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ARP協(xié)議
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IP地址劃分方式
1.ARP協(xié)議
ARP：（Address Resolution Protocol岩遗，地址解析協(xié)議）
是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議撵枢，ARP的基礎(chǔ)功能就是負(fù)責(zé)將一個(gè)已知的IP地址解析成MAC地址，以便主機(jī)間能正常進(jìn)行通訊根资。ARP工作過(guò)程分為兩個(gè)階段胎撇，一個(gè)是ARP請(qǐng)求過(guò)程狸捕，一個(gè)是ARP響應(yīng)過(guò)程热幔。
查看綁定的ARP條目：
arp -a
清空所有的ARP條目：
arp -d
刪除ARP條目時(shí)乐设，必須指定接口地址
ARP協(xié)議工作原理：
1.每個(gè)主機(jī)都會(huì)在自己的ARP緩沖區(qū)中建立一個(gè)ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系
2.主機(jī)（網(wǎng)絡(luò)接口）新加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)（也可能是Mac地址發(fā)生變化/接口重啟等）绎巨，會(huì)發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文把自己IP地址與Mac地址的映射關(guān)系廣播給其他主機(jī)
3.網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)接收到免費(fèi)ARP報(bào)文時(shí)近尚，會(huì)更新自己的ARP緩沖區(qū)，將新的映射關(guān)系更新到自己的ARP表中
4.某個(gè)主機(jī)需要發(fā)送報(bào)文時(shí)场勤，首先檢查ARP列表中是否有對(duì)應(yīng)IP地址的目的主機(jī)的Mac地址戈锻，如果有，則直接發(fā)送數(shù)據(jù)和媳，如果沒(méi)有格遭，就向本網(wǎng)段的所有主機(jī)發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包括的內(nèi)容有：源主機(jī)IP地址窗价，源主機(jī)Mac地址如庭，目的主機(jī)的IP地址等叹卷。
5.當(dāng)本網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)收到該ARP數(shù)據(jù)包時(shí)：
?⑴.首先檢查數(shù)據(jù)包中的IP地址是否是自己的IP地址撼港，如果不是坪它，則忽略該數(shù)據(jù)包。
?⑵.如果是帝牡，則首先從數(shù)據(jù)包中取出源主機(jī)的IP和Mac地址寫(xiě)入到ARP列表中往毡，如果已經(jīng)存在，則覆蓋
?⑶.然后將自己的Mac地址寫(xiě)入ARP響應(yīng)包中靶溜，告訴源主機(jī)自己是它想要找的Mac地址
6.源主機(jī)收到ARP響應(yīng)包后开瞭，將目的主機(jī)的IP和Mac地址寫(xiě)入ARP列表，并利用此信息發(fā)送數(shù)據(jù)罩息。如果源主機(jī)一直沒(méi)有收到ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包嗤详，表示ARP查詢失敗。
ARP協(xié)議映射：
動(dòng)態(tài)映射：動(dòng)態(tài)更新或者添加ARP表信息 定期更新 (默認(rèn))
應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化瓷炮，如：辦公環(huán)境
靜態(tài)映射：創(chuàng)建一個(gè)表葱色，存儲(chǔ)邏輯地址和物理地址之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。然后將網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)主機(jī)都存儲(chǔ)這張表娘香。缺點(diǎn)是映射表必須周期的更新苍狰，增加了網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)銷。（手工配置ARP表烘绽，永久保存）
應(yīng)用: 數(shù)據(jù)中心IDC機(jī)房
IP地址概念
作用：主機(jī)身份標(biāo)識(shí) 實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的通訊
IPv4:
