（二）网络基础之划分网段
范例：ARP 表
[21:06:05 root@sz-centos7 ~]# arp -n
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
172.31.0.20 ether 00:0c:29:5b:a4:d9 C eth0
172.31.0.254 ether 00:50:56:f3:ed:0e C eth0
172.31.0.1 ether 00:50:56:c0:00:08 C eth0
[21:06:05 root@sz-centos7 ~]# arp -n
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
172.31.0.20 ether 00:0c:29:5b:a4:d9 C eth0
172.31.0.254 ether 00:50:56:f3:ed:0e C eth0
172.31.0.1 ether 00:50:56:c0:00:08 C eth0
范例: 利用icmp协议判断网络状态
[root@centos7 ~]#ping 10.0.0.8
PING 10.0.0.8 (10.0.0.8) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.8: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.307 ms[root@centos7 ~]#ping 10.0.0.8
PING 10.0.0.8 (10.0.0.8) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.8: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.307 ms
[root@centos8 ~]#ping -s 65508 10.0.0.8
Error: packet size 65508 is too large. Maximum is 65507
[root@centos8 ~]#ping -f -s 65507 172.18.0.200
PING 172.18.0.200 (172.18.0.200) 65507(65535) bytes of data.
IP PDU 报头格式
版本:占4位,指 IP 协议的版本目前的IP协议版本号为4
首部长度:占4位,可表示的最大数值是15个单位，一个单位为4字节，因此IP 的首部长度的最大值是60字节
区分服务:占8位,用来获得更好的服务,在旧标准中叫做服务类型,但实际上一直未被使用过.后改名为区分服务.只有在使用区分服务(DiffServ)时,这个字段才起作用.一般的情况下不使用
总长度:占16位,指首部和数据之和的长度,单位为字节,因此数据报的最大长度为 65535 字节.总长度必须不超过最大传送单元 MTU
标识:占16位,它是一个计数器,通常，每发送一个报文，该值会加1， 也用于数据包分片，在同一个包的若干分片中，该值是相同的
标志(flag):占3位,目前只有后两位有意义
DF： Don’t Fragment 中间的一位，只有当 DF=0 时才允许分片
MF： More Fragment 最后一位，MF=1表示后面还有分片,MF=0 表示最后一个分片
IP PDU 报头
片偏移:占13位,指较长的分组在分片后，该分片在原分组中的相对位置.片偏移以8个字节为偏移单位
生存时间:占8位,记为TTL (Time To Live) 数据报在网络中可通过的路由器数的最大值,TTL 字段是由发送端初始设置一个 8 bit字段.推荐的初始值由分配数字 RFC 指定,当前值为 64.发送 ICMP 回显应答时经常把 TTL设为最大值 255
协议:占8位,指出此数据报携带的数据使用何种协议以便目的主机的IP层将数据部分上交给哪个处理过程, 1表示为 ICMP 协议, 2表示为 IGMP 协议, 6表示为 TCP 协议, 17表示为 UDP 协议
首部检验和:占16位,只检验数据报的首部不检验数据部分.这里不采用 CRC 检验码而采用简单的计算方法
源地址和目的地址:都各占4字节,分别记录源地址和目的地址
范例：发现IP冲突的主机
[root@centos8 ~]#arping 10.0.0.6
ARPING 10.0.0.6 from 10.0.0.8 eth0
Unicast reply from 10.0.0.6 [00:0C:29:E0:2F:37] 0.779ms
Unicast reply from 10.0.0.6 [00:0C:29:32:80:38] 0.798ms
Unicast reply from 10.0.0.6 [00:0C:29:32:80:38] 0.926ms
Unicast reply from 10.0.0.6 [00:0C:29:32:80:38] 0.864ms
^CSent 3 probes (1 broadcast(s))
Received 4 response(s)
修改内核配置
[root@centos8 ~]#vim /etc/sysctl.conf
#加下面两行
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1
[root@centos8 ~]#sysctl -p
#查看IP验证
[root@centos8 ~]#ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group
default qlen 1000
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP
group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:44:c3:fe brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.0.0.8/24 brd 10.0.0.255 scope global noprefixroute eth0
valid_lft forever preferred_lft forever
#注意:禁用IPv6可能会影响一些服务的启动,如:ssh,postfix,mysql等
[root@centos8 ~]#vim /etc/ssh/sshd_config
#AddressFamily any 此行修改为以下行
AddressFamily inet
[root@centos8 ~]#systemctl restart sshd
[root@centos8 ~]#vim /etc/postfix/main.cf
#inet_interfaces = localhost 此行修改为以下行
inet_interfaces = 127.0.0.1
[root@centos8 ~]#systemctl restart postfix
[root@centos8 ~]#ss -ntl
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
LISTEN 0 100 127.0.0.1:25 0.0.0.0:*
IP地址
IP地址组成
它们可唯一标识 IP 网络中的每台设备 ，每台主机（计算机、网络设备、外围设备）必须具有唯一的地
址
IP地址由两部分组成
网络 ID：标识网络，每个网段分配一个网络ID，处于高位
主机 ID：标识单个主机，由组织分配给各设备，处于低位
A类：
0 0000000 - 0 1111111.X.Y.Z : 0-127.X.Y.Z
网络ID位是最高8位,主机ID是24位低位
