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文檔簡介
網(wǎng)絡基礎(chǔ)篇IPv4地址二進制和十進制轉(zhuǎn)換IPv4地址IPv4地址是一個32位的字符串,分為四個部分,每個部分稱為一個八位組。每一個八位組包含8位(或
1個字節(jié)),用句點分隔。二進制與十進制之間的轉(zhuǎn)換利用圖表幫助轉(zhuǎn)換IPv4
子網(wǎng)掩碼IPv4
地址的網(wǎng)絡部分和主機部分為了定義地址的網(wǎng)絡和主機部分,設(shè)備將使用一個單獨的
32
位模式,稱為子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼實際上并不包含
IPv4
地址的網(wǎng)絡或主機部分,它只是在何處查找給定IPv4
地址的這些部分IPv4
子網(wǎng)掩碼IPv4
地址的網(wǎng)絡部分和主機部分有效子網(wǎng)掩碼IPv4
子網(wǎng)掩碼IPv4
網(wǎng)絡地址、主機地址和廣播地址IPv4
子網(wǎng)掩碼第一個主機和最后一個主機地址IPv4
子網(wǎng)掩碼按位AND
運算1
AND
1
=
11
AND
0
=00
AND
1
=
00
AND
0
=
0IPv4
地址分類IPv4
地址私有IPv4地址私有地址塊是:不需要
互聯(lián)網(wǎng)的主機可以使用私有地址10.0.0.0
到10.255.255.255
(10.0.0.0/8)172.16.0.0
到172.31.255.255
(172.16.0.0/12)192.168.0.0
到192.168.255.255
(192.168.0.0/16)IPv4
數(shù)據(jù)包IPv4
數(shù)據(jù)包報頭版本、區(qū)分服務(DS)、生存時間(TTL)、協(xié)議、源IP
地址和目的IP
地址、Internet
報頭長度(IHL)、總長度、報頭校驗和、標識、標志和段偏移量IPv4
數(shù)據(jù)包IPv4
數(shù)據(jù)包示例IPv4
單播、廣播和組播單播傳輸在IPv4
網(wǎng)絡中,主機可采用以下三種方式之一來通信:1.
單播-從一臺主機向另一臺主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程。IPv4
單播、廣播和組播廣播傳輸2.
廣播-從一臺主機向該網(wǎng)絡中的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程路由器不轉(zhuǎn)發(fā)有限廣播!定向廣播目的地址172.16.4.255172.16.4.0/24網(wǎng)絡中的主機IPv4
單播、廣播和組播組播傳輸組播-從一臺主機向選定的一組主機(可能在不同網(wǎng)絡中)發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程減少流量為組播組的編址保留-224.0.0.0
到239.255.255.255本地鏈路-224.0.0.0
到224.0.0.255(示例:按路由協(xié)議交換的路由信息)全局范圍地址-224.0.1.0
到238.255.255.255(示例:224.0.1.1
已為網(wǎng)絡時間協(xié)議保留)網(wǎng)絡分段劃分子網(wǎng)的原因需要將大型網(wǎng)絡劃分為較小子網(wǎng),創(chuàng)建設(shè)備和服務的較小分組,以便:通過在子網(wǎng)中包含廣播流量來控制流量減少整體網(wǎng)絡流量并提高網(wǎng)絡性能子網(wǎng)劃分-將網(wǎng)絡劃分為多個較小網(wǎng)絡空間(稱為子網(wǎng)絡或子網(wǎng))的過程。子網(wǎng)之間的通信設(shè)備在不同網(wǎng)絡 網(wǎng)上通信需要使用路由器。每個路由器接口都必須具有屬于與路由器接口連接的網(wǎng)絡或子網(wǎng)的
IPv4主機地址。網(wǎng)絡 網(wǎng)上的設(shè)備使用與其
LAN
相連的路由器接口作為其默認網(wǎng)關(guān)。對IPv4
網(wǎng)絡劃分子網(wǎng)基本子網(wǎng)劃分借用位來創(chuàng)建子網(wǎng)借用
1
個位
21
=
2
個子網(wǎng)子網(wǎng)1網(wǎng)絡192.168.1.128-255/25掩碼:255.255.255.128子網(wǎng)0網(wǎng)絡
192.168.1.0-127/25掩碼:255.255.255.128從主機部分借用
1
個位可以創(chuàng)建
2
個使用相同子網(wǎng)掩碼的子網(wǎng)對IPv4
網(wǎng)絡劃分子網(wǎng)使用中的子網(wǎng)數(shù)量子網(wǎng)0網(wǎng)絡
192.168.1.0-127/25子網(wǎng)
1網(wǎng)絡
192.168.1.128-255/25對IPv4
