基础网络知识
基础网络知识
目录
1. 基础网络知识. 2
1.1 网络知识课程体系. 2
1.2 网络的通讯原理. 2
1.2.1 实现数据传输的条件：. 2
1.2.2 如何实现一个网络环境中多台主机通讯. 2
1.2.3 多个局域网(交换网络)之间如何实现通讯. 3
1.3 网络的基础设备. 4
1.3.1 交换机. 4
1.3.2 路由器(实践操作配置网络设备)***** 4
1.3.3 防火墙. 6
1.3.4 审计设备（认证）. 6
1.3.5 无线设备. 6
1.3.6 语音设备. 6
1.4 网络架构体系. 6
1.4.1 网络架构设计方法/划分层次. 6
1.4.2 网络OSI--7层模型. 7
1.5 网络的两个重要协议原理（DNS/ARP）. 14
1.5.1 DNS解析原理: 域名 -- IP对应关系. 14
1.5.2 ARP访问原理: IP --- mac对应关系. 15
1.6 常用端口. 22
1.7 IP地址. 23
1.7.1 IP地址详概念说明. 23
1.7.2 IP地址分类说明(IPv4 32-IPv6 128) 23
1.7.3 子网划分方法. 25
1.8 企业上网原理配置说明：. 26
1.9 虚拟主机上网原理（win7 win10--ghost（阉割版））. 27
1.10 系统路由配置说明. 28
1.10.1 静态网段路由配置：. 28
1.10.2 静态主机路由配置：. 28
1.10.3 静态默认路由：. 29
1. 基础网络知识
什么是网络?
实现主机之间通讯交流
1.1 网络知识课程体系
（CCNA --- 7个全天）
学习方法：https://bbs.hh010.com/forum-463-1.html
1.2 网络的通讯原理
1.2.1 实现数据传输的条件：
主机之间需要有传输介质
（网线 光纤线 wifi）
主机上需要有网卡设备
调制过程：将数字（数字信号）二进制信息转换为高低电压（模拟信号）
解调过程：将高低电压转换为二进制信息
不同主机网卡速率不一致，需要进行协商过程（自动协商）
100Mbps =100 000kbps =100 000 000 b 每秒钟 xxns 1 0 bit
A主机 100Mbps 协商方法（木桶原理）
B主机 1Gbps
网络中传输数据的最小单位 bit
网络：传递数据信息 1bit=1/8Byte 100Mb 迅雷下载电影10G == 100Mb/8=12.5MB-损耗=10+Mb
系统中存储数据的最小单位 Byte
磁盘：数据信息存储 Byte 1B=8bit
1.2.2 如何实现一个网络环境中多台主机通讯
1）交换机:实现在一个局域网环境中，实现多台主机可以互联通讯的设备
2）发数据信息需要有数据包结构
目标信息+源信息(mac)+数据信息==基本的数据包结构
3）地址标识：实现多台主机通讯，利用MAC(物理地址 网卡的身份证号码)地址标识主机身份信息 MAC地址特点：全球唯一
MAC地址利用十六进制信息进行表示：
0 1 2 - 9 10 11 12 13 14 15 A B C D E F
4）利用交换机进行通讯需要借助广播方式
PS：如何实现正确的网络通讯，数据的通讯过程一定是有去有回的
利用交换机进行数据通讯时，某些时刻会产生广播信息
交换网络缺点: 当交换网络主机数量过多, 会产生广播风暴问题, 导致影响主机性能
1.2.3 多个局域网(交换网络)之间如何实现通讯
1）路由器: 实现局域网之间（跨网段）主机通讯, 并且可以隔离广播信息
2）发数据信息需要有数据包结构
目标信息+源信息(IP)+数据信息==基本的数据包结构
3）地址标识：在多个局域网环境中, 利用IP(逻辑地址 身份证姓名)地址标识主机身份信息
IP地址：网段地址 + 主机地址 城市省份地址 + 街道房间信息
逻辑地址是全球唯一的? 不能出现重复情况?
