计算机网络 day4 IP地址的两部分-A、B、C、D、E五类IP地址-私有地址-子网掩码-DNA服务器-域名解析服务

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三创网络拓扑结构图： 

普通家庭网络拓扑结构图：（也可以直接使用 子母路由器 （母：无线路由器）（子：信号放大器、中继器））

网络层：（network layer）

搜索IP地址所在地：iP地址查询--手机号码查询归属地 | 邮政编码查询 | iP地址归属地查询 | 身份证号码验证在线查询网 (ip138.com)

IP： 互联网协议（Internet Protocol）

IPv4地址是什么？

IP地址由两部分组成：网络部分（NETWORK） 主机部分（HOST）

IP地址分为A、B、C、D、E五类，每一类有不同的划分规则

A类地址：第一位固定为0                                         范围：1~126

B类地址：第一、二位固定1.0                                   范围：128~191

C类地址：第一、二、三位固定为：1.1.0                 范围：192~223

D类是用于组播地址

E类是保留给科学研究使用

私有地址 ：（使用十分的广泛）

子网掩码：（Subnet mask）

网关（gateway）：一般情况下是路由器的LAN口，是一个角色

IPv6

IPv6 相比于 IPv4

域名：

域名解析：是将域名转换为对应的IP地址的过程

域名解析的过程如下：

查看域名对应的IP地址：

1、使用 nslookup 命令：

2、使用 dig 命令：

3、使用host命令

Windows查看ip地址

使用ping命令测试网络连接

实验：

实验1：路由器实现不同网段之间的通信

实验2： 三层交换机实现不同网段之间的通信

三创网络拓扑结构图： 

普通家庭网络拓扑结构图：（也可以直接使用 子母路由器 （母：无线路由器）（子：信号放大器、中继器））

网络层：（network layer）

搜索IP地址所在地：iP地址查询--手机号码查询归属地 | 邮政编码查询 | iP地址归属地查询 | 身份证号码验证在线查询网 (ip138.com)

IP： 互联网协议（Internet Protocol）

IPv4地址：2019年11月已经耗尽了

全球有40多亿IPv4地址，但是中国只有2.4亿

ip地址 --》类似于电话号码、身份证号 是唯一标识

IPv4地址是什么？

主机唯一的标识，保证主机间正常通信

一种网络编码，用来确定网络中一个节点

IP地址由32位二进制（32bit）组成

如：00011100 01010011 11000001 00100110       

使用十进制 方便配置和记忆

192.168.2.1

每个字节转换成十进制  并使用 . 分割

范围：0~255.0~255.0~255.0~255

IP地址由两部分组成：网络部分（NETWORK） 主机部分（HOST）

  1. 网络部分（Network）：网络部分用于标识一个网络，它指示了 IP 地址所属的网络和子网。网络部分的长度是由子网掩码来决定的。当数据在网络间传输时，路由器会使用网络部分的信息来确定数据包的传输路径。

  2. 主机部分（Host）：主机部分用于标识一个网络中的具体设备或主机。主机部分决定了同一网络中不同设备的唯一性。在局域网内，主机部分可以用于识别同一网络中的不同计算机、服务器等设备。

同一个vlan下一般来说都是同网段的，共同组成一个局域网

不同的网段通信必须要借助路由器（网络层）

192.168.1.0/24      --》/24表示前面24位都是网络部分，主机部分就是余下的部分

192.168.2.0/24       

同一网段下面的通信，由MAC地址通信，帧通信（也就是使用交换机通信即可）（数据链路层）

IP地址分为A、B、C、D、E五类，每一类有不同的划分规则

A类地址：第一位固定为0                                         范围：1~126

                前8位 --》网络部分  0~127  实际上是：1~126  原因是：

                         127.0.0.0/8  是本地回环地址   用于验证本地的TCP/IP协议

                         如127.0.0.1表示的就是本机自己的IP地址

                         使用 127.0.0.1 地址时，数据包并不会通过网络传输，而是直接发送到本地机器上，当你在本地主机上尝试访问 127.0.0.1，实际上是在与自己进行通信

                         例如，你可以在本地主机上启动一个网站，并使用 127.0.0.1 来访问它，以确保网站是否正确地运行。

                后24位 --》主机部分

B类地址：第一、二位固定1.0                                   范围：128~191

               前16位 --》网络部分

               后16位 --》主机部分

               链路本地地址：169.254.0.0/16   当主机不能从DHCP服务器获取IP地址时，主机会自动生成一个169.254.0.0/16网段的IP地址， 这个地址是不能和外界通信的（伪地址，没有任何作用）

