IPv4:定义了三层封装格式和地址信息(可手工配置或 DHCP 自动获取)。

IPV4 地址格式:点分十进制,共 32 比特;分为网络位和主机位,网络位表示 PC 所属的广播域,主机位表示广播域内的某一节点。

「网工必看」子网划分之二进制、十进制知识锦囊_子网掩码

二进制表示:

「网工必看」子网划分之二进制、十进制知识锦囊_子网_02

十进制表示:

「网工必看」子网划分之二进制、十进制知识锦囊_字段_03

二进制、十进制、十六进制间的转换:

「网工必看」子网划分之二进制、十进制知识锦囊_子网_04「网工必看」子网划分之二进制、十进制知识锦囊_字段_05

1

 

IPV4 地址的主类分类:

A 类地址:0.0.0.0--127.255.255.255;其中 0.0.0.0 表示未指定地址 / 默认路由 / 缺省路由;127.0.0.0 网段为环回测试地址。

「网工必看」子网划分之二进制、十进制知识锦囊_子网_06

B 类地址:128.0.0.0--191.255.255.255

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C 类地址:192.0.0.0--223.255.255.255

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D 类地址:224.0.0.0--239.255.255.255(组播地址)

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E 类地址:240.0.0.0--255.255.255.255;保留地址,其中 255.255.255.255 为全网广播地址。

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  • 网络号 / 前缀:XXXX.XXXX.XXXX.0; 主机不可用,用于标识某一网络。
  • 网关地址:用来转发来自不同网段之间的数据包。
  • 定向广播地址:XXXX.XXXX.XXXX.255; 主机不可用,用于跨广播域发送广播。
  • 全向广播地址:255.255.255.255;主机不可用,用于主机所在广播域内发送广播。

注:某一网络内主机可用地址数量 = 2 的 N 次方减 2。

2

 

子网划分:

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子网掩码:

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注:网络地址 / 网络号 = IP 地址 * 子网掩码(与运算)

FLSM: 定长子网掩码;要求 IP 子网划分后的每一个子网的内主机数量必须相同,这就表示一个主类子网段只能做一次的子网划分;

注:在有类 Classfull 时代,只支持有类设备;其中全 0、全 1 子网段不可用。

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VLSM:不定长子网掩码;允许使用多个子网掩码划分子网,每一个子网内主机数量可以不同,VLSM 使 IP 地址空间得到更有效的利用。

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CIDR:无类域间路由,又称超网路由;路由汇总和路由聚合(路由汇总只能在主类中汇总;路由聚合可以打破主类分类限制);将网络前缀相同的连续 IP 地址组成 CIDR 地址块;消除了自然分类地址和子网划分的界限;支持强化地址汇聚。

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注:当去往多个目的网络对应相同的出接口和下一跳地址且这些目的网络前缀连续时,就可以进行路由汇总;使用 CIDR 也可能会产生路由黑洞,产生路由环路。

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IPV4 报文报头:

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注:数据包头总长度为 60 字节,其中基本字段 20 字节,共 12 个字段;40 字节的可选项字段,用于管理员网络测试;报头长度必须能被 4 字节整除;

第一行:Version:版本 4-IPv4 Header Length:报头长度

DS Field(TOS):服务质量 QOS Total Length:数据包总长度

第二行:Identification:标识符 Flags:标记(DF、MF)

Fragment Offset:分段偏移量(本行为执行三层数据切片;效率低)

第三行:Time to live:存活时间,TTL 跳数 Protocol:传输层协议(TCP 6 UDP 17 ICMP 1 IGMP 2 EIGRP 88 OSPF 89 PIM 103) Header checksum:数据包校验和

第四行:Source IP Address:源 IP 地址

第五行:Destination IP Address:目的 IP 地址

第六行:IP Options:可选字段(详细内容参照 TCP/IP 协议卷一详解)

注:TOS 字段包含了 ip procedence 优先级和 DSCP 区分服务码点;其中 ip procedence 使用 TOS 前 3bit,取值范围 0--7;DSCP 使用 TOS 前 6bit,其中第 6bit 恒为 0,左边 3bit 为 x bit,右边 2bit 为 y bit。