利用十进制信息进行标识 0~9
4）利用路由器查询路由表信息进行判断
实现不同局域网之间可以经过路由器通讯, 相同局域网数据经过路由器会进行隔离,需要借助路由协议
什么是网关: 主机需要将数据发送到其它局域网的必经之路
当访问外网不通的时候, 可以先对网关地址连接进行测试
路由协议：
路由协议: 让路由表中可以拥有相应路由条目
1) 静态路由协议: 手动在路由表中添加路由条目信息
优点: 通讯效率较高
缺点: 操作配置复杂度较高
2) 动态路由协议: 自动在路由表中生成路由条目信息
优点: 操作配置简单方便
缺点: 路由条目学习过程(路由收敛过程)会耗费时间, 造成通讯效率较低
1.3 网络的基础设备
1.3.1 交换机
交换机：实现局域网内多台主机之间通讯
识别主机身份：MAC地址 （小名--局域网中有效）
1.3.2 路由器(实践操作配置网络设备)*****
路由器：实现不同局域网多台主机之间通讯
识别主机身份：IP地址（唯一？？？）（大名---互联网）
路由设备：
准备条件：
需要部署安装网络模拟器 思科模拟器 OK
规划网络设备连接图 OK
简单的网络配置命令
en（enable） ---将用户模式转换为特权模式
conf t(configure terminal) ---将特权模式转换为配置模式
int（interface） g0/0 ---进入到指定接口配置模式
ip add(address) 10.0.1.254 255.255.255.0 ---配置接口地址
no shut（shutdown） ---激活网卡
ctrl+z ---切换到特权模式
思科设备常用查看命令:
show run- ---检查设备的所有配置信息
show ip route- ---查看路由表信息
show ip interface brief（show ip int br） ---检查接口配置信息
华为或H3C：
display cu
路由的几种配置方法以及区别*****
1.静态路由：
静态路由信息(手工添加路由表条目信息)
ip route +去往的目标网段信息+去往目标网段掩码信息+去往目标网段下一跳地址
R1：
ip route 10.0.2.0 255.255.255.0 10.0.12.2
R2:
ip route 10.0.2.0 255.255.255.0 10.0.23.3
ip route 10.0.1.0 255.255.255.0 10.0.12.1
R3:
ip route 10.0.1.0 255.255.255.0 10.0.23.2
2.动态路由：
动态路由信息（rip（简单） eigrp ospf 运营商is-is bgp）
互相学习的过程
R1：rip路由
router rip （语言）
network 10.0.1.0
network 10.0.12.0
R2：rip路由
router rip （语言）
network 10.0.12.0
network 10.0.23.0
R3：rip路由
router rip （语言）
network 10.0.23.0
network 10.0.2.0
3.默认路由：
默认路由信息
R1：
ip route 10.0.2.0 255.255.255.0 10.0.12.2
ip route 10.0.3.0 255.255.255.0 10.0.12.2
ip route 10.0.4.0 255.255.255.0 10.0.12.2
默认路由：
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.12.2
4.路由表中如何有路由信息
1）自动发现直连路由信息
2）配置静态路由
动态路由信息进行删除：
no router rip
5.补充: linux系统中查看路由表方式
netstat -rn
ip route show
1.3.3 防火墙
1.3.4 审计设备（认证）
1.3.5 无线设备
1.3.6 语音设备
1.4 网络架构体系
1.4.1 网络架构设计方法/划分层次
1) 核心层:
1. 实现和外网运营商线路连接
2. 考虑网络设备冗余能力
2) 汇聚层:
1. 实现网络设备连接汇聚
2. 实现网络通讯安全策略控制 -- ACL
3. 考虑网络设备冗余能力
3) 接入层:
实现终端设备连接网络（电脑 打印机 电话）
1.4.2 网络OSI--7层模型
作用：定义网络通讯标准规范 ISO国际标准认证组织 ISO9000
思科设备--EIGRP(语言)
HW设备---RIP
模型组成：
应用层: 应用程序的协议和接口规范 HTTP SSH（远程连接）
