ip地址和子网掩码

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#tcp/ip #IP地址 #子网掩码

于 2021-04-24 17:12:35 首次发布

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引入

IP协议概述

IP的主要作用

IP网络的结构

IP头封装格式

MTU

MTU（Maximum Transmission Unit）是网络中一个物理或逻辑链路所能承载的最大数据包大小。它通常以字节为单位表示，常见的 MTU 值为 1500 字节。MTU 的大小取决于链路的类型和技术标准，例如以太网的 MTU 值为 1500 字节，而 PPPoE 的 MTU 值为 1492 字节。如果发送的数据包大小超过了 MTU 的大小，那么数据包将会被分片成多个碎片进行传输，从而降低传输效率和数据吞吐量。

MSS

MTU和MSS的关系
 https://blog.51cto.com/fengjicheng/5177620
MSS（Maximum Segment Size,最大分节大小）是 TCP 协议中一个参数，它表示每个 TCP 数据包的最大有效载荷大小。MSS 的大小通常是 MTU 减去 TCP 和 IP 头的长度（通常为 40 字节），因此在一个 MTU 大小为 1500 字节的网络中，MSS 值通常为 1460 字节。MSS 的大小对 TCP 连接的性能和稳定性有很大影响，因为它决定了每个 TCP 数据包的大小和数量。如果 MSS 的大小设置得太大，那么每个 TCP 数据包的大小就会很大，会导致网络拥塞和延迟增加。如果 MSS 的大小设置得太小，那么每个 TCP 数据包的数量就会很多，会导致网络负载增加和 TCP 连接效率降低。

常见问题:MTU和MSS配置不合理导致打不开某些网站

https://www.v2ex.com/t/940431#reply8

问题描述：

在Linux系统里进行pppoe拨号上网，拨号成功后会创建一个名为 ppp0的网络接口，这个网络接口的IP就是运营商分配的动态公网IP
，然后通过以下命令将这台Linux作为其它设备的网关。

# 将来自 ppp0 接口的数据包进行源地址转换（SNAT），以便从该接口出去的数据包能够返回到正确的源地址
## -t nat：指定要配置的 iptables 表是 nat 表，该表用于进行 NAT 规则配置
## -A POSTROUTING：向 POSTROUTING 链（输出链）添加一条规则。POSTROUTING 链用于对从本地网络出去的数据包进行处理
## -o ppp0：指定规则应用于出口接口为 ppp0 的数据包
## -j MASQUERADE：指定要使用 MASQUERADE 动作，即进行源地址转换（SNAT）操作
iptables -t nat -A POSTROUTING -o ppp0 -j MASQUERADE

# 开启Linux内核的IP转发
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

遇到的问题是其他设备将这台Linux 作为网关后大部分网站都打不开，但有个别网站能打开。
打不开的比如： https://www.jd.com
能打开的比如： https://mirrors.163.com

原因分析：

多半是MTU和MSS值设置有误。

MTU：WAN口pppoe MTU 是 1492 ，LAN 口以太网是 1500 。
MSS：现在网站前面经过层层网络转发，包的头太多了，TCP 自动协商最大分段量基本不会成功，所以要手动指定MSS。

基本上就这2个问题，按我的经验判断，估计更大可能性是MSS问题。

其实我们买的大多数路由器，都默认指定好了MSS,不需要你们额外配置。所以很多人根本不知道，甚至不知道有MSS这个概念，不知道非常正常。

但针对一些企业路由器，MSS是需要一开始就必须要手动指定的。不过自动配置MSS这是趋势，现在连 routeros/Mikrotik 的产品都会在 mange 处自动打上标记并修改MSS。

解决办法：

手动指定MSS(Maximum Segment Size，最大分节大小)。
先设置MSS为1460还是不行，没想到MSS现在1460都不够用了，要1452了。

# 在iptables 防火墙中配置 MSS调整规则，以避免 TCP 数据包过大而导致网络传输效率降低。
## -A FORWARD：向 FORWARD 链（转发链）添加一条规则。FORWARD 链用于对转发的数据包进行处理。
## -p tcp：指定规则应用于 TCP 协议的数据包。
## --tcp-flags SYN,RST SYN：指定规则应用于 SYN 标志和 RST 标志都设置为 1 的 TCP 数据包，即 TCP 连接建立时的 SYN 数据包。
## -j TCPMSS：指定要使用 TCPMSS 动作，即对 TCP 数据包进行 MSS 调整。
## --set-mss 1452：将 MSS 的值设置为 1452 字节，以避免 TCP 数据包的大小超过网络链路的 MTU（最大传输单元）值，从而导致数据包被分片，降低网络传输效率。
iptables -A FORWARD -p tcp --tcp-flags SYN,RST SYN -j TCPMSS --set-mss 1452

# 自动调整mss值--推荐
iptables -A FORWARD -p tcp --tcp-flags SYN,RST SYN -j TCPMSS --clamp-mss-to-pmtu

在 TCP 连接建立时，双方会交换 MSS 值，以确定每个 TCP 数据包的最大有效载荷大小。如果 TCP 数据包的大小超过了网络链路的 MTU 值，数据包就会被分片，降低网络传输效率。因此，通过调整 MSS 值，可以避免 TCP 数据包的大小超过网络链路的 MTU 值。

首先，“转发”不是由 masquerade(SNAT) 决定的，
masquerade(SNAT) 只是在“决定要转发”之后做一些工作。

路由转发是转发，NAT 是 NAT ，在网络层面，属于完全两种类型的操作。

家庭路由器将这 2 步整合在一起了，所以一般人并不了解，不清楚底层原理。

IP地址和地址映射

IP地址定义

网络层地址，ip地址是一组32位的2进制数。

IP地址格式

IP地址规则

IP地址包括网络地址（前三段数字）和主机地址（第四段数字）
前三段是网段; 第四段是主机地址.

IP地址结构

IP地址分类

IP地址分成了5类

IP地址分类用来划分不同的网络规模。

A类地址

B类地址

C类地址

D类地址(组播地址)

E类地址(科研用地址)

特殊地址

2进制主机位全是1，转换为10进制数字为255。

公网/私网地址

私网地址

继10.0.0.0/8、172.16.0.0/24、192.168.0.0/16之后又诞生了第四个私有IPv4地址，但100.64.0.0/10是在服务商网络内，不同之处在于只使用。
100.64.0.0/10，Shared address space，是预留给ISP运营商做NAT用的。ISP运营商设备给用户分配100.64.0.0/10内的IP，然后再在运营商设备上进行NAT，转换成公网IP。