计算机数制与IPv4

Posted 2022-12-10 xmtxh

常用计数：十进制数 1010D、二进制 1010B、十六进制1010H

计算机数制：
数制组成=每一位上的数字*该位的值

IPV4地址一共32bit
人使用点分十进制的方式来进行记忆

IPv6地址一共128bit

学习二进制的目的主要是计算IP地址

最好的二进制十进制互转使用八四二一法
2^7      2^6       2^5      2^4       2^3      2^2      2^1         2^0
128       64        32        16         8         4           2             1

例子：将11011011抓换成十进制
方法一：加法
128+64+16+8+2+1=219
方法二: 减法
11111111=255
100000000-1=255
255-32-4=219

总结：二进制转换十进制，看0多还是1多，如果0多，用加法；如果1多，用减法

十进制转二进制
155-128=27-16=11-8=3-2=1
10011011

0000 0     0001 1    0010 2    0011 3      0100 4     0101 5      0110 6      0111 7
1000 8     1001 9    1010 A    1011 B     1100 C     1101 D      1110 E      1111 F

4个二进制=1个十六进制
例子：AOH 10100000B      EFH 11101111B        A3DH 101000101101B

例子：1011 0110 1100 0011 和11 0110 1100 0011 转换十六进制
1011 0110 1100 0011 B6C3        0011 0110 1100 0011 36C3

IPv4地址：
         主机唯一的标识，保证主机间正常通信
         一种网络编码，用来确定网络中一个节点
         IP地址由32位2进制组成

IP地址由两部分组成
        网络位
                标识该地址所处范围

        主机位
                标识该地址的id
                可以计算出该网段的ip数量2·主机位， 主机数2·主机位-2
        子网掩码：是由连续的1和连续的0来组成，连续的1的长度就是prefix，用来表示

判断IP地址是否属于同一网段，看网络位

有类地址
A:1-126 netmark 255.0.0.0 prefix：8
B:126-191 netmark 255.255.0.0 prefix：16
C:192-223 netmark 255.255.255.0 prefix：24
D:224-239 组播，视频直播，游戏开黑，p2p下载
E:240-255 科研

特殊：
127，本地回环
169， 自动获取不到ip 

私有地址：
A:10.0.0.0-10.255.255.255
B:172.16.0.0-172.16.31.255
C:192.168.0.0-192.168.255.255

思考题：192.168.10.20/24、192.168.10.10/16、192.168.20.10/24能否通信？
1与2可以通信，2与3不可通信
结论：主机通信，首先按照掩码最长匹配来判断是否同一网段

无类地址：

192.168.1.1/30
网络位：30
主机位：2
一共4个ip，可用2
192.168.1.0~192.168.1.3
192.168.1.1 1.2

192.168.1.10/25
网络位：25
主机位：7
一共是2的7次方=128个IP
0~127

子网划分：
为什么：
节约IP地址
规划IP地址，方便聚合，减少核心路由器的路由条目
子网划分如果私网中，没有意义

什么是子网划分
VLSM：可变长子网掩码
通过改变掩码的长度来规划网络

怎么划分
      1.该网段网络位24，主机8位
      2.该网段的ip总数2^8=256，地址范围0-255
      3.该网段的可用地址范围1~254
   公司有四个部门，且4个部门的人数分别是100,30,10,4要求使用192.168.1.0/24这1个网段规划
利用2进制的特性，ip地址的数量只有1,2,4,8,16,32,64,128
计算出每个部门所需要的IP数量
1.100 128 2`7->主机位是7->网络位是25
192.168.1.0~127
192.168.1.xxxxxxxx
192.168.1.0xxxxxxx
192.168.1.00000000~01111111
192.168.1.1xxxxxxx

2 30 32 主机位5 网络 27
192.168.1.128~159
192.168.1.1xxxxxxx
192.168.1.100xxxxx
192.168.1.10000000-10011111
192.168.1.101xxxxx
192.168.1.110xxxxx
192.168.1.111xxxxx

3 10 16 主机位4 网络位 28
192.168.1.160~175
4 4 8 主机位3 网络位29
192.168.1.176~183

在子网划分中，从主机位借的位数就是子网位

任意一个网段中，头尾不能使用
       头就是主机位全0，代表这个网段的名称
       尾就是主机位全1，代表这个网段的广播地址
       网络位主机位全0，代表任意网段any
       网络位主机位全1，代表全网段广播地址

IPv4数据传播的三种方式

单播：（图1）
   主机A需要通过单播给BCD发送相同的数据
   主机A会将一个数据复制3份，然后分别封装BCD的目标地址，通过网络发送
   优点：适合单对单，安全性较高
    缺点：占用主机资源，占用网络资源

广播：（图2）
    默认情况下，所有的交换机接口都属于同一个广播域
    路由器可以隔离广播域，VLAN可以隔绝广播域
    优点：数据的复制和传输由网络设备来，实现，节约了主机和网络资源的占用
    缺点：1.安全性低 2.广播风暴 3.无法管理

组播：（图3）

    在发送和接收者实现点对多点连接

 

 

 

                                             图1     单播                                                                                                             图2  广播

 

 

                                                                                                                图3          组播

网络测试工具

        使用ping命令诊断网络连接

        ping172.0.0.1

               验证本地计算机是否正确的配置了TCP/IP

        ping 本地计算机地址

               验证其是否正确地添加到网络中

        ping默认网关的ip地址

               验证默认网关是否正常工作

               是否能与本地主机上的ip进行通信

        ping远程主机的IP

               验证是否可以通过路由通信

 ARP协议

         地址解析协议：获取通信双方的IP和MAC绑定记录

ICMP协议

        测试网络连通性‘

        ping

        traceroute/tracert