涉及知識點(diǎn)

分類的IP地址，子網(wǎng)劃分，CIDR和路由匯聚，IPV4數(shù)據(jù)報(bào)格式，IPV6協(xié)議，軟考網(wǎng)絡(luò)管理員?？贾R點(diǎn)，軟考網(wǎng)絡(luò)管理員網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)管理員考點(diǎn)匯總。
原創(chuàng)于：CSDN博主-《拄杖盲學(xué)輕聲碼》，更多考點(diǎn)匯總可以去他主頁查看

前言

更多考試總結(jié)可關(guān)注CSDN博主-《拄杖盲學(xué)輕聲碼》
這個(gè)什么IPV4,IPV6對大家來說不陌生吧，一般在配置網(wǎng)絡(luò)的過程中會經(jīng)常遇到，今天我就重點(diǎn)和大家講講有關(guān)網(wǎng)際協(xié)議IP及其相關(guān)知識點(diǎn)哈，希望大家都能喜歡。

一、分類的IP地址

將32位的IP地址劃分為2個(gè)字段，其中第一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號，它標(biāo)志著主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號在整個(gè)因特網(wǎng)范圍內(nèi)必須是唯一的。第二個(gè)字段是主機(jī)號，它標(biāo)志著主機(jī)或路由器。一個(gè)主機(jī)號在它前面的網(wǎng)絡(luò)號所指明的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)必須是唯一的。由此可見，一個(gè)IP地址在整個(gè)因特網(wǎng)上都是唯一的。網(wǎng)絡(luò)號的位數(shù)直接決定了可以分配的網(wǎng)絡(luò)數(shù)（計(jì)算方法為2網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)）；主機(jī)號的位數(shù)則決定了網(wǎng)絡(luò)中最大的可用主機(jī)數(shù)（計(jì)算方法為2主機(jī)號位數(shù)一2）。其中按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，Internet管理委員會定義了A、B、C、D、E五類IP地址，如圖所示，地址范圍如表所示，A、B、C三類是常用的單播地址，D類屬于組播地址、E類屬于保留地址。

二、子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼

隨著網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用深入，IPv4采用的32位IP地址設(shè)計(jì)限制了地址空間的總?cè)萘?，出現(xiàn)了IP地址緊缺的現(xiàn)象。而IPv6(采用128位IP地址設(shè)計(jì))還不能夠很快地進(jìn)入應(yīng)用，這時(shí)需要我們采取一些措施來避免IP地址的浪費(fèi)。以原先的A、B和C共3類地址劃分，經(jīng)常出現(xiàn)B類太大、C類太小的應(yīng)用場景，因此就出現(xiàn)了“子網(wǎng)劃分”和’'可變長子網(wǎng)掩碼”(VLSM)兩種技術(shù)。

1.子網(wǎng)劃分

劃分子網(wǎng)的思路如下：
(1)一個(gè)擁有許多物理網(wǎng)絡(luò)的單位，可以將所屬的物理網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)子網(wǎng)。劃分子網(wǎng)純屬于一個(gè)單位內(nèi)部的事情。本單位以外的網(wǎng)絡(luò)看不見這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由多少個(gè)子網(wǎng)組成，因?yàn)檫@個(gè)單位對外仍表現(xiàn)為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
(2)劃分子網(wǎng)的方法是從網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)號借用若干位作為子網(wǎng)號。于是兩級的IP地址變?yōu)槿塈P地址：網(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號和主機(jī)號。
(3)凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)給本單位某個(gè)主機(jī)的IP數(shù)據(jù)報(bào)，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)的目的網(wǎng)絡(luò)號找到鏈接到本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。但此路由器收到IP數(shù)據(jù)報(bào)后，再按照目的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號找到目的子網(wǎng)，把IP數(shù)據(jù)報(bào)交付給目的主機(jī)。例如，我們可以將一個(gè)C類地址劃分子網(wǎng)，如圖所示

假如圖中將最后8位的原主機(jī)號拿出2位進(jìn)行子網(wǎng)劃分，可以劃分為4個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)號分別是00、01、10、11