表示层: 将数据进行转码 加密/解密 压缩处理/解压缩
会话层: 建立 维护会话 或终止会话??? A - B
传输层: 分段 重组 确保网络连接通讯过程是可靠的 TCP协议 UDP协议
网络层: 路由协议 确保不同网段主机之间可以传递数据 路由器（3层设备）
数据链路层: 负责将同一局域网中不同主机的数据进行传输--交换机（2层设备）
物理层: 定义一些物理连接介质的标准 网口 网线 光纤 光纤模块
掌握网络数据传递过程（了解）
数据封装过程：
数据 ---应用层 表示层 会话层
TCP头部信息 (源端口/目标端口3306）+数据 ---传输层
IP头部信息 (源IP/目标IP）+TCP头部信息 +数据 ---网络层
MAC头部信息(源MAC/目标MAC）+IP头部信息+TCP头部信息+数据 ---数据链路层
bit流 101010101 ---物理层
数据解封装过程
bit流 101010101 ---物理层
MAC头部信息(源MAC/目标MAC）+IP头部信息+TCP头部信息+数据 ---数据链路层
IP头部信息 (源IP/目标IP）+TCP头部信息+数据 ---网络层
TCP头部信息 (源端口/目标端口3306）+数据 ----传输层
数据 ----应用层 表示层 会话层
补充：源端口取值范围
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
图表 1‑2数据传输过程中的封装与解封装过程
TCP/IP模型：（OSI7层模型简化版）
低-高 数据接入层 互联网层 主机到主机层(TCP UDP) 应用层
两个重要协议：（TCP/UDP）
TCP：传输控制协议 面向连接的协议
QQ：在线发送文件（TCP） 局域网线路传输
优势：数据传输安全可靠
劣势：传输效率低
应用：文件传输 邮件服务 页面网站服务
UDP：用户报文协议 无连接的协议
QQ：离线发送文件 (TCP) A ---互联网--腾讯存储服务器（7天）---互联网---B
优势：传输效率高
劣势：传输数据不可靠
应用：视频播放（帧） 语音通话
***** 重要部分 *****
补充：TCP报文结构 TCP头部 + data
1bit 多少端口 0 1 2的1次方=2
2bit 多少端口 00 01 10 11 0 1 2 3 2的2次方=4
3bit 多少端口 000 001 010 011 100 101 110 111 0 1 2 3 4 5 6 7 2的3次方=8
16bit 多少端口 2的16次方=65536 1~65535 0
控制位：
syn 请求建立连接控制位 1
ack 连接确认控制位 1
fin 请求断开连接控制位 1
客户端（1万 --- 服务端（1万）（连接的限制--负载过高w）
TCP协议中重要原理
TCP报文结构:
a．源端口地址 返回数据包目标端口地址
b．目标端口地址 要和服务端哪个网络服务建立连接
端口的数值范围: 1-65535 是通过报文结构获知的
根据报文结构 源端口和目标端口各占用16个bit
公式: 2的n次方 n占用了多少比特 占用了1bit
端口范围: 0 1 2种 2的1次方=2 0-1 占用了2bit
端口范围: 00(0) 01(1) 10(2) 11(3) 4种 2的2次方=4 0-3
占用了3bit
端口范围: 000(0) 001(1) 010(2) 011(3) 100(4) 101(5) 110(6) 111(7) 8种 2的3次方=8 0-7 占用了16bit
端口范围: 2的16次方=65536 0-65535 --- 1-65535
PS: 一般0号端口不被使用
c．Sequence Number(序列号)
d．Acknowledgement Number(确认号)
特殊6bit作为报文结构中的控制位:
syn(连接) --- 请求建立连接控制字段
ack(确认) --- 表示确认控制字段
fin(断开) --- 请求断开连接控制字段
说明: 控制字段数值置为1表示控制功能开启 默认为0
TCP三次握手过程 -- 完成网络连接建立
第一次握手: 发送TCP数据报文 客户端 -- 服务端
a TCP数据报文中,需要将syn控制字段改为1
b TCP数据报文中,需要将seq序列号信息发出 seq=x
第二次握手: 发送TCP数据报文 服务端 -- 客户端
a TCP数据报文中,需要将ack控制字段改为1
b TCP数据报文中,同时将syn控制字段改为1
c TCP数据报文中,同时将ack确认号信息发出 ack=x+1
d TCP数据报文中,同时将seq序列号信息发出 seq=y
