第一讲网络基础知识

1、第一讲 网络基础知识MAC地址IP地址ARPNATDHCPDNSINTERNET接入方式MAC地址MAC（Media Access Control或者Medium Access Control）地址，或称为物理地址、硬件地址。由网络设备制造商生产时写在硬件内部。长度为48位（6个字节），通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用冒号隔开，如：08:00:20:0A:8C:6D，MAC地址在世界是惟一的工作层次OSI第二层，交换时的作用IP地址32位的二进制数，每8位用小数点隔开，然后每8位写成0-255之间的十进制数，称为“点分十进制”表示法。如IP地址分类A，

2、B和C类地址是常见的IP，其范围分别为：（1）A类：55 网络数较少（27），主机数最多可达224-2（大型网）（2）B类：55（中型网） 中型网（网络数214）其主机数216-2之间（3）C类：55（小型网） 每个网络只能容纳28-2台主机的小型网，但网络数可达221个IP地址分类判断IP地址的分类判断 看第一个点分之前数字的大小 例如 42 23私有IP地址私有IP地址：非接入Internet的地

3、址A类：-55B类：-55C类：-55特殊IP地址特殊IP地址，TCP/IP规定：网络地址（网络号） 主机号全为0的网络（或子网）代表网络本身回送地址 A类网络地址127是一个保留地址，用于网络软件测试以及本机进程间通信。广播地址 主机地址所有位全为1，代表“广播”地址。子网划分子网划分 为了更有效地使用地址空间，解决IP地址浪费问题，将一个大的网络划分为小的逻辑子网子网掩码子网掩码 用来判断任意两台主机是否属于同一网络，与IP地址一样同为32位，且网络号对应部分

4、为“1”，主机号对应部分为“0”，以下为三类常用IP地址的默认子网掩码： 子网掩码分类子网掩码分类（1）定长子网掩码 FLSM（fixed length subnet mask）为使用标准子网掩码的网络。（2）变长子网掩码 VLSM（variable length subnet mask）为对标准网络进行划分再使用举例例：一个C类地址需要划分成6个子网，每个子网能容纳30台主机，给出子网掩码和对应的地址空间划分。 举例例：一个C类地址需要划分成6个子网，每个子网能容纳30台主机，给出子网掩码和对应的地址空间划分。 答：因为需要用6个子网，根据公式

5、（31）有：n=3，因为2n=8，而每个子网可以容纳的主机数量为28-3-2=30，m=5, 能够满足需要。子网掩码为:新的子网掩码为默认的24位加上n为27位，表示为：192.168.10/27即24。子网、广播地址，主机地址为：（从中选6个子网即可）:事实上，在采用VLSM（variable length subnet mask）划分子网的时候，子网划分得越多，每个子网内可用的主机地址数量越少，并且由于IP协议的规定主机地址全部为0时标识网络，主机地址全1时为广播地址，子网划分的越多，IP地址的资源浪费就越多。因此，子网划分并不是越多越好。无类域间路由CIDR(C

6、lassless Inter-damain Router)将多个连续的IP网络地址聚合起来，作为一个大网络管理使用例如，若申请到8个连续的C类地址、8*256=2048个IP地址构成的地址块 IP地址从55，使用32位二进制代码表 示这些IP地址的时，他们前21位是相同的，即11001011 11010011 10101（203.221.168）。 使用相应的网络掩码（二进制表示时前21位为1，后11位是0）就可以将他们聚合成为一个网络， 网络号（地址）表示为/21 （等价于203.211.

7、168.0/24 /24的地址范围） ，其中/21表示网络掩码为21位，如图3-20所示。 采用CIDR技术解决了两类互联网扩展的技术问题：主干路由表的膨涨和IPv4地址空间耗尽的危险。使用聚合地址/21表示地址/24/24ARPARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）： IP地址（网络层）MAC地址/物理地址（数据链路层）RARP（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议） MAC地址/物理地址 IP地址

8、IP地址与MAC地址映射表，理解转换的意义（MAC适合下层转发和传输数据包）ARP协议IP: = ? 我需要知道我需要知道的物理的物理地址地址.ARP协议IP: = ?我知道你的请求，这是我我知道你的请求，这是我的物理地址的物理地址我需要知道我需要知道的物理的物理地址地址.ARP协议IP: Ethernet: 0800.0020.1111 IP: =