2.子網(wǎng)掩碼

只根據(jù)IP地址本身無法確定子網(wǎng)號的長度，為了把主機(jī)號和子網(wǎng)號區(qū)分開來，就必須使用子網(wǎng)掩碼。
子網(wǎng)掩碼也是32位，由一連串的1和一連串的0組成，子網(wǎng)掩碼中的1對應(yīng)IP地址的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號，子網(wǎng)掩碼中的0對應(yīng)主機(jī)號。路由器將子網(wǎng)掩碼和收到數(shù)據(jù)報(bào)的目的IP地址逐位相“與”，得出了所要找的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址。
事實(shí)上，所有的網(wǎng)絡(luò)都必須有一個(gè)子網(wǎng)掩碼，如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有劃分子網(wǎng)，那么這個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用默認(rèn)掩碼。A類地址的掩碼：255.0.0.0；B類地址的掩碼：255.255.0.0,C類地址的掩碼是255.255.255.0。
另外子網(wǎng)掩碼的表示除了用上面的點(diǎn)分十進(jìn)制方法外，還有一種位數(shù)表示法，也叫作斜線表示法：就是在IP地址后加一個(gè)/,然后寫上子網(wǎng)掩碼中1的位數(shù)即可，比如192.168.1.l/24o子網(wǎng)劃分和子網(wǎng)掩碼舉例說明：假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)C類網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0/24,要分成3個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)分配給一個(gè)部門，而且要滿足每個(gè)子網(wǎng)支持的主機(jī)數(shù)目為50臺以上。應(yīng)如何對此C類地址進(jìn)行子網(wǎng)劃分？解答：此題晨要利用到兩個(gè)公式：
公式1：2",該公式計(jì)算子網(wǎng)個(gè)數(shù)，n為需要擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)位。
公式2：2m-2,該公式計(jì)算每個(gè)子網(wǎng)下有效的主機(jī)IP數(shù)，m表示主機(jī)位的位數(shù)。2"N3,所以nN2。
這個(gè)計(jì)算的我有一篇單獨(dú)的文章做過詳細(xì)的介紹，大家可以去看看哈。

三、無分類編址CIDR

雖然劃分子網(wǎng)在一定程度上緩解了因特網(wǎng)在發(fā)展中的問題,但依然存在因特網(wǎng)主干網(wǎng)的路由表的項(xiàng)目數(shù)急劇增長等問題，所以IETF很快就研究出采用無分類編址的方法來解決。CIDR可以用來做IP地址匯總（或稱超網(wǎng)）。在未作地址匯總之前，路由器需要對外聲明所有的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)IP地址空間段。這將導(dǎo)致Internet核心路由器中的路由條目非常龐大（接近10萬條）。采用CIDR地址匯總后，可以將連續(xù)的地址空間塊總結(jié)成一條路由條目。路由器不再需要對外聲明內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的所有IP地址空間段。這樣，就大大減小了路由表中路由條目的數(shù)量。

1.CIDR的概念

CIDR最主要的特點(diǎn)有兩個(gè)：
（1）消除了傳統(tǒng)A、B、C類地址以及劃分子網(wǎng)的概念。因此可以更加有效地分配IPv4的地址空間，并且可以在新的IPv6使用之前容許因特網(wǎng)的規(guī)模繼續(xù)增長。CIDR把32位IP地址重新劃分為兩個(gè)部分。前面的部分就是“網(wǎng)絡(luò)前綴”，用來指明網(wǎng)絡(luò)。后面的部分用來指明主機(jī)。因此CIDR使IP地址從三級編址又回到了二級編址。CIDR使用“斜線記法”，即在IP地址后面加上斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù)（也就是子網(wǎng)掩碼中1的個(gè)數(shù)）。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)前綴可以有任何長度。
（2）CIDR把網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的IP地址組成一個(gè)“CIDR地址塊”。我們只要知道這個(gè)CIDR地址塊的任何一個(gè)地址，就可以知道這個(gè)地址塊的起始地址和最大地址。例如128.14.32.0/20,其中前20位為網(wǎng)絡(luò)前綴，后12位為主機(jī)號。另外我們還可以計(jì)算出這個(gè)地址塊的最小可用地址和最大可用地址。
計(jì)算過程：
128.14.32.0/20=10000000000011100010000000000000
128.14.32.0/20地址塊的最小可用地址：
10000000000011100010000000000001
128.14.32.0/20地址塊的最大可用地址：
10000000000011100010111111111110
128.14.32.0/20地址塊的最小可用地址：128.14.32.1
128.14.32.0/20地址塊的最大可用地址：128.14.47.254
注意：主機(jī)號是全0或全1的地址一般并不使用，通常只使用這兩個(gè)地址之間的地址。