第三次握手: 发送TCP数据报文 客户端 -- 服务端
a TCP数据报文中,需要将ack控制字段改为1
b TCP数据报文中,同时将ack确认号信息发出 ack=y+1
c TCP数据报文中,同时将seq序列号信息发出 seq=x+1
TCP四次挥手过程完成网络连接断开
第一次挥手: 发送TCP数据报文 客户端 -- 服务端
a TCP数据报文中, 需要将fin控制字段改为1
b TCP数据报文中, 同时将ack控制字段改为1
也包含seq和ack确认号信息
第二次挥手: 发送TCP数据报文 服务端 -- 客户端
a TCP数据报文中, 需要将ack控制字段改为1
第三次挥手: 发送TCP数据报文 服务端 -- 客户端
a TCP数据报文中, 需要将ack控制字段改为1
b TCP数据报文中, 同时将fin控制字段改为1
第四次挥手: 发送TCP数据报文 客户端 -- 服务端
a TCP数据报文中, 需要将ack控制字段改为1
图表 1‑3 TCP报文结构
扩展: 如何抓取网络数据包(抓包软件)
windows: Wireshark
linux: tcpdump命令
TCP 11种状态集转换(了解 -- 架构层面)
作用：
1．以后可以更好排查系统网络问题
2．以后学习网络编程会有帮助
TCP三次握手过程状态变化: 5种变化 (服务端和客户端)
第一历程: 初始状态信息
客户端状态为: closed
服务端状态为: closed
第二历程: 服务端开启相应服务
服务端状态为: closed -- LISTEN
第三历程: 发送建立连接请求(客户端) == 三次握手第一次
客户端发送syn信息
客户端状态为: closed -- syn_sent
第四历程: 接收建立连接请求(服务端) == 三次握手第二次
服务端接受syn信息, 发送确认以及请求建立连接信息(ack syn)
服务端状态为: LISTEN -- syn_rcvd
第五历程: 发送最后确认信息(客户端) == 三次握手第三次
客户端发送ack信息
客户端状态为: syn_sent -- established
第六历程: 接收最后确认信息(服务端)
服务端接收ack信息
服务端状态为: syn_rcvd -- established
结论: 只有服务端和客户端都统一处于established连接建立状态, 才能正常传输数据信息
图表 1‑4 三次握手过程
TCP四次挥手过程状态变化: 5种状态变化(服务端和客户端)
第一个历程: 初始状态信息
客户端状态为: established
服务端状态为: established
第二个历程: 发送断开连接请求(客户端) == 四次挥手第一次
客户端发送fin请求断开连接字段
客户端状态为: established -- fin_wait1
第三个历程: 接收断开连接请求(服务端) == 四次挥手第二次
服务端接受fin请求断开连接字段 发出确认信息(ack=1)
服务端状态为: established -- close_wait
第四个历程: 接收确认断开信息(客户端)
客户端接受服务端发出的确认信息(ack=1)
客户端状态为: fin_wait1 -- fin_wait2
第五个历程: 发送断开连接请求(服务端) == 四次挥手第三次
服务端发送fin请求断开连接字段 同时还会再次发送ack确认字段
服务端状态为: close_wait -- last_ack
第六个历程: 接收断开连接请求(客户端) 发送最后确认信息 == 四 次挥手第四次
客户端接收断开连接请求 同时发送最后确认信息ack=1
客户端状态为: fin_wait2 -- time_wait (等时间 60s 90s 120s???)
第七个历程: 接收最后确认信息(服务端)
服务端状态为: last_ack -- closed
第八个历程: 等待时间结束
客户端状态为: time_wait -- closed
图表 1‑5 TCP 四次挥手过程
问题一: 为什么断开过程是四次? 断开过程可以是三次吗?
生活中: 物流公司oldboy
PS: OSI7层模型 == 公司组织架构
四次断开过程:
阿里巴巴(马云)--- 物流公司oldboy OSI会话层
主管(终止合作)-----主管---询问老板 传输层TCP---会话层
<-- 确认 主管 --- 询问老板 --- 没有纠纷(服务端报文是否发送完毕) -- 确认断开
<-- 断开 主管
三次连接过程:
阿里巴巴(马云)---物流公司oldboy OSI会话层
主管(建立合作) 主管(listen)
<--确认 连接
问题二: 为什么要有time_wait状态?
