【H3CNE邓方鸣】IP基本原理+2024.11.6-7

IP的定义

1.当前唯一的网络层协议标准。
2.定义数据网络层的封装方式、编址方法。
交换机：用来连接同一网段的PC设备。
路由器：用来连接不同网段的设备，路由器每一个接口需要不同网段。

※IP头部的封装格式

Version：版本号，标识封装的是IPv4还是IPv6
IHL：头部长度，描述数据包头的内容长度
Type of Service：服务类型，标识DSCP或IP优先级，用于QOS识别
Total Length：数据包总长度
Identification：标识符，标识分片来自那个数据包
Flags：标志，包含保留、标识数据包是否禁止分片、标识是否为最后一个分片
Fragment Offset：片偏移，描述该分片在数据包中的位置
Time to Live：TTL生存时间，该分片在数据包中的位置、数据包每经过一台路由器，TTL-1
Protocol：协议，用于标识上层的协议类型
Header Checksum：头部校验和，用于头部信息差错校验
Source Address：源IP地址
Destination Address：目的IP地址
Options：可选项
Padding：填充

IP地址和地址映射

1.定义

网络层地址

2.格式

32位，点分十进制。由主机位+网络位组成，网络位长度和数字完全一致的地址属于同一网段。

※3.分类

IP地址分类用来划分不同的网络规模

A：1.x.x.x-126.x.x.x
前8位为网络位，后24位为主机位

B:128.x.x.x-191.x.x.x
前16位为网络位，后16位为主机位

C:192.x.x.x-223.x.x.x
前24位为网络位，后8位为主机位

D:224.x.x.x-239.x.x.x
组播地址，不能配置为主机地址

E:240.x.x.x-255.x.x.x
科研用地址，不对外公放

特殊的IP地址
1）127.x.x.x 本地环回地址，用于标识本机。
2）主机位全0的地址：网络地址，用于标识某个网段
3）主机位全1的地址：本网段广播地址
4）255.255.255.255：全网广播地址
5）0.0.0.0：任意IP地址

公网/私网地址

公网地址：可以再互联网上寻找的地址，全球唯一，需要运营商分配

私网地址：可以随意使用，无法在互联网上寻址
地址范围：
A类：10.x.x.x
B类：172.16.x.x-173.31.x.x
C类：192.168.x.x
自动私有地址
运行商专用私有地址：100.64.x.x-100.127.x.x

基于IP衍生出的协议

ARP协议（广播请求，单播回应）

定义：地址解析协议，将IP地址解析为MAC地址。如果没有ARP协议，同网段的设备不能互通，无法完成同网段mac地址通信。
工作原理：
1.A主机以广播的形式发送ARP查询请求，询问B主机IP对应的MAC地址。
2.B主机以单播形式回复A主机本机MAC地址。
3.A主机把B主机的IP地址和MAC地址记录到ARP缓存表中。
相关命令：
查询缓存 arp -a
清空缓存 arp -d

RARP协议

定义：逆向地址解析协议，用于根据本机自己MAC地址，查询本机自己的IP地址。

ICMP协议

ping：测试网络连通性。
tracert：路由跟踪，H3C设备初始状态不开启路由跟踪，需要ip ttl-expires enable 或 ip unreachables enable开启。

IP数据转发原理

工作流程：如果目的IP和本机IP属于同一网段，会直接查询目的IP的MAC地址，并进行封装。如果目的IP和本地Ip不属于同一网段，会查询网关IP地址和MAC地址，并进行封装。

网关

本网段出口的IP地址。