2.路由匯聚

路由匯聚是用來解決路由表的內(nèi)容冗余問題，使用路由聚合能夠縮小路由表的規(guī)模，減少路由表的內(nèi)存。提高路由器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的效率。
例如本單位劃分四個(gè)子網(wǎng)，分別對應(yīng)172.18.129.0/24、172.18.130.0/24>172.18.132.0/24、172.18.133.0/24,那么對于本單位的上級路由器就沒有必要學(xué)四個(gè)子網(wǎng)路由信息，而只需要學(xué)這四個(gè)子網(wǎng)路由匯聚而成的路由即可。
具體的匯聚算法：選擇網(wǎng)絡(luò)地址相同的最大位進(jìn)行匯聚，不同的位劃分至主機(jī)位，從而實(shí)現(xiàn)將多個(gè)網(wǎng)段匯聚成一個(gè)新的超網(wǎng)網(wǎng)段。解答：由于四個(gè)子網(wǎng)的前16位一致，所以我們關(guān)鍵比較第3段。
129==》10000001
130==》10000010
132==》10000100
133==》10000101
上下比較第3段的后三位發(fā)生變化，則視為主機(jī)位，因此新的網(wǎng)絡(luò)位位數(shù)為：8+8+5=21位。匯聚后的網(wǎng)絡(luò)地址即把主機(jī)位全部置0,為172.18.10000000.0/21,亦即172.18.128.0/21,也稱之為超網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址。

3.最長匹配原則

在使用CIDR時(shí)，由于采用了網(wǎng)絡(luò)前綴這種記法，IP地址由網(wǎng)絡(luò)前綴和寺機(jī)號兩部分組成，因此在路由表中的項(xiàng)目也要有相應(yīng)的改變。這時(shí)，每個(gè)項(xiàng)目由"網(wǎng)絡(luò)前綴”和“下一跳地址”組成。但是在查找路由表時(shí)可能會得到不『個(gè)匹配結(jié)果，這樣就帶來一個(gè)問題：我們應(yīng)當(dāng)從這些結(jié)果中選擇哪一條路由呢？正確的答案是:應(yīng)當(dāng)從匹配結(jié)果中選擇具有最長網(wǎng)絡(luò)前綴的路由。這叫作最長前綴匹配,這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)前綴越長，其地址塊就越小，路由就越具體。

四、特殊的IP地址

特殊的IP地址包括私有地址、網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址、回送地址等。

1.網(wǎng)絡(luò)地址

IP地址方案規(guī)定，網(wǎng)絡(luò)地址包含了一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)號和一個(gè)全0的主機(jī)號。表示一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，例如192.168.1.0/24o

2.廣播地址

IP廣播有兩種形式，一種稱為直接廣播(主機(jī)位全為1的地址)，另一種稱為有限廣播(255.255.255.255),廣播地址只能作為目的地址。

3.私有地址

為了滿足內(nèi)網(wǎng)的使用需求，保留了一部分不在公網(wǎng)使用的IP地址，如下表所示。

4.回送地址

A類網(wǎng)絡(luò)地址127.0.0.0是一個(gè)保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試及本地機(jī)器進(jìn)程間通信，這個(gè)IP地址稱為回送地址。無論什么程序，一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件不進(jìn)行任何網(wǎng)絡(luò)傳輸，立即將之返回。因此，含有網(wǎng)絡(luò)號127的數(shù)據(jù)報(bào)不可能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上。

5.不確定地址

不確定地址0.0.0.0代表本網(wǎng)絡(luò)中的本主機(jī)，只能作為源地址臨時(shí)使用。在路由表中，0.0.0.0代表任意網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)路由表找不到具體匹配條g的時(shí)候使用。