如何保证数据传输可靠性? 利用ack状态信息
1) 避免last_ack状态信息在系统中产生堆积
2) 在time_wait等待状态不停的发送ack信息
3) 等待时间结束, 自动有time_wait===>closed
补充:（遁去的一种状态变化）
1) 当客户端fin_wait1状态直接接收到(fin ack信息)
2) 客户端状态: fin_wait1 -- closing(替换了fin_wait2)
3) 客户端状态: closing --- time_wait --- closed
1.5 网络的两个重要协议原理（DNS/ARP）
1.5.1 DNS解析原理: 域名 -- IP对应关系
DNS协议原理: 实现建立 域名 -- IP
DNS：域名解析系统 名称---IP
A． DNS是什么
域名系统（英文：Domain Name System，缩写：DNS）是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射
B． 如何得知域名和IP地址的映射关系
ping www.baidu.com
dig www.wuxingge.org +trace
C． 完整解析过程
1）在本地查找解析记录 (缓存 hosts)
C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
2）向LDNS服务器发出域名查找请求
3）LDNS服务器向根域名服务器发送请求
4）根域名服务器会告知顶级域名服务器信息
5）LDNS服务器向顶级域名服务器发送请求
6）顶级域名服务器会告知二级域名服务器信息
7）LDNS服务器向二级域名服务器发送请求
8）二级域名服务器直接告知解析记录信息（A记录信息）
9）LDNS接收到解析记录并进行保存，将记录发送给相应主机
10）主机接收到解析记录并进行保存，使用解析后的地址访问网站服务器
dig www.wuxingge.org +trace
图表 1‑6 DNS完整解析过程
1.5.2 ARP访问原理: IP --- mac对应关系
两台主机直接通讯
多台主机直接通讯
协议原理过程：
01. 发送广播信息（发送ARP请求），获取相应主机MAC地址
02. 相应主机进行响应（发送ARP响应），完善arp表（IP--mac）
03. 减少广播包的产生，可以尽量在局域网中使用单播方式进行通讯
ARP协议类型:
动态类型: 实时(定期)更新arp表和mac表信息 --- 办公网站
静态类型: 手动方式向arp表和mac表中添加信息 --- 机房网络
ARP协议概述说明
如果要在TCP/IP协议栈中选择一个"最不安全的协议"，那么我会毫不犹豫把票投给ARP协议。
我们经常听到的这些术语：
网络扫描
内网渗透
中间人拦截
局域网流控
流量欺骗
以上这些属于，基本都跟ARP脱不了干系。大量的安全工具，例如大名鼎鼎的Cain、功能完备的Ettercap、操作傻瓜式的P2P终结者，底层都要基于ARP实现。
听上去这么"逆天"的协议，其实技术原理又简单的难以置信，例如ARP整个完整交互过程仅需要两个包，一问一答即可搞定！但是ARP协议也有它令初学者迷惑的地方，例如由它本身延伸出来的"代理ARP"、"免费ARP"、"翻转ARP"、"逆向ARP"，而这些不同种类的ARP，又应用于不同的场景。
在深入到技术原理之前，作为初学者，我们先记住下面三句话：
1）ARP（Address Resolution Protocol）即地址解析协议， 用于实现从 IP 地址到 MAC 地址的映射，即询问目标IP对应的MAC地址。
2）在网络通信中，主机和主机通信的数据包需要依据OSI模型从上到下进行数据封装，当数据封装完整后，再向外发出。所以在局域网的通信中，不仅需要源目标IP地址的封装，也需要源目标MAC的封装。
3）一般情况下，上层应用程序更多关心IP地址而不关心MAC地址，所以需要通过ARP协议来获知目的主机的MAC地址，完成数据封装。
接下来，我们通过图解的方式来深入了解ARP协议是如何工作的。
ARP协议原理详述
ARP原理之请求应答
同一个局域网里面，当PC1需要跟PC2进行通信时，此时PC1是如何处理的？
根据OSI数据封装顺序，发送方会自顶向下（从应用层到物理层）封装数据，然后发送出去，这里以PC1 ping PC2的过程举例。PC1封装数据并且对外发送数据时，下图中出现了"failed"，即数据封装失败了，为什么？
我们给PC1指令-"ping ip2"，这就告知了目的IP，此时PC1便有了通信需要的源目IP地址，但是PC1仍然没有通信需要的目的MAC地址。这就好比我们要寄一个快递，如果在快递单上仅仅写了收件人的姓名（IP），却没有写收件人的地址（MAC），那么这个快递就没法寄出，因为信息不完整。
