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今天更新的是：
- 08 子网划分-IPv4地址枯竭的解决办法。
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创建时间：2021年1月22日
软件： eNsp_Client 、SecureCRT 、MindMaster
- 先放一张思维导图，大致知道操作系统的具体功能和目标，然后再一一展开叙述。
子网划分-IPv4地址枯竭的解决办法：
1. 1 回顾网络层的作用：
-
网络层位于数据链路层与传输层之间。网络层中包含了许多协议，其中最为重要的协议就是IP协议。网络层提供了IP路由功能。理解IP路由除了要熟悉IP协议的工作机制之外，还必须理解IP编址以及如何合理地使用IP地址来设计网络。
1.1.1 网络层要实现的功能：
- IP地址的编址和寻址。（IPv4（已经枯竭）、IPv6）
- IP路由。
- IP的分片。
1. 2 IP地址回顾：
1.2.1 IP地址组成：
- IP地址组成由
网络位和主机位组成。
1.2.2 IP地址特殊的部分：
- 网络地址：
表示一个网络（不可配置）、例：192.168.1.0 表示这个网络 - 主机地址：
表示一个网络中的广播、例：192.168.1.255 表示这个全网的主机。
1.2.3 IP地址的转化：
- IPv4 用
二进制表示、最大为：255.255.255.255 - IPv6 用
十六进制表示 -
在IP网络中，二进制和十六进制是常用的编码方式。
1.2.4 掩码：
- 掩码：区分IP地址中的网络位和主机位。
- 掩码规则:
必须是连续的0或者1。 -
1 覆盖的位置为网络位 、 0 覆盖的位置为主机位。
1.2.5 IP地址的分类
- IP地址分为5类：
A--E （私有地址、特殊地址）
- 私有地址范围（内部局域网使用）：
10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255 - 特殊地址（保留不用的）：
127.0.0.0~127.255.255.255、（其中127.0.0.1 叫做环回地址用作主机测试） 0.0.0.0（代表整个IPv4地址）
255.255.255.255（全网广播）
1.2.6 通过IP地址和掩码可以计算什么？
-
网络地址、 广播地址、地址范围、本网有几台主机 。
- 计算步骤：
- 将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址。
虚线前为网络地址，虚线后为主机地址。 - IP地址和子网掩码进行与运算，
结果是网络地址。 - 将上面的网络地址中的网络地址部分不变，主机地址变为全1，
结果就是广播地址 。 -
地址范围就是含在本网段内的所有主机 网络地址+1即为第一个主机地址。
广播地址-1即为最后一个主机地址地址范围是： 网络地址+1 至 广播地址-1
- 超详细的子网划分与网络划分实例详解
3. 1 什么是无类IP：
- 无类IP：
IP地址没有分类，在寻址时使用子网掩码和IP地址来判断网络号与主机号，rip v1和igrp不支持无类路由协议。
3. 2 什么是网关：
- 网关(Gateway) 又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI 7层协议的顶层–应用层。
-
简单来说网关就是用来转发来自不同网段之间的数据包。 -
在OSI中，网关有两种：一种是面向连接的网关，一种是无连接的网关。当两个子网之间有一定距离时，往往将一个网关分成两半，中间用一条链路连接起来，我们称之为半网关。
3.2.1 什么是默认网关？
- 默认网关 ：是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。
3.2.2 网关协议的分类和区别？
- 网关-网关协议（GGP）：核心网关为了正确和高效地路由报文需要知道Internet其他部分发生的情况，包括路由信息和子网特性。当一个网关处理重负载而使速度特别慢，并且这个网关是访问子网的惟一途径时，通常使用这种类型的信息，网络中的其他网关能剪裁交通流量以减轻网关的负载。
GGP主要用于交换路由信息，不要混淆路由信息（包括地址、拓扑和路由延迟细节）和作出路由决定的算法。路由算法在网关内通 常是固定的且不被GGP改变。核心网关之间通过发送GGP信息，并等待应答来通信，之后如果收到含特定信息的应答就更新路由表。