五、IPV4地址的分類

IPV4地址分為單播地址、組播地址和廣播地址三類。

1.單播地址

實(shí)現(xiàn)1對1通信的地址，典型的A、B、C類地址都屬于單播地址。

2.組播地址

組播報(bào)文的昏的地址使用D類IP地址,D類地址不能出現(xiàn)在IP報(bào)文的源IP地址字段。在IP組播中，數(shù)據(jù)包的目的地址不是P個(gè)，而是一組，形成組地址。組中的所有成員都能接收到數(shù)據(jù)包。D類地址不能出現(xiàn)在IP報(bào)文的源IP地址字段。和IP單播相比，多播可以大大節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源。比如視頻服務(wù)器用單播方式向90臺主機(jī)傳送同樣的視頻節(jié)目，需要發(fā)送90個(gè)單播。如果改用多播的話，視頻服務(wù)器只需要發(fā)送一次。

3.廣播地址

255.255.255.255叫作受限廣播地址，路由器收到目的IP地址為255.255.255.255的IP包，不會對此IP包轉(zhuǎn)發(fā)。路由器都不轉(zhuǎn)發(fā)目的地址為受限的廣播地址的數(shù)據(jù)報(bào)，這樣的數(shù)據(jù)報(bào)僅出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡(luò)中。還有一種是直接廣播地址，直接廣播地址包含一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)號和一個(gè)全“1”的主機(jī)號，用戶將信息送到此地址，就是將信息送給此網(wǎng)絡(luò)號的所有主機(jī)。

六、IPv4數(shù)據(jù)報(bào)格式

IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式能夠說明IP協(xié)議都具有什么功能。IPv4數(shù)據(jù)報(bào)格式如圖所示。