概念：(Internet Protocolversion 4淋昭，IPv4），又稱互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第四版安接，是網(wǎng)際協(xié)議開(kāi)發(fā)過(guò)程中的第四個(gè)修訂版本翔忽，也是此協(xié)議第一個(gè)被廣泛部署的版本。IPv4是互聯(lián)網(wǎng)的核心赫段，也是使用最廣泛的網(wǎng)際協(xié)議版本呀打，其后繼版本為IPv6，直到2011年糯笙，IANA IPv4位址完全用盡時(shí)贬丛，IPv6仍處在部署的初期。
地址：IPv4使用32位（4字節(jié)）地址给涕，因此地址空間中只有4,294,967,296（2）個(gè)地址
格式：IPv4地址可被寫(xiě)作任何表示一個(gè)32位整數(shù)值的形式豺憔，但為了方便人類閱讀和分析，它通常被寫(xiě)作點(diǎn)分十進(jìn)制的形式够庙，即四個(gè)字節(jié)被分開(kāi)用十進(jìn)制寫(xiě)出恭应，中間用點(diǎn)分隔。
32bit二進(jìn)制表示
每8位為一組, 構(gòu)成4組8位數(shù)據(jù)
8bit.8bit.8bit.8bit ---> 十進(jìn)制表示IP地址 ---> 十進(jìn)制數(shù).十進(jìn)制數(shù).十進(jìn)制數(shù).十進(jìn)制數(shù)
IPv4: 書(shū)寫(xiě)方式 二進(jìn)制 -- 十進(jìn)制
練習(xí)題:
十進(jìn)制 -- 二進(jìn)制: 192.168.20.100
算法公式: 求差運(yùn)算 (大于等于相應(yīng)二進(jìn)制位十進(jìn)制數(shù),就做求差運(yùn)算,并將二進(jìn)制位置為1)
192: 192-128=64-64=0
168: 168-128=40-32=8-8=0
20: 20-16=4-4=0
100: 100-64=36-32=4-4=0
128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 0 0 0 0 0 0 11000000
1 0 1 0 1 0 0 0 10101000
0 0 0 1 0 1 0 0 00010100
0 1 1 0 0 1 0 0 01100100
二進(jìn)制 -- 十進(jìn)制: 11001100.00110011.11110000.00001111
算法公式: 求和運(yùn)算 204 51 240 15
11001100
10000000 128 00110011 32 16 2 1 128+64+32+16 192+32 8+4+2+1=15
01000000 64
00001000 8
00000100 4
分類方式：
按照IP地址范圍進(jìn)行分類： A B C D E
簡(jiǎn)單的說(shuō)耘眨，IP地址分5類昼榛，常見(jiàn)的地址是A、B剔难、C類
A 1.0.0.0 到 126.0.0.0 （0.0.0.0 和127.0.0.0保留）
B 128.0.0.0 到 191.254.0.0 （128.0.0.0和191.255.0.0保留）
C 192.0.1.0 到 223.255.254.0 （192.0.0.0和223.255.255.0保留）
D 224.0.0.0 到 239.255.255.255 用于多點(diǎn)廣播
E 240.0.0.0 到 255.255.255.254 保留（255.255.255.255用于廣播）
按照IP地址用途進(jìn)行分類（緩解IP地址枯竭）：
?私網(wǎng)地址: 局域網(wǎng)內(nèi)不能重復(fù)出現(xiàn)的地址,但是在互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)可以重復(fù)使用
?私網(wǎng)地址信息不能出現(xiàn)在公網(wǎng)路由器的路由表中
?NAT技術(shù): 將私網(wǎng)地址映射為公網(wǎng)地址, 實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)外網(wǎng)
?公網(wǎng)地址: 全球唯一的IP地址
按照IP地址通訊方式劃分：
??單播地址：指的是主機(jī)之間“一對(duì)一”的通訊模式胆屿，網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)和路由器對(duì)數(shù)據(jù)只進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)不進(jìn)行復(fù)制奥喻。
單播（unicast）指數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中只有一個(gè)發(fā)送方和一個(gè)接受方，
單播地址就是指接受方接口的地址非迹； 172.31.128.255./18 為unicast ip address 172.31.128.255的二進(jìn)制是
10101100.00011111.10000000.11111111,
其網(wǎng)絡(luò)號(hào)為18位,即是10101100.00011111.10
所以其主機(jī)地址是000000.11111111.
它既不是全0的,也不是全1的主機(jī)地址所以是單播地址.
