MAC地址

每一个网卡都有一个6字节(48bit)的MAC地址(Media Access Control Address)
全球唯一，固化在了网卡的ROM中，由IEEE802标准规定，但是可以在电脑中自己进行修改，如果同一网段中有两个MAC地址一样的网卡，必然有一个不能工作
前3字节:OUI (Organizationally Unique Identifier)，组织唯一标识符由IEEE的注册管理机构分配给厂商

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MAC地址格式

windows：40-55-82-OA-8C-6D
Linux、Android、Mac、Ios：40:55:82:0A:8C:6D
Packet Tracer：4055.820A.8C6D
当48位全为1时，代表广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF

当不知道对方主机的MAC地址时，可以通过发送ARP广播获取对方的MAC地址获取成功后，会缓存IP地址、MAC地址的映射信息，俗称:ARP缓存
通过ARP广播获取的MAC地址，属于动态(dynamic)缓存
存储时间比较短(默认是2分钟)，过期了就自动删除

关于MAC地址的相关命令

arp -a[主机地址]: 查询ARP缓存

arp -d[主机地址]: 删除ARP缓存

arp -s 主机地址MAC地址: 增加一条缓存信息(这是静态缓存，存储时间较久，不同系统的存储时间不同)

IP地址

IP地址(Internet Protocol Address) :互联网上的每一个主机都有一个IP地址

最初是IPv4版本，32bit (4字节)，2019年11月25日，全球的IP地址已经用完

后面推出了IPv6版本，128bit (16字节)

IP地址由2部分组成:网络标识（网络ID)、主机标识（主机ID)

同一网段的计算机，网络ID相同

通过子网掩码（subnet mask)可以计算出网络ID∶子网掩码&IP地址

主机号全为0表示当前网段，主机号全为1表示广播地址

A类地址

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0不能用（网段不能为0），127作为保留网段。

其中127.0.0.1是本地环回地址(Loopback)，代表本机地址

可以分配给主机的：

  • 第1部分的取值范围是:1~126
  • 第2、3、4部分的取值范围是:0~255
  • 每个A类网络能容纳的最大主机数是:256 *256 * 256-2 = 2的24次方-2=16777214

B类地址

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  • 第1部分的取值范围是:128~191

  • 第2部分的取值范围是:0~255

  • 每个B类网络能容纳的最大主机数是:256*256-2= 2的16次方-2= 65534

C类地址

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  • 第1部分的取值范围是:192~223
  • 第2、3部分的取值范围是:0~255
  • 每个C类网络能容纳的最大主机数是:256-2 = 254

D类地址

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  • D类地址:没有子网掩码，用于多播(组播)地址

  • 第1部分取值范围是:224~239

E类地址

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  • 保留今后使用
  • 第一部分取值范围:240~255

子网掩码CIDR表示

  • CIDR (Classless Inter-Domain Routing):无类别域间路由
  • 子网掩码的CIDR表示方法
  • 192.168.1.100/24，代表子网掩码有24个1，也就是255.255.255.01123.210.100.200/16，代表子网掩码有16个1，也就是255.255.0.0

为什么进行子网划分

如果需要让200台主机在同一个网段内，可以分配一个C类网段，比如192.168.1.0/24，共254个可用IP地址:192.168.1.1~192.168.1.254
==多出54个空闲的IP地址，这种情况并不算浪费资源==
如果需要让500台主机在同一个网段内，那就分配一个B类网段，比如191.100.0.0/16，共65534个可用IP地址:191.100.0.1~191.100.255.254
==多出65034个空闲的IP地址，这种情况属于极大的浪费资源==

子网划分:借用主机位作子网位，划分出多个子网

  • 等长子网划分:将一个网段等分成多个子网，每个子网的可用IP地址数量是一样的

  • 变长子网划分:每个子网的可用IP地址数量可以是不一样的

等长子网划分

【例如】等分成两个子网

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本来有一个C类网段，192.168.0.0/24划分成2个子网段
A子网:192.168.0.0/25，子网掩码∶255.255.255.128 （126台）
B子网:192.168.0.128/25，子网掩码:255.255.255.128 （126台）

【例如】等分成四个个子网

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4个子网的子网掩码都是：255.255.255.192/26

  • A子网的主机可用IP地址 192.168.0.1~192.168.0.62

  • B子网的主机可用IP地址 192.168.0.65~192.168.0.126

  • C子网的主机可用IP地址 192.168.0.129~192.168.0.190

  • D子网的主机可用IP地址 192.168.0.193~192.168.0.254

==等分为八个子网就后移三位，以此类推==

一般辨别ip地址是哪一类，不看子网掩码

变长子网划分

如果一个子网地址块的长度是原网段的(1/2)n，那么子网的子网掩码，就是在原网段的子网掩码基础上增加n个1

不等长的子网，它们的子网掩码也不同

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假设上图是对192.168.0.0/24进行变长子网划分

  • C网段:子网掩码是255.255.255.128/25
  • B网段:子网掩码是255.255.255.192/26
  • A网段:子网掩码是255.255.255.224/27
  • D网段:子网掩码是255.255.255.252/30
  • E网段:子网掩码是255.255.255.252/30
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如上所示的两台主机是无法联通的，因为当主机0给主机1发消息时是用主机0的子网掩码与主机1的ip进行按位与的；主机1亦然。

超网

超网:跟子网反过来，它是将多个连续的网段合并成一个更大的网段

需求:原本有200台计算机使用192.168.0.0/24网段，现在希望增加200台设备到同一个网段

200台在192.168.0.0/24网段，200台在192.168.1.0/24网段

合并192.168.0.0/24、192.168.1.0/24为一个网段: 192.168.0.0/23(子网掩码往左移动1位)

左挪超网，右挪子网

合并四个网段示例，其他依次类推

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假设n是2的k次幂(k≥1)
如果第一个网段的网络号能被n整除，那么由它开始连续的n个网段，能通过左移k位子网掩码进行合并

【例如】

  • 第一个网段的网络号以二进制O结尾，那么由它开始连续的2个网段，能通过左移1位子网掩码进行合并
  • 第一个网段的网络号以二进制00结尾，那么由它开始连续的4个网段，能通过左移2位子网掩码进行合并
  • 第一个网段的网络号以二进制000结尾，那么由它开始连续的8个网段，能通过左移3位子网掩码进行合并

判断一个网络是子网还是超网

首先，看看该网段的类型，是A类网络、B类网络、C类网络?默认情况下，A类子网掩码的位数是8，B类子网掩码的位数是16，C类子网掩码的位数是24。
然后，如果该网段的子网掩码位数比默认子网掩码多，就是子网1如果该网段的子网掩码位数比默认子网掩码少，则是超网。
比如，25.100.0.0/16是一个A类子网，200.100.0.0/16是一个C类超网。