那么，现在PC1已经有了PC2的IP地址信息，如何获取到PC2的MAC地址呢？此时，ARP协议就派上用场了。我们接着上面这张图，继续以下步骤说明，我们看到PC1和PC2进行了一次ARP请求和回复过程，通过这个交互工程，PC1便具备了PC2的MAC地址信息。
接下来PC1会怎么做呢？在真正进行通信之前，PC1还会将PC2的MAC信息放入本地的”ARP缓存表”，表里面放置了IP和MAC地址的映射信息，例如 IP2<->MAC2。接下来，PC1再次进行数据封装，正式进入PING通信。
小结：经过上面的步骤处理，PC1终于把数据包发送出去了，之后便可以进行正常的通信了。看到了吧，ARP的功能和实现过程是如此的简单：它在发送方需要目标MAC地址的时及时出手，通过"一问一答"的方式获取到特定IP对应的MAC地址，然后存储到本地“ARP缓存表”，后续需要的话，就到这里查找。
既然是"缓存"表，意味着它有时效性，并且如果电脑或者通信设备重启的话，这张表就会清空；也就是说，如果下次需要通信，又需要进行ARP请求。在我们的windows/macos系统下，可以通过命令行"arp -a"查看具体信息。
ARP原理之广播请求单播回应
上面的图解过程看上去简单又纯粹，好像我们就已经把这个协议的精髓全部get到，但其实，我们只是刚揭开了它的面纱，接下来我们才真正进入正题。例如，上面的图解过程中，整个局域网（LAN）只有PC1和PC2两个主机，所以这个一问一答过程非常的顺畅。
而实际网络中，这个LAN可能有几十上百的主机，那么请问，PC1如何将这个【ARP请求包】顺利的交给PC2，而PC2又如何顺利的把【ARP回应包】返回给PC1? 我们看下面的图：
为了营造出"几十上百"的效果，这里多添加了2个主机进来，在多主机环境下，PC1现在发出的ARP请求包，怎么交到PC2手里？
这时，ARP协议就需要采用以太网的"广播"功能：将请求包以广播的形式发送，交换机或WiFi设备（无线路由器）收到广播包时，会将此数据发给同一局域网的其他所有主机。
那么，什么是广播？对于初学者而言，我们只需要知道，大部分的广播包，它们有一个共同特征：二层封装时目的MAC是全f（ffff.ffff.ffff）或三层封装时目的IP是全1（255.255.255.255）。可以这样更方便的记住：目的地址最大的，就是广播。
注明：广播根据所在层次可分为二层广播和三层广播，根据发生范围可分为本地广播和定向广播，小伙伴们有兴趣可以自己再去拓展下。
根据上图我们看到，PC1发送的请求广播包同时被其他主机收到，然后PC3和PC4收到之后（发现不是问自己）则丢弃。而PC2收到之后，根据请求包里面的信息（有自己的IP地址），判断是给自己的，所以不会做丢弃动作，而是返回ARP回应包。
ARP请求是通过广播方式来实现的，那么，PC2返回ARP回应包，是否也需要通过广播来实现呢？答案是否定的。大部分网络协议在设计的时候，都需要保持极度克制，不需要的交互就砍掉，能合并的信息就合并，能不用广播就用单播，以此让带宽变得更多让网络变得更快。
那么，ARP回应包是如何处理的？这里需要特别关注ARP请求包的内容，在上面的图解里面，ARP请求包的完整信息是：我的IP地址是IP1，MAC地址是MAC1，请问谁是PC2，你的IP2对应的MAC地址是多少？
简单来说，ARP请求首先有"自我介绍"，然后才是询问。这样的话，PC2在收到请求之后，就可以将PC1的IP和MAC映射信息存储在本地的【ARP缓存表】，既然知道PC1在哪里，就可以返回ARP单播回应包。
接下来我们来看下这个ARP广播请求包接下来是如何工作的？
这张图我们需要得到两个信息：
1）被询问者PC2先生成了ARP映射信息，然后才是询问者PC1；
2）PC3和PC4等其他主机，无法收到这个ARP回应包，因为是单播形式。
小结：ARP协议通过"一问一答"实现交互，但是"问"和"答"都有讲究，"问"是通过广播形式实现，"答"是通过单播形式。
ARP数据包解读
为了让大家更好的理解ARP协议以及广播和单播的概念，我们来看一下用Wireshark抓取到的真实网络中的ARP过程，通过数据包的方式来呈现，地址信息如下，部分MAC信息隐去。（建议初学者用GNS3配合Wireshark来抓取协议包进行分析，相比真实网络更加干净，方便分析）
主机1 <---> 主机2
主机1： IP1 10.1.20.64 MAC1：00:08:ca:xx:xx:xx
主机2： IP2 10.1.20.109 MAC2：44:6d:57:xx:xx:xx
ARP请求包
ARP回应包
ARP协议字段解读
Hardware type ：硬件类型，标识链路层协议