DHCP服务器：是一种网络服务，负责自动分配和管理 IP 地址、子网掩码、网关和其他网络配置信息给连接到网络的设备。

C类地址：第一、二、三位固定为：1.1.0                 范围：192~223

               前24位 --》网络部分

               后8位 --》主机部分

在公网上使用的IP地址主要是：A、B、C类

D类是用于组播地址

E类是保留给科学研究使用

A类 有126个网络，  每个网络里可以有2^24个主机

B类 有2^16 = 16384个网络， 每个网络里可以有2^16个主机

C类 有2^21个网络，每个网络里可以容纳2^8个主机

私有地址 ：（使用十分的广泛）

1、满足企业用户、个人用户在内部网络中使用的需求

2、私有地址不能在Internet（互联网）上使用

3、私有地址包括3组（A类、B类、C类）

私有地址范围：

A类：10.0.0.0~10.255.255.255

B类：172.16.0.0~172.31.255.255

C类：192.168.0.0~192.168.255.255 

如何知道自己的IP公网地址：访问www.ip138.com

 

运用了NAT（网络地址转换）技术，可以将私有IP转换为公有IP 

NAT技术解决了IPv4公有IP地址不足的问题

子网掩码：（Subnet mask）

用来确定IP的网络地址（网络部分）（来确认我们电脑的网段的）

32个二进制位

        对应IP地址的网络部分用1表示

        对应IP地址的主机部分用0表示

IP地址和子网掩码作逻辑“与”运算得到网络地址

        0和任何数相与都等于0

        1和任何数相与都等于任何数本身

网关（gateway）：一般情况下是路由器的LAN口，是一个角色

默认网关：

是网络中的一台设备，通常是路由器，用于将发送到其他网络（公网）的数据包进行转发。

IPv4的报文头部 --》 20个字节固定，还有可选长度

IPv4的包头：

IPv6

IPv6    90年代开始推出

IPv6   --》 号称给全球每一粒沙子分配一个IP地址

128位的IP地址

使用配置的时候转化为16进制，16位一组，分8组

fe80::20c:29ff:fe96:29f8

地址中包含的连续两个或多个均为0的组，可以使用双冒号”::“代替

IPv6 包头：

IPv6 相比于 IPv4

1、支持的IP地址变多了

2、速度上比IPv4快很多

3、支持加密传输

域名：

互联网中使用IP地址来标识一台电脑，但是为什么我们上网的时候，在浏览器里输入的是域名，而不是IP地址呢？

DNS（Domain Name System，域名系统），为了方便记忆

    在浏览器里也可以输入ip地址

    http://192.168.1.1/
    https://www.baidu.com/
    因为域名比较好记忆，ip地址不好记忆

域名解析：是将域名转换为对应的IP地址的过程

当我们在浏览器中输入一个网址（如www.example.com），计算机需要通过域名解析来获取该网址对应的IP地址，以便在互联网上找到正确的服务器并建立连接。

域名解析的过程如下：

  1. 浏览器首先会检查本地 DNS 缓存，看是否已经保存了该域名对应的 IP 地址。如果有，则直接使用缓存的 IP 地址，跳过后续步骤。

  2. 如果本地 DNS 缓存中没有该域名的 IP 地址，浏览器会查询操作系统指定的首选 DNS 服务器。这通常是由网络服务提供商（ISP）或本地网络管理员指定的。

  3. 首选 DNS 服务器收到域名解析请求后，会根据域名的顶级域（如.com、.net等）确定权威 DNS 服务器。顶级域的权威 DNS 服务器负责管理该顶级域下所有子域名的 IP 地址记录。

  4. 首选 DNS 服务器向权威 DNS 服务器发送域名解析请求，并等待响应。权威 DNS 服务器查询自己管理的域名与IP地址的映射关系数据库，并返回对应的 IP 地址给首选 DNS 服务器。

