计算机网络 day5 子网划分 - IP包 - arp协议

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子网划分

为什么需要子网划分？

我们为什么不直接使用一个A类的IP地址给一家2000人的公司使用呢？

子网划分本质

子网划分的步骤：

实验：将192.168.1.0/24 划分为4个小网段 --》192.168.1.0/26

减少的IP地址去哪里了？（减少了6台）

不规则的子网划分

例子：公司有生产部、销售部、财务部、客服部4个部门 生产部有主机100台、销售部有主机50台 财务部有主机25台、客服部有主机12台

例子1：计算172.64.125.178/26地址的子网地址和广播地址，以及它的有效IP地址范围

例子2：计算172.64.125.178/18地址的子网地址和广播地址，以及它的有效IP地址范围

例子3：将192.168.120.0/24 划分出4个子网，一个子网需要容纳110台电脑，另外的一个子网容纳60，另外的2个子网容纳30台 --》不均衡的划分

子网划分的问题？

网络位向主机位最多可以借位多少？

主机位是否可以向网络位借位？  可以      

如果我们没有缴纳网费（使用的是电信的网络），电信是如何知道的，并如何给我们断网的，当我们缴纳网费后（期间断网），电信又是如何知道的，并给我开通网络的呢？

IP包

IP包的格式：

广播与广播域

MAC地址广播

IP地址广播

arp协议：

什么是ARP协议？

什么是arp缓存表？

2种类型的arp数据包：

1、请求包  （arp_request）

为什么交换机会广播arp请求包：

2、响应包（arp_response）

请求包  （arp_request）

 响应包（arp_response）

arp工作原理

arp发包实验步骤：

Windows 和 Linux内查看arp缓存表的命令：

哪些设备里有arp缓存表？

当我们ping www.baidu.com的时候，我们的arp包的状况是什么？

arping 指定从哪个接口上发生arp广播

IP地址出现冲突：

使用tcpdump抓取arp包

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（人生苦短，江湖险恶）

子网划分

是将一个网络划分为更小的子网络（子网）的过程。在传统的IP网络中，子网划分有助于优化网络资源管理、提高网络性能和安全性。（将主机位划到网络位）

为什么需要子网划分？

        本质上就是将一个大的网络划分成很多小的网络，然后将小的网络分配给相关部门去使用

        子网划分不是必须的，但是划分后方便管理，能精确到某个位置，方便网络故障排查。

它可以满足不同网络对IP地址的需求，并且实现网络的层次性

我们为什么不直接使用一个A类的IP地址给一家2000人的公司使用呢？

如果网络过大--》交换机广播--》广播过多--》广播过多会影响网络的质量，消耗我们的带宽和交换机的CPU、内存、带宽等资源

vlan的划分：隔离广播域 --》一个vlan对应一个网段 

                      好处：隔离广播，提高安全性

子网划分

子网划分本质

子网划分本质就是：本质上其实就是网络部分向主机部分借位，借位后主机部分减少，容纳 的主机数量减少。借位后，网络增加了多少， 每个网络里可以容纳多少主机数量

（将主机位划到网络位）

子网划分的步骤：

先计算网段号为多少

计算每个子网里可以容纳的主机数

                每个网段可以容纳多少台主机（子网号 与 广播地址 不可设置位主机）

                有效的ip地址段= 网段号 + 主机数

1、写出二进制的子网掩码

2、写出二进制的IP地址

3、确定子网部分：网络位和主机位之间是子网部分 

4、主机位全是0的地址 是其所属子网的子网地址

5、主机位全是1的地址 是其所属子网的广播地址

 IP地址经过一次子网划分后，被分成三个部分——网络位、子网位和主机位

借一位（分成两个网段）

借俩位（分成四个网段）

实验：将192.168.1.0/24 划分为4个小网段 --》192.168.1.0/26

每个网段的主机数：2^6 -2 = 62 (台)

       子网号                         主机个数                                有效IP地段                   广播地址

192.168.1.0/26              2^6 -2 = 62 (台)       1 ~ 62     192.168.1.1  ~ 62         192.168.1.63

192.168.1.64/26            2^6 -2 = 62 (台)       1 ~ 62     192.168.1.65 ~ 126      192.168.1.127

192.168.1.128/26          2^6 -2 = 62 (台)       1 ~ 62     192.168.1.129 ~ 190    192.168.1.191

192.168.1.192/26          2^6 -2 = 62 (台)       1 ~ 62     192.168.1.193 ~ 254    192.168.1.255

子网掩码都一样:   255.255.255.192

减少的IP地址去哪里了？（减少了6台）

        被分配为子网号 和 广播地址了

不规则的子网划分

可变长子网掩码（VLSM）

VLSM允许把子网继续划分为更小的子网

例子：公司有生产部、销售部、财务部、客服部4个部门 生产部有主机100台、销售部有主机50台 财务部有主机25台、客服部有主机12台

公司使用C类地址192.168.100.0/24，如何划分子网？

公司IP地址子网划分图： 

例子1：计算172.64.125.178/26地址的子网地址和广播地址，以及它的有效IP地址范围

1、写出二进制的子网掩码

2、写出二进制的IP地址

3、确定子网部分：网络位和主机位之间是子网部分 

4、主机位全是0的地址 是其所属子网的子网地址

5、主机位全是1的地址 是其所属子网的广播地址

例子2：计算172.64.125.178/18地址的子网地址和广播地址，以及它的有效IP地址范围