Protocol type ：协议类型，标识网络层协议
Hardware size ：硬件地址大小，标识MAC地址长度，这里是6个字节（48bti）
Protocol size ：协议地址大小，标识IP地址长度，这里是4个字节（32bit）
Opcode ：操作代码，标识ARP数据包类型，1表示请求，2表示回应
Sender MAC address ：发送者MAC
Sender IP address ：发送者IP
Target MAC address ：目标MAC，此处全0表示在请求
Target IP address ：目标IP
ARP到底是链路层还是网络层？
这个问题的难度堪比另外一个世界级难题：世界上最好的编程语言是什么？
其实早在20世纪时，W.Richard Stevens在《TCP/IP详解卷一》里面就提到了这个难题。这里给出我个人的协议分层思路，给大家作为参考。
协议到底所属哪一层，可以从应用/功能来考虑，也可以从层次/包封装来考虑。
以ARP协议为例，它的功能最终是获取到MAC信息，服务于链路层，从这点考虑，ARP是链路层协议；但是从层次来看，ARP基于Ethernet协议，IP协议基于Ethernet协议，它们在Ethernet协议里面有独立的Type类型，前者是0x0806，后者是0x0800，既然ARP和IP协议"平起平坐"，那么IP是网络层，ARP难道就不是网络层？
小结：基于功能来考虑，ARP是链路层协议；基于分层/包封装来考虑，ARP是网络层协议。（此方法对于ICMP协议同样管用）
1.6 常用端口
|
SSH |
22 |
|
TELNET |
23 |
|
POP3 |
110 |
|
邮箱 |
25 |
|
DNS |
53 |
|
HTTP |
80 |
|
HTTPS |
443 |
|
远程服务 |
3389 |
1.7 IP地址
1.7.1 IP地址详概念说明
IP地址作用：实现主机身份标识，用于网络通讯
IP地址组成：网段地址（省份区域） + 主机地址（街道小区房间）
IP地址表示形式：IP报文结构--地址占用32位
10.0.0.200
2的32次方 ~ 0 -- 42.9亿（ipv4）
32bit -- 4组 -- 8位为一组
8bit 2的8次方== 1~256
00000000
00000000 - 0 - 0
00000001 - 1 - 1
00000010 - 10 - 2
二进制 到 十进制转换关系 （求和运算）
00010001
00010000 00000001
16 1 17
11111111
128 64 32 16 8 4 2 1 = 255
十进制 到 二进制转换关系 （求差运算）
192
判断：是否大于等于 --》 求差运算
144 - 128 = 16 - 16 =0
1 0 0 1 0 0 0 0
128 64 32 16 8 4 2 1
图表 1‑7 二进制到十进制转换关系
1.7.2 IP地址分类说明(IPv4 32-IPv6 128)
IPv4---2的32次方 IPv6---2的128次方
第一种分类：按照地址范围进行分类
A类 B类 C类 D类 E类 -- C类
第二种分类：按照地址用途进行分类
公网地址：全球唯一 192.168.1.1
私网地址：重复使用（不同局域网可以重复使用）
10.0.0.0/8 (10.0.0.0 到 10.255.255.255)
172.16.0.0/16 (172.16.0.0 到 172.31.255.255)
192.168.0.0/24 (192.168.0.0 到 192.168.255.255)
169.254.0.0/16 (169.254.0.0 到 169.254.255.255)*系统分配地址
PS：私网地址网段信息不能出现在公网路由器的路由表中
NAT技术：实现私网地址和公网地址的映射 多个公网地址池
第三种分类：按照地址通讯方式分类
单播通讯:单播地址 1 vs 1
广播通讯:广播地址 1 vs n 局域网 所有主机 主机位全为1 广播地址
192.168.20.255
172.16.255.255
主机位全为0 网段地址
192.168.20.0
公式：一个网段中到底有多少个主机
192.168.1.0 ---C类地址---网段中可以有多少个地址
2的n次方 - 3 == 2的8次方 - 3 = 256 - 3 = 253
n表示网段中有多少个主机位
-3 广播地址 网段地址 网关地址（192.168.1.1 192.168.1.254）
组播通讯：组播地址（D类） 1 vs n 局域网 部分主机
图表 1‑8 IP按照地址范围进行分类
1.7.3 子网划分方法