版本號首部長度區(qū)分服務(wù)報(bào)文總長度標(biāo)識°F分片偏移量生存時(shí)間協(xié)議首部校驗(yàn)和源IP地址目的IP地址（可選）IP選項(xiàng)與填充數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)圖6-3IP數(shù)據(jù)報(bào)格式一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)是由首部和數(shù)據(jù)兩部分所組成的。首部的前一部分為固定長度，共20字節(jié)。是所有IP數(shù)據(jù)報(bào)都必須具有的。
1.版本
版本占4位，指的是IP協(xié)議的版本。目前廣泛使用的IP協(xié)議版本號為4。
2.首部長度
首部長度占4位，可表示的最大十進(jìn)制數(shù)值為15。因此首部長度的最大值是15個(gè)4字節(jié)長的字，即60佐節(jié)。當(dāng)IP分組的首部長度不是4字節(jié)的整數(shù)倍的時(shí)候，必須利用最后的填充字段加以填充；典型的IP數(shù)據(jù)報(bào)不使用首部中的選項(xiàng)，因此典型的IP數(shù)據(jù)報(bào)首部長度是20字節(jié)，這個(gè)字段的值是5。
3.區(qū)分服務(wù)
區(qū)分服務(wù)占8位，用來獲得更好的服務(wù)。這個(gè)字段在舊標(biāo)準(zhǔn)中叫作服務(wù)類型，但實(shí)際上一直沒有使用過。
4.總長度
總長度指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位為字節(jié)?？傞L度字段為16位，因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長度216-1=65535字節(jié)。在IP層下面的每一種數(shù)據(jù)鏈路層都有其自己的幀格式，其中包括幀格式中的數(shù)據(jù)字段的最大長度。這稱為最大傳送單元MTU,當(dāng)一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成鏈路層的幀時(shí)，此數(shù)據(jù)報(bào)的總長度一定不能超過下面的數(shù)據(jù)鏈路層的MTU值。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)長度超過網(wǎng)絡(luò)所容許的最大傳送單元MTU時(shí)，就必須把過長的數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分片后才能在網(wǎng)絡(luò)上傳送。這時(shí),數(shù)據(jù)報(bào)首部中的“總長度”字段不是指未分片前的數(shù)據(jù)報(bào)長度，而是指分片后的每一片的首部長度與數(shù)據(jù)長度的總和。
5.標(biāo)識
標(biāo)識占16位。IP軟件在存儲器中維持一個(gè)計(jì)數(shù)器，每產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，計(jì)數(shù)器就加1,并將此值賦予標(biāo)識字段。但這個(gè)’'標(biāo)識”并不是序號，因?yàn)镮P是無連接服務(wù)，數(shù)據(jù)報(bào)不存在按序接收的問題。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)長度超過MTU時(shí)就必須分片，這個(gè)標(biāo)識字段的值就被復(fù)制到所有的數(shù)據(jù)報(bào)片后的標(biāo)識字段中。相同的標(biāo)識字段的值使分片后的各數(shù)據(jù)報(bào)片最后能正確地重裝成為原來的數(shù)據(jù)報(bào)。
6.標(biāo)志
標(biāo)志占3位，但目前只有兩位有意義。標(biāo)志字段中的最低位記為MF。MF=1表示后面“還有分片”的數(shù)據(jù)報(bào)。MF=0表示這已是若干數(shù)據(jù)報(bào)片中的最后一個(gè)。標(biāo)志字段中間的一位記為DF,意思是“不能分片”。只有當(dāng)DF=0時(shí)，才允許分片。
7.片偏移
片偏移占13位。較長的分組在分片后，某片在原分組中的相對位置。相對于用戶數(shù)據(jù)字段的起點(diǎn)，該片從何處開始。片偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位。這就是說，每個(gè)分片的長度一定是8字節(jié)的整數(shù)倍。
8.生存時(shí)間
生存時(shí)間占8位，生存時(shí)間字段常用的英文縮寫為TTL,表明數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中的壽命,由發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)的源點(diǎn)設(shè)置這個(gè)字段。其目的是防止無法交付數(shù)據(jù)報(bào)在因特網(wǎng)上兜圈子,白白消耗網(wǎng)絡(luò)資源。TTL的意義是設(shè)置數(shù)據(jù)報(bào)在因特網(wǎng)至多可經(jīng)過多少個(gè)路由器。數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中能經(jīng)過的路由器的最大數(shù)值是255o若TTL的值為1,就代表這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)只能在本局域網(wǎng)中進(jìn)行傳輸。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)一傳送到局域網(wǎng)的某個(gè)路由器，在轉(zhuǎn)發(fā)前就將TTL值減小到0,因此這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)就會被路由器丟棄。
9.協(xié)議
協(xié)議占8位，用于指定數(shù)據(jù)部分?jǐn)y帶的消息是由哪種高級協(xié)議建立的，例如ICMP為1,TCP為6,UDP為17o
10.首部校驗(yàn)和
首部校驗(yàn)和占16位。這個(gè)字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部，但不包括數(shù)據(jù)部分。
11.源地址
源地址占32位，指的是發(fā)送方的地址。
12.目的地址
目的地址占32位，指的是接收方的地址。
13.選項(xiàng)與填充
選項(xiàng)字段允許IP支持各種選項(xiàng)，如安全性。在使用選項(xiàng)的過程中，有可能造成數(shù)據(jù)包頭部不是4字節(jié)的整數(shù)倍，那么則需要填充字段來湊齊。最后用全0的填充字段補(bǔ)齊成為4字節(jié)的整數(shù)倍。
14.數(shù)據(jù)
用于封裝上層協(xié)議的數(shù)據(jù)，如TCP、UDP等。數(shù)據(jù)長度=總長度一報(bào)頭長度，最長可為65515字節(jié)。

漲薪支持區(qū)

期待大家能通過這篇文章學(xué)到更多，而且薪資一年更比一年猛！
喜歡博主的話可以上榜一探究竟，博主專設(shè)漲薪皇榜給大家查閱，喜歡的可以點(diǎn)擊此處查看喲。

總結(jié)

更多備考資料大家可以關(guān)注csdn博主-《拄杖盲學(xué)輕聲碼》

以上就是今天要講的內(nèi)容，本文主要介紹了備考軟考網(wǎng)絡(luò)管理員的常見知識點(diǎn)（10）網(wǎng)際協(xié)議IP及IPV6，IPV4詳解知識點(diǎn)，也期待大家逢考必過哈，2023年一起加油?。?！文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-500527.html

到了這里，關(guān)于【軟考網(wǎng)絡(luò)管理員】2023年軟考網(wǎng)管初級常見知識考點(diǎn)（10）- 網(wǎng)際協(xié)議IP及IPV6，IPV4詳解的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！