9、 ?我知道你的请求，这是我我知道你的请求，这是我的物理地址的物理地址我需要知道我需要知道的物理的物理地址地址.ARP协议映射 IP EthernetIP: Ethernet: 0800.0020.1111 IP: = ?我知道你的请求，这是我我知道你的请求，这是我的物理地址的物理地址我需要知道我需要知道的物理的物理地址地址.RARP协议Ethernet: 0800.0020.1111 IP = ?我的地址我的地址是多少？是多少？RARP协议Ethernet: 0800.0

10、020.1111 IP = ?我的地址我的地址是多少？是多少？我听到了广播我听到了广播你的地址是你的地址是 5.RARP协议Ethernet: 0800.0020.1111IP: 5Ethernet: 0800.0020.1111 IP = ?我的地址我的地址是多少？是多少？我听到了广播我听到了广播你的地址是你的地址是 5.RARP协议映射 Ethernet IPEthernet: 0800.0020.1111IP: 5Ethernet: 0800.0020.1111 IP = ?我的地址我的地址是多少？是多少？我

11、听到了广播我听到了广播你的地址是你的地址是 5.NATNAT（Network Address Translation）网络地址转换协议网络地址转换协议 一个一个IETF（Internet Engineering Task Force, Internet工程工程任务组）标准，允许一个机构以一个地址出现在任务组）标准，允许一个机构以一个地址出现在Internet上。能够帮助解决上。能够帮助解决IP地址紧缺问题，且使得内外网络隔离，地址紧缺问题，且使得内外网络隔离，提供一定的网络安全保障。它解决问题的办法是：在内部提供一定的网络安全保障。它解决问题的办法是：在内部网络（网络（In

12、tranet）中使用内部地址，通过）中使用内部地址，通过NAT把内部地址翻把内部地址翻译成合法的译成合法的IP地址在地址在Internet上使用，其具体的做法是把上使用，其具体的做法是把IP包内的地址域用合法的包内的地址域用合法的IP地址来替换。地址来替换。NAT功能通常被集功能通常被集成到路由器、防火墙中，也有单独的成到路由器、防火墙中，也有单独的NAT设备。设备。NAT设备设备维护一个状态表，用来把非法的维护一个状态表，用来把非法的IP地址映射到合法的地址映射到合法的IP地地址上去。址上去。 NATNAT的三种类型（演示） 静态NAT 最简单、最容易实现，内部网络中的每个主机都被永久映射成

13、外部网络中的某个合法的地址 动态地址NAT 在外部网络中定义了一系列的合法地址，采用动态分配的方法映射到内部网络。 NAPT 把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。NAPT与动态地址NAT不同，它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。 静态IP地址与动态IP地址静态分配IP地址是指给每一台计算机都分配一个固定的IP地址动态IP地址(Dynamic IP)指的是在需要的时候才进行IP地址分配的方式DHCPDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）通常被应用在大

14、型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。 VLANVLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网） 一组有着相同需求且与地理位置无关的终端设备的逻辑组合，如下所示，销售部、人力资源部和工程部分别属于不同的VLAN（3层及其以上交换机支持VLAN功能） VLAN为什么要进行VLAN的划分？隔离广播域、控制广播风暴控制网络中不同部门、不同站点之间的相互访问提高网络安全性 VLANVLAN的好处：端口的分隔网络的安全灵活的管理带宽利用减少延迟VLANV

15、LAN在交换机上的实现方法分类基于端口的VLAN基于MAC地址的VLAN基于网络层协议的VLAN根据IP组播的VLAN按策略划分的VLAN按用户定义、非用户授权划分的VLANDNS域名（Domain Name），是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称，用于在数据传输时标识计算机的电子方位（有时也指地理位置，地理上的域名，指代有行政自主权的一个地方区域）。例如：；DNSDNS（Domain Name System，域名系统），因特网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名

16、，最终得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。nslookup域名（Domain）产生的原因：IP地址难以记忆，故使用具有一定意义的字符串表示 如0与 05与DNS(Domain Name System)域名系统，实现IP地址与域名之间的映射DNS域名系统一般采用层次结构，越靠右边越顶级常见的顶级域名（组织性） com 公司/商业组织 例如 net 网络服务组织 例如（中国互联网络信息中心） org 非赢利组织 例如（世界自然基金会） edu 教育机构 gov 政府部门 mil 军事部门 顶级域名分配常见顶级域名（地理性） cn 中国 jp 日本 in 印度 uk 英国 缺省 美国因特网域名结构INTERNET接入方式用户专线AD