A B C
172.16.1.0 255.0.0.0 子网掩码
掩码：标识地址类型
179.16.1.1
NNNNNNN NNNNNNNN HHHHHHHH HHHHHHHH
1111111 11111111 00000000 00000000
A: 255.0.0.0 \8
B: 255.255.0.0 \16
C: 255.255.255.0 \24
172.16.0.0\16 公网地址网段
2的16次方 -3 == 65536 -3 = 65533 10台服务器 65523多于
局域网 --- 6万多个主机 -- 广播
6万多台主机需要访问外网 --- 路由器
划分子网原因：
01. 避免地址的浪费 避免浪费 100地址网段 100地址网段
02. 会产生广播风暴 减小广播问题
03. 路由器负载压力过大 减小路由器负载压力
如何划分子网:
IP地址的子网划分：192.168.1.0/26 26-24=2
第一个步骤：原有地址属于哪个主类地址
第二个步骤：利用子网掩码数值减去相应主类掩码数值，获取子网信息
2的n次方，n表示多少个子网位
第三个步骤：获取子网数量，以及子网网段地址（网络地址）
第四个步骤：获取子网掩码信息
第五个步骤：获取子网地址范围
2的n次方-3
172.16.0.0/16 1个大的，一分为2
172.16.0.0段 172.16.0.1~172.16.127.254
172.16.128.0段 172.16.128.1~172.16.255.254
面试题：给你一个网络地址信息 192.168.10.0/26
请问：
01. 划分多少个子网 26-24-2 2的2次方=4
02. 每个子网的网段地址
03. 每个子网的掩码信息
04. 每个子网地址范围
CCNA
01. 路由交换设备简单配置
02. VLSM子网地址划分
图表 1‑9 子网划分举例说明
1.8 企业上网原理配置说明：
路由器配置：
第一步：获取设备管理IP地址，修改笔记本网卡地址
第二步：外网线路配置（运营商），完成路由或拨号配置（用户名 密码--获取外网IP）
第三步：配置DHCP服务，实现办公环境主机自动获取IP地址
IP地址池信息：192.168.19.1~~192.168.19.200
子网掩码信息：255.255.255.0
网关地址信息：192.168.19.254
DNS地址信息：223.5.5.5
交换机配置：
配置交换机的vlan （v虚拟 lan局域网）
一个交换机所有接口属于一个广播域
交换机的接口类型（）：
01. 属于vlan接口，标记属于哪个vlan
02. 属于trunk接口，实现不同vlan数据进行传递
图表 1‑10 VLAN工作原理
1.9 虚拟主机上网原理（win7 win10--ghost（阉割版））
NAT:
优势：防止IP地址冲突
劣势：不便于其他物理主机访问虚拟主机
桥接：
优势：便于其他物理主机访问虚拟主机
劣势：容易造成IP地址冲突
仅主机：
优势：网络环境安全
劣势：不能访问外网
图表 1‑11 虚拟主机上网原理
1.10 系统路由配置说明
1.10.1 静态网段路由配置：
centos6：net-tools
route
route add -net 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.1.100
route del -net 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.1.100
centos7：iproute（推荐）
ip route
ip route add 192.168.10.0/24 via（经由） 192.168.1.100
ip route del 192.168.10.0/24 via（经由） 192.168.1.100
1.10.2 静态主机路由配置：
centos6：net-tools
route add -host 223.5.5.5/32 gw 10.0.0.254
centos7：iproute（推荐）
ip route add 223.5.5.5/32 via 10.0.0.254
1.10.3 静态默认路由：
centos6：net-tools
route add default gw 10.0.0.254
centos7：iproute（推荐）
ip route add default via 10.0.0.254
图表 1‑12 centos6与centos7的一些路由配置命令对比
面试题：
01. 系统中如何进行路由配置 （3种方式）
02. 指定其它网关实现路由通讯（2种方式 修改网卡文件/利用命令）