網(wǎng)絡劃分子網(wǎng)子網(wǎng)劃分公式計算子網(wǎng)數(shù)量計算主機數(shù)量對IPv4
網(wǎng)絡劃分子網(wǎng)創(chuàng)建4
個子網(wǎng)借用2
個位可以創(chuàng)建4
個子網(wǎng)。22
=4
個子網(wǎng)對IPv4
網(wǎng)絡劃分子網(wǎng)創(chuàng)建8
個子網(wǎng)借用3
個位可以創(chuàng)建8
個子網(wǎng)。23
=8
個子網(wǎng)對IPv4
網(wǎng)絡劃分子網(wǎng)創(chuàng)建8
個子網(wǎng)(續(xù))可變長子網(wǎng)掩碼的優(yōu)勢傳統(tǒng)子網(wǎng)劃分浪費地址傳統(tǒng)子網(wǎng)劃分-為每個子網(wǎng)分配相同數(shù)量的地址。需要較少地址的子網(wǎng)中存在未使用(浪費)的地址。例如,WAN
鏈路只需要2
個地址。可變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)
或細分子網(wǎng)可以提供更有效的地址使用??勺冮L子網(wǎng)掩碼的優(yōu)勢可變長子網(wǎng)掩碼
(VLSM)VLSM
允許將網(wǎng)絡空間分為大小不等的部分。子網(wǎng)掩碼取決于為特定子網(wǎng)所借用的位數(shù)。先對網(wǎng)絡劃分子網(wǎng),然后再將子網(wǎng)進一步劃分子網(wǎng)。根據(jù)需要重復此過程,以創(chuàng)建不同大小的子網(wǎng)。可變長子網(wǎng)掩碼的優(yōu)勢VLSM
的實際運用使用VLSM
子網(wǎng),為以下示例中的LAN
和WAN
網(wǎng)段分配地址,使地址浪費最少。將為每個LAN
分配一個使用
/27
掩碼的子網(wǎng)。為每個WAN
鏈路分配一個使用/30
掩碼的子網(wǎng)??勺冮L子網(wǎng)掩碼的優(yōu)勢VLSM
圖IPv6網(wǎng)絡地址IPv4問題IPv6的必要性IPv4地址空間的耗盡萬物互聯(lián)IPv4
理論上最多有
43
億個地址,再加上與NAT
組合形成的私有地址IPv6
使用更大的128
位地址空間,提供
3.4*1038
個地址IPv6
彌補了IPv4
的局限性并且包含其他改進(例如ICMPv6)IPv6網(wǎng)絡地址IPv6優(yōu)勢更大的地址空間更小的路由表增強的組播(Multicast)支持對流的支持(Flow-control)加入了對自動配置(Auto-configuration)的支持更高的安全性IPv6
編址十六進制數(shù)字系統(tǒng)十六進制是以16
為基數(shù)的計數(shù)系統(tǒng)以16
為基數(shù)的計數(shù)系統(tǒng)使用數(shù)字0
到9和字母A
到F四位(半字節(jié))可以用一個十六進制值表示IPv6網(wǎng)絡地址IPv6尋址IPv6地址表示方法x:x:x:x:x:x:x:x,其中x代表
4個十六進制值將規(guī)則應用于這些IPv6地址規(guī)則1:忽略前導0規(guī)則
2:忽略全
0數(shù)據(jù)段o
2001:0DB8:0000:1133:0000:0000:0000:0200o
2001:0DB8:CAFE:0000:1111:0000:0000:0200o
2001:0DB8:000A:0000:0000:0000:0000:1000o
2001:0DB8:ACAD:1234:0000:0000:0000:0000o
2001:0DB8:0000:1111:0020:0000:ACAD:0000o
FF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001o
FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0003o
0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000IPv6網(wǎng)絡地址IPv6基本包頭IPv6網(wǎng)絡地址IPv6擴展包頭逐跳選項包頭,的地選項包頭,路由選擇包頭,分段包頭,AH包頭,ESP包頭,上層包頭IPv6
地址類型IPv6
地址類型IPv6
地址分為三種類型:單播組播任意播。注意:IPv6
沒有廣播地址。IPv6
地址類型IPv6
前綴長度IPv6
不使用點分十進制子網(wǎng)掩碼記法前綴長度采用以下格式表示IPv6
地址的網(wǎng)絡部分:IPv6
地址/前綴長度前綴長度的范圍為
0
到128典型的前綴長度是
/64IPv6
地址類型IPv6
單播地址單播唯一標識支持IPv6
的設(shè)備上的接口發(fā)送到單播地址的數(shù)據(jù)包由該地址分配的接口接收。IPv6
地址類型IPv6
單播地址IPv6
地址類型IPv6
單播地址全局單播類似于公有IPv4
地址全局唯一Internet
可路由地址??梢造o態(tài)配置也可以動態(tài)配置本地鏈路用于與同一本地鏈