注意GGP的最新改进SPREAD已经用于Internet，但它还不如GGP普及。GGP被称为向量-距离协议。要想有效工作，网关必须含有互联网络上有关所有网关的完整信息。否则，计算到一个目的地的有效路由将是不可能的。因为这个原因，所有的核心网关维护一张Internet上所有核心网关的列表。这是一个相当小的表，网关能容易地对其进行处理。 - 外部网关协议（EGP）：外部网关协议用于在非核心的相邻网关之间传输信息。非核心网关包含互联网络上所有与其直接相邻的网关的路由信息及其所连机器信息，但是它们不包含Internet上其他网关的信息。对绝大多数EGP而言，只限制维护其服务的局域网或广域网信息。这样可以防止过多的路由信息在局域网或广域网之间传输。EGP强制在非核心网关之间交流路由信息。由于核心网关使用GGP，非核心网关使用EGP，而二者都应用在Internet上，所以必须有某些方法使二者彼此之间能够通信。Internet使任何自治（非核心）网关给其他系统发送“可达”信息，这些信息至少要送到一个核心网关。如果有一个更大的自治网络，常常认为有一个网关来处理这些可达信息。和GGP一样，EGP使用一个查询过程来让网关清楚它的相邻网关并不断地与其相邻者交换路由和状态信息。EGP是状态驱动的协议，意思是说它依赖于一个反映网关情况的状态表和一组当状态表项变化时必须执行的一组操作。
- 内部网关协议（IGP）：有几种内部网关协议可用，最流行的是RIP和HELLO，另一个协议称为开放式最短路径优先协议（OSPF），这些协议没有一个是占主导地位的，但是RIP可能是最常见的IGP协议。选择特定的IGP以网络体系结构为基础。RIP和HELLO协议都是计算到目的地的距离，它们的消息包括机器标识和到机器的距离。一般来讲，由于它们的路由表包含很多项，因此消息比较长。RIP和HELLO一直维护相邻网关之间的连接性以确保机器是活跃的。路由信息协议使用广播技术。意思是说网关每隔一定时间要把路由表广播给其他网关。这也是RIP的一个问题，因为这会增加网络流量，降低网络性能。HELLO协议与RIP的不同之处在于HELLO使用时间而不是距离作为路由因素。这要求网关对每条路由有合理的准确时间信息。由于这个原因，所以HELLO协议依赖于时钟同步消息。开放式最短路径优先协议是由Internet工程任务组开发的协议，希望它能成为居于主导地位的IGP。用“最短路径”来描述协议的路由过程不准确。更好一些的名字是“最优路径”， 这其中要考虑许多因素来决定到达目的地的最佳路由。
3.2.3 网关的类型有哪些？
- 传输网关：传输网关用于在2个网络间建立传输连接。利用传输网关，不同网络上的主机间可以建立起跨越多个网络的、级联的、点对点的传输连接。例如通常使用的路由器就是传输网关，“网关”的作用体现在连接两个不同的网段，或者是两个不同的路由协议之间的连接，如RIP,EIGRP,OSPF,BGP等。
- 应用网关：应用网关在应用层上进行协议转换。例如，一个主机执行的是ISO电子邮件标准，另一个主机执行的是Internet 电子邮件标准，如果这两个主机需要交换电子邮件，那么必须经过一个电子邮件网关进行协议转换，这个电子邮件网关是一个应用网关。再例如，在和 Novell NetWare 网络交互操作的上下文中，网关在 Windows 网络中使用的服务器信息块 (SMB) 协议以及 NetWare 网络使用的 NetWare 核心协议 (NCP) 之间起着桥梁的作用。NCP是工作在OSI第七层的协议，用以控制客户站和服务器间的交互作用，主要完成不同方式下文件的打开、关闭、读取功能。
- 信令网关SG：主要完成7号信令网与IP网之间信令消息的中继，在3G初期，对于完成接入侧到核心网交换之间的消息的转接(3G之间的RANAP消息，3G与2G之间的BSSAP消息)，另外还能完成2G的MSC/GMSC与软交换机之间ISUP消息的转接。
- 中继网关：又叫IP网关,同时满足电信运营商和企业需求的VoIP设备。中继网关(IP网关)由基于中继板和媒体网关板建构，单板最多可以提供128路媒体转换，两个以太网口，机框采用业界领先的CPCI标准，扩容方便具有高稳定性、高可靠性、高密度、容量大等特点.
- 接入网关：是基于IP的语音/传真业务的媒体接入网关，提供高效、高质量的话音服务，为运营商、企业、小区、住宅用户等提供VoIP解决方案。
- 协议网关：协议网关通常在使用不同协议的网络区域间做协议转换。这一转换过程可以发生在OSI参考模型的第2层、第3层或2、3层之间。 但是有两种协议网关不提供转换的功能：安全网关和管道。由于两个互连的网络区域的逻辑差异， 安全网关是两个技术上相似的网络区域间的必要中介。如私有广域网和公有的因特网。
- 应用网关：是在使用不同数据格式间翻译数据的系统。典型的应用网关接收一种格式的输入，将之翻译， 然后以新的格式发送。输入和输出接口可以是分立的也可以使用同一网络连接。应用网关也可以用于将局域网客户机与外部数据源相连，这种网关为本地主机提供了与远程交互式应用的连接。 将应用的逻辑和执行代码置于局域网中客户端避免了低带宽、高延迟的广域网的缺点，这就使得客户端的响应时间更短。 应用网关将请求发送给相应的计算机，获取数据，如果需要就把数据格式转换成客户机所要求的格式。
- 安全网关：安全网关是各种技术有趣的融合，具有重要且独特的保护作用，其范围从协议级过滤到十分复杂的应用级过滤。
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