??組播地址：D類地址
??廣播地址：主機(jī)位全為1, 就是廣播地址 192.168.1.0 C 11111111=255 192.168.1.255
主機(jī)位全為0, 就是網(wǎng)絡(luò)地址 192.168.1.0 C 00000000=0 192.168.1.0
一個(gè)網(wǎng)段：可以有多少個(gè)IP地址
如：192.168.1.0
192.168.1.1 ~ 192.168.1.254 2的n次方-2=局域網(wǎng)中可用IP地址數(shù)量 n表示有多少個(gè)主機(jī)位 2(廣播地址 網(wǎng)絡(luò)地址)
2的8次方=256-2=254
可以配置多少個(gè)電腦 254-1=253 -1
網(wǎng)關(guān)地址一般192.168.1.1/192.168.1.254
IP子網(wǎng)劃分：
什么是子網(wǎng)劃分: 將一個(gè)大的網(wǎng)段 劃分成幾個(gè)小的網(wǎng)段
服務(wù)器主機(jī) (公網(wǎng)地址) 運(yùn)營(yíng)商 172.16.0.0 B類
172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3 ... 172.16.255.253
2的16次方-2=65533 只用3個(gè)
不劃分子網(wǎng)問(wèn)題:
01. 網(wǎng)絡(luò)地址浪費(fèi)(公網(wǎng))
02. 容易產(chǎn)生大量廣播,影響服務(wù)器主機(jī)性能
03. 路由器負(fù)載壓力會(huì)加大
如何進(jìn)行子網(wǎng)劃分:
大的網(wǎng)段: 172.16.0.0
掩碼概念: 32bit表示 每8位為一組 標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)位
172.16.0.0 == 255.0.0.0 == /8 A
11111111.11111111.00000000.00000000 == 255.255.0.0 == /16 B
== 255.255.255.0 == /24 C
子網(wǎng)(網(wǎng)絡(luò)位)
172.16. 0 0000000. 00000000 == 255.255.128.0 == /17
172.16. 0 0000000. 00000000 子網(wǎng)01
廣播地址: 172.16. 0 1111111. 11111111
子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址: 172.16.0.0 - 京東
子網(wǎng)掩碼信息: 255.255.128.0
子網(wǎng)多少主機(jī): 172.16.0.1 ~ 172.16.127.254
172.16. 1 0000000. 00000000 子網(wǎng)02
廣播地址: 172.16. 1 1111111. 11111111
子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址: 172.16.128.0 - 百度
子網(wǎng)掩碼信息: 255.255.128.0
子網(wǎng)多少主機(jī): 172.16.128.1 ~ 172.16.255.254
IPv6:128bit二進(jìn)制表示（：：：）
表示方式：
1环鲤、冒分十六進(jìn)制表示法
格式為X:X:X:X:X:X:X:X，其中每個(gè)X表示地址中的16b憎兽，以十六進(jìn)制表示冷离，例如：
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
這種表示法中，每個(gè)X的前導(dǎo)0是可以省略的纯命，例如：
2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A
2西剥、0位壓縮表示法
在某些情況下，一個(gè)IPv6地址中間可能包含很長(zhǎng)的一段0亿汞，可以把連續(xù)的一段0壓縮為“::”蔫耽。但為保證地址解析的唯一性，地址中”::”只能出現(xiàn)一次留夜，例如：
FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101
0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1
0:0:0:0:0:0:0:0 → ::
3匙铡、內(nèi)嵌IPv4地址表示法
為了實(shí)現(xiàn)IPv4-IPv6互通，IPv4地址會(huì)嵌入IPv6地址中碍粥，此時(shí)地址常表示為：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d鳖眼，前96b采用冒分十六進(jìn)制表示，而最后32b地址則使用IPv4的點(diǎn)分十進(jìn)制表示嚼摩，例如::192.168.0.1與::FFFF:192.168.0.1就是兩個(gè)典型的例子钦讳，注意在前96b中，壓縮0位的方法依舊適用 [11] 枕面。