的其他設(shè)備通信限于單個鏈路-在鏈路外不能路由IPv6
地址類型IPv6
單播地址環(huán)回主機用它來向自身發(fā)送數(shù)據(jù)包,并且不能將其分配給物理接口通過對
IPv6
環(huán)回地址執(zhí)行 操作可以測試本
機上的
TCP/IP配置除最后一位外都為
0,用::1/128
或只用::1
表示未指定地址全0
地址用::/128或只用::表示不能分配給接口,并且只能用作源地址當設(shè)備沒有
IPv6
地址或數(shù)據(jù)包的源與目的地無關(guān)時,將未指定地址用作源地址IPv6
地址類型IPv6
本地鏈路單播地址每個支持IPv6
的網(wǎng)絡接口都要求具有一個本地鏈路地址允許設(shè)備與同一鏈 支持
IPv6
的其他設(shè)備通信,并且只能在該鏈路(子網(wǎng))上通信范圍是FE80::/10,前10
個位為11111110
10xx
xxxx1111
1110
1000
0000
(FE80)
-
1111
1110
1011
1111
(FEBF)IPv6
地址類型IPv6
本地鏈路單播地址具有源或目的本地鏈路地址的數(shù)據(jù)包不能在數(shù)據(jù)包的源鏈路之
行路由IPv6
單播地址IPv6
全局單播地址的結(jié)構(gòu)IPv6
全局單播地址全局唯一,并且可在IPv6
Internet
上路由相當于公有IPv4
地址ICANN
將IPv6
地址塊分配給五個RIR目前僅分配了含有前3位001
或2000::/3
的全局單播地址IPv6
單播地址IPv6
全局單播地址的結(jié)構(gòu)全局單播地址包括三個部分:全局路由前綴-地址的前綴或網(wǎng)絡部分由提供商(如ISP)為客戶或站點分配;現(xiàn)在
RIR
為客戶分配/48
全局路由前綴子網(wǎng)ID組織用它來確定其站點中的子網(wǎng)接口ID相當于IPv4
地址的主機部分,使用它是因為單個主機可能具有多個接口,每個接口有一個或多個IPv6
地址IPv6網(wǎng)絡地址IPv6組播地址分配的IPv6組播地址IPv6組播地址的前綴為FF00::/8FF02::1所有節(jié)點組播組FF02::2所有路由器組播組請求節(jié)點IPv6組播地址由前綴為FF02::1:FF00:0/104加上單播IPv6地址的最后24比特構(gòu)成。連接驗證ICMPICMPv4和ICMPv6主機確認目標或服務不可達超時路由器重定向ICMPv6路由器請求和路由器通告消息IPv6路由器和IPv6設(shè)備間的消息:路由器請求(RS)消息路由器通告(RA)消息IPv6設(shè)備間的消息:鄰居請求(NS)消息鄰居通告(NA)消息重復地址檢測(DAD)IPv6
NDRS和RAAICMP
type:
133
(RS)Source:
::Destination:All
routers
multicast
address
(FF02::2)Query:
Please
sendRAR1AR1ICMP
type:
134
(RA)Source:
R1
link-local
addressDestination:
Allnodes
multicast
address
(FF02::1)Data:
Options,
prefixes,
lifetime,
…IPv6
NDNS和NAABICMP
type:
135
(NS)Source:
ADestination:Solicited-node
multicast
of
B
(FF02::1:FFxx.xxxx)Data:Query:Link-layer
address
of
AWhat
is
your
local-link
address?ABICMP
type:
136
(NA)Source:
BDestination:
AData:Link-layer
address
of
BIPv4
問題IPv4
和IPv6
共存雙堆棧:允許IPv4和IPv6
在同一網(wǎng)絡運行IPv4
和IPv6
協(xié)議棧。存設(shè)備可以同時IPv4
問題IPv4
和IPv6
共存隧道:通過
IPv4
網(wǎng)絡傳輸IPv6
數(shù)據(jù)包的方法將IPv6
數(shù)據(jù)包封裝到IPv4數(shù)據(jù)包中,包括IPv6手工隧道、GRE隧道、6to4隧道、ISATAP隧道IPv4
問題IPv4
和IPv6
共存轉(zhuǎn)換:網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換64(NAT64)允許支持IPv6
的設(shè)備與支持IPv4的設(shè)備使用類似于IPv4
中NAT
的轉(zhuǎn)換技術(shù)進行通信。IPv6
數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為IPv4
數(shù)據(jù)包,反之亦然。新術(shù)語和命令A
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