07IP协议&mask&TTL及桥接真实网络--网络层

最新推荐文章于 2024-10-21 20:57:49 发布

学数通的小伙

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文章标签：网络

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/YwlPy/article/details/106854529

本文详细介绍了IP协议在网络层中的作用，包括IP包头结构、分片、TTL、eNSP模拟器使用、环路测试、协议号、IP地址、子网掩码、网络地址、主机地址、广播地址以及子网划分等内容，旨在帮助读者全面理解网络层工作机制。

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IP协议–网络层07

标签（空格分隔）： HCIA

IP

Internet Protocol，因特网协议

简介

网络层位于数据链路层与传输层之间。网络层中包含了许多协议，其中最为重要的协议就是IP协议。网络层提供了IP路由功能。理解IP路由除了要熟悉IP协议的工作机制之外，还必须理解IP编址以及如何合理地使用IP地址来设计网络。

IP的包头结构

01IP的包头结构
02IP包科来演示
固定值：TCP20 UDP8 IP20

分片

当数据包比链路MTU大时，就可以被分解为很多的足够小片段的过程
03分片三个字段
帧大小范围64~1518
MTU：最大传输单元，默认1500字节，每次发送的数据的最大值—Maximum Transmission Unit

Identification标识，Flags标志，Fragment Offset分段偏移量
三个字段负责将分割的片段进行组合。

ping -l 2000
第一个包偏移量0(0-1479)更多分段
第二个包偏移量1480，无跟多分段

-5000
04-5000ping包分段

TTL生存时间

time to live

防止IP数据包在网络内无休止地传输(环路)
每经过一次路由TTL值就会减1
当TTL=0的时候，丢弃数据包

05TTL递减示意图

06TTL递减至0示意图

利用TTL特性，可以实现路由跟踪技术，排错的重要方法之一！
相关命令：ping -i 数字（1,2,3可查路由顺序）或 tracert -d
后期排错很重要
07路由跟踪命令演示

eNSP模拟器使用及环路测试

环路测试拓扑图

R1配置

<Huawei>sys
[Huawei]sys R1
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 1.0.0.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip route-s     8.8.8.8 32 1.0.0.2

R2配置

<Huawei>sys
[Huawei]sys R1
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 1.0.0.2 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip route-s     8.8.8.8 32 1.0.0.1

环路测试
09环路测试
TTL抓包递减255-1
10TTL抓包递减255-1
TTL抓包超时
11TTL抓包超时

ensp桥接真实网络

桥接真实网络拓扑图
12桥接真实网络拓扑图
cloud设置和pc
13cloud设置和pc
ensp桥接真实网络连通测试
14ensp桥接真实网络连通测试
多台桥接

15多台桥接

协议号

用于标识上层协议

ip协议号数据包图
16ip协议号数据包图

常见协议号图示
18常见协议号图示
ip协议号抓包字段图
17ip协议号抓包字段图
自己画的数据包结构
上层协议
19自己画的数据包结构

IP地址

在IP网络中，通信节点需要有一个ip地址
以点分十进制表示，由32位二进制组成
2^32个=4,294,967,296≈43亿个
分为网络位和主机位两部分
- 网络位，代表IP地址所属的网段
- 主机位，代表网段上的某个节点
- 由子网掩码决定分界点

类似电话号码+86 0553-1234567 区号-号码
单单单组实验

ip地址分类 20ip地址分类
0开头：所有地址或者没有地址
127开头：loopback 环回接口
测试TCP/IP协议栈组件
表示自己

私有ip地址范围 21私有ip地址范围
公私地址
22公私地址

公私地址
Internet Service Provider

NAT转换
23NAT转换

春节抢票，独享一个公网ip

子网掩码Subnet Mask

用于区分网络部分和主机部分
1表示网络位，0表示主机位，（连续的1和0）

子网掩码
24子网掩码
默认子网掩码
A:255.0.0.0
B:255.255.0.0
C:255.255.255.0

218.100.128.0/17
218.100.128.0~218.100.255.255

网络地址，主机地址，广播地址

每个网段上都有两个特殊地址，最大和最小，不能分配给节点
网络地址：192.168.1.0/24
主机位全为0，代表一个网段（头）
广播地址：192.168.1.255/24
主机位全为1，代表一个网段内的所有节点（尾）
主机地址（有效IP地址）192.168.1.1~192.168.1.254
主机位不全为0或1，代表一个网端内的一个节点（身体）
不全为0或1
不全为0或1
不全为0或1
无效
1.0.0.255
255.255.255.0
8位主机位，主机位都为1了
无效
1.0.15.255
255.255.240.0
12位主机位，主机位都为1
1.0.16.0
255.255.240.0
12位主机位，主机位全0
00010000 00000000

子网划分

有类IP地址规划的缺陷：为什么要子网划分
在设计网络时使用有类IP地址会造成地址的浪费
IP地址空间只能按照默认的类别使用,例如一个B类地址，默认掩码为255.255.0.0 ,意味着这个地址空间里有2的16次方个IP ,并且该网络号只能用于一个广播域;
IP地址空间的极大浪费;
一个广播域中PC数量过于庞大,网络可能被广播报文消耗大量的资源。

子网划分概述(借位)

满足不同网络对IP地址的需求
实现网络的层次性
节省IP地址
默认子网掩码可以进一步划分，成为变长子网掩码（VLSM）
即网络位向主机位借位

子网划分172借位
2的23次方-2
25子网划分172借位

划分公式
26划分公式
题：已知一个局域网中有1000台客户端，如果把它放在同一个网段中，用什么子网掩码比较合适（22）
2^10-2=1022

题：IP地址为192.168.1.100/29，则广播地址为：192.168.1.103

29-24=5 8-5=3主机位

可用IP数为：2^3-2
32个子网
192.168.1.103
8个一段，96接近100
网络地址：192.168.1.96
00000 000 =0
00001 000 =8
00010 000 =16
00011 000 =24
块=8=2^主机位=256-掩码248
主机地址：192.168.1.97~192.168.1.102
广播地址：192.168.1.103
在这里插入图片描述

例题1

28例题1

例题2 29例题2