  5. 首选 DNS 服务器收到 IP 地址后，将其存入本地 DNS 缓存，并将 IP 地址返回给浏览器。

  6. 浏览器收到 IP 地址后，使用该 IP 地址建立与服务器的连接，并向服务器发送 HTTP 请求。

  7. 服务器接收到请求后，返回相应的网页内容给浏览器，进行页面加载和显示。

比较出名的DNS服务器：114.114.114.114 （中国的一个公共 DNS 服务器 IP 地址，由中国电信提供） 全球DNS服务器：8.8.8.8（Google 公共 DNS）

查看域名对应的IP地址：

下载如下软件

[root@master pod]# yum install net-tools -y[root@master pod]# yum install bind-utils -y

查看百度（www.baidu.co）的IP地址

1、使用 nslookup 命令：

[root@master pod]# nslookup www.baidu.com   #nslookup <域名>
Server:		114.114.114.114
Address:	114.114.114.114#53Non-authoritative answer:
www.baidu.com	canonical name = www.a.shifen.com.
Name:	www.a.shifen.com
Address: 14.119.104.254
Name:	www.a.shifen.com
Address: 14.119.104.189[root@master pod]#

2、使用 dig 命令：

[root@master pod]# dig www.baidu.com    #dig <域名>; <<>> DiG 9.11.4-P2-RedHat-9.11.4-26.P2.el7_9.13 <<>> www.baidu.com
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 6109
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 3, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 512
;; QUESTION SECTION:
;www.baidu.com.			IN	A;; ANSWER SECTION:
www.baidu.com.		503	IN	CNAME	www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com.	127	IN	A	14.119.104.254
www.a.shifen.com.	127	IN	A	14.119.104.189;; Query time: 46 msec
;; SERVER: 114.114.114.114#53(114.114.114.114)
;; WHEN: 四 7月 06 23:29:01 CST 2023
;; MSG SIZE  rcvd: 101[root@master pod]#

3、使用host命令

[root@master pod]# host www.baidu.com      #host <域名>
www.baidu.com is an alias for www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com has address 14.119.104.254
www.a.shifen.com has address 14.119.104.189
[root@master pod]#

其中，一个域名可以解析成多个IP。

Windows查看ip地址

ipconfig

ipconfig /release         释放当前 IP 地址

ipconfig /renew           获取新的 IP 地址

使用ping命令测试网络连接

[root@node1 ~]# ping www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (14.119.104.254) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 14.119.104.254 (14.119.104.254): icmp_seq=1 ttl=55 time=34.6 ms
64 bytes from 14.119.104.254 (14.119.104.254): icmp_seq=2 ttl=55 time=22.7 ms
64 bytes from 14.119.104.254 (14.119.104.254): icmp_seq=3 ttl=55 time=37.0 ms
^C
--- www.a.shifen.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 3 received, 25% packet loss, time 3002ms
rtt min/avg/max/mdev = 22.710/31.465/37.045/6.268 ms
[root@node1 ~]#

其中25% packet loss  为丢包率

丢包率越高说明网络质量越差

实验：

        1、路由器实现不同网段之间的通信

        2、三层交换机实现不同网段之间的通信

一个VLAN对应一个网段

路由器实现跨网段通信

实验1：路由器实现不同网段之间的通信

使用软件：Cisco Packet Tracer

链接: https://pan.baidu.com/s/1ehZALUgl3pkz-ykhHCpFeA?pwd=aaaa

提取码: aaaa 

实验结果：

实验2： 三层交换机实现不同网段之间的通信

三层交换机里给每个vlan配置ip地址，这个vlan对应的ip地址，就是2层交换机里的对应vlan接口的pc机的网关

三层交换机里的vlan是虚拟的，是逻辑的，而不是真正的某个接口的ip

一个VLAN对应一个网段

使用3层交换机实现不同vlan之间的通信

交换机的接口是不配置ip地址的，一般是给vlan配置ip地址
路由器的接口是可以配置ip地址的，一个接口默认对应一个网段
三层交换机默认接口是不配置ip地址的，是2层接口，但是可以启用路由功能，让接口称为路由接口，就可以配置ip地址

 

实验结果：

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