网络数：126=2^7(可变是的网络ID位数)-2
每个网络中的主机数：2^24-2=16777214
默认子网掩码：255.0.0.0
私网地址：10.0.0.0
范例:114.114.114.114,8.8.8.8,1.1.1.1,123.56.174.200,119.29.29.29
B类：
10 000000 - 10 111111.X.Y.Z：128-191.X.Y.Z
网络ID位是最高16位,主机ID是16位低位
网络数：2^14=16384
每个网络中的主机数：2^16-2=65534
默认子网掩码：255.255.0.0
私网地址：172.16.0.0-172.31.0.0
范例:180.76.76.76，172.16.0.1
C类：
110 0 0000 - 110 1 1111.X.Y.Z: 192-223.X.Y.Z
网络ID位是最高24位,主机ID是8位低位
网络数：2^21=2097152
每个网络中的主机数：2^8-2=254
默认子网掩码：255.255.255.0
私网地址：192.168.0.0-192.168.255.0
范例: 223.6.6.6,223.5.5.5
D类：组（多）播，1110 0000 - 1110 1111.X.Y.Z: 224-239.X.Y.Z
E类：保留未使用，240-255
公共和私有IP地址
私有IP地址：不直接用于互联网，通常在局域网中使用
| 类型 | 私有地址范围 |
|---|---|
| A | 10.0.0.0 到 10.255.255.255 |
| B | 172.16.0.0 到 172.31.255.255 |
| C | 192.168.0.0 到 192.168.255.255 |
公共IP地址：互联网上设备拥有的唯一地址
| 类型 | 公共IP地址范围 |
|---|---|
| A | 1.0.0.0 到 9.255.255.255，11.0.0.0 到 126.255.255.255 |
| B | 128.0.0.0 到 172.15.255.255， 172.32.0.0 到 191.255.255.255 |
| C | 192.0.0.0 到 192.167.255.255，192.169.0.0 到 223.255.255.255 |
特殊地址
0.0.0.0
0.0.0.0不是一个真正意义上的IP地址。它表示所有不清楚的主机和目的网络
255.255.255.255
限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机
127.0.0.1～127.255.255.254
本机回环地址，主要用于测试。在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的 数据包
224.0.0.0到239.255.255.255
组播地址，224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。224.0.0.5指OSPF 路由器，地址
多用于一些特定的程序以及多媒体程序
169.254.x.x
如果Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址，而又无法从DHCP服务器获取地址，系统会为主
机分配这样地址
保留地址
网络地址：
网络：32
0000000000000000
广播地址
32位
1111111111111111
范例:
172.16.0.0 网络中的两个地址:172.16.0.0 172.16.255.255
子网掩码
CIDR：无类域间路由，目前的网络已不再按A，B，C类划分网段，可以任意指定网段的范围
CIDR 无类域间路由表示法：IP/网络ID位数，如：172.16.0.100/16
netmask子网掩码：32位或128位（IPv6）的数字，和IP成对使用，用来确认IP地址中的网络ID和主机ID，对应网络ID的位为1，对应主机ID的位为0,范例:255.255.255.0，表现为连续的高位为1，连续的低位为0
子网掩码的八位
10000000 = 128
11000000 = 192
11100000 = 224
11110000 = 240
11111000 = 248
11111100 = 252
11111110 = 254
11111111 = 255
相关公式：
一个网络的最多的主机数＝2^主机ID位数-2
网络（段）数=2^网络ID中可变的位数
网络ID=IP与netmask
判断对方主机是否在同一个网段：
用自已的子网掩码分别和自已的IP及对方的IP相与，比较结果，相同则同一网络，不同则不同网段
范例:
netmask: 255.255.224.0,网络ID位:19 主机ID位:13,主机数=2^13-2=8190
范例：判断A和B是否在网一个网段?
A: 192.168.1.100 netmask:255.255.255.0
B: 192.168.2.100 netmask:255.255.0.0
答：
范例：一个主机：172.16.1.100/28
1、此主机所在的网段最多有多少主机?
答：主机数=2^(32-28)-2=14
2、网络ID? IP和子网掩码相与，
答：172.16.1.96
3、此网段的主机中最小的IP？，最大的IP？
答：最小的IP：172.16.1.97，最大的IP:172.16.1.110
划分子网
划分子网：将一个大的网络（主机数多）划分成多个小的网络（主机数少），主机ID位数变少，网络ID
位数变多，网络ID位向主机ID位借n位,将划分2^n个子网
范例：
中国移动10.0.0.0/8 给32个各省公司划分对应的子网
1）每个省公司的子网的netmask？
答：2^5>=32 借5位网络ID
8+5=13
255.248.0.0
2)每个省公司的子网的主机数有多少？
答：2^(32-13)-2=524286
3）河南省得到第10个子网，网络ID？
答：10.00000 000.0.0/13
10.01001 000.0.0/13
10.72.0.0/13
4）河南省得到第10个子网的最小IP和最大的IP？
答：10.01001 000.0.1
10.01001 111.11111111.11111110
10.72.0.1---10.79.255.254
5）所有子网中最大，最小的子网的netid？
答：10.00000 000.0.0/13 10.0.0.0/13
10.11111 000.0.0/13 10.248.0.0/13
范例：
中国移动10.0.0.0/8 给32个各省公司划分对应的子网,河南省得到第10个子网,再给省内的18个地市划分子
网
1）每个市公司的子网的netmask？
2）每个市公司的子网的主机数有多少？
3）各地市的最小netid和最大的netid？
4）洛阳市第2个子网，最小IP和最大IP？
合并超网：将多个小网络合并成一个大网，主机ID位向网络ID位借位
范例：
8个C类网段
220.78.168.0/24
220.78.169.0/24
220.78.170.0/24
220.78.171.0/24
220.78.172.0/24
220.78.173.0/24
220.78.174.0/24
220.78.175.0/24
220.78.10101 000.0 220.78.168.0/24
220.78.10101 001.0 220.78.169.0/24
220.78.10101 010.0 220.78.170.0/24
......
220.78.10101 110.0 220.78.174.0/24
220.78.10101 111.0 220.78.175.0/24
#合并成一个大网
220.78.168.0/21
