0/16是一个A类子网
200.100.0.0/16是一个C类超网

ARP

 ARP，译为：地址解析协议
 通过IP地址获取MAC地址
 RARP，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，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 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

笔记内容大部分来自于小码哥教育