網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)篇IPv4地址二進(jìn)制和十進(jìn)制轉(zhuǎn)換IPv4地址IPv4地址是一個(gè)32位的字符串，分為四個(gè)部分，每個(gè)部分稱為一個(gè)八位組。每一個(gè)八位組包含8位（或

1個(gè)字節(jié)），用句點(diǎn)分隔。二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換利用圖表幫助轉(zhuǎn)換IPv4

子網(wǎng)掩碼IPv4

地址的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分為了定義地址的網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)部分，設(shè)備將使用一個(gè)單獨(dú)的

32

位模式，稱為子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼實(shí)際上并不包含

IPv4

地址的網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)部分，它只是在何處查找給定IPv4

地址的這些部分IPv4

子網(wǎng)掩碼IPv4

地址的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分有效子網(wǎng)掩碼IPv4

子網(wǎng)掩碼IPv4

網(wǎng)絡(luò)地址、主機(jī)地址和廣播地址IPv4

子網(wǎng)掩碼第一個(gè)主機(jī)和最后一個(gè)主機(jī)地址IPv4

子網(wǎng)掩碼按位AND

運(yùn)算1

AND

1

=

11

AND

0

=00

AND

1

=

00

AND

0

=

0IPv4

地址分類IPv4

地址私有IPv4地址私有地址塊是：不需要

互聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)可以使用私有地址10.0.0.0

到10.255.255.255

(10.0.0.0/8)172.16.0.0

到172.31.255.255

(172.16.0.0/12)192.168.0.0

到192.168.255.255

(192.168.0.0/16)IPv4

數(shù)據(jù)包IPv4

數(shù)據(jù)包報(bào)頭版本、區(qū)分服務(wù)(DS)、生存時(shí)間(TTL)、協(xié)議、源IP

地址和目的IP

地址、Internet

報(bào)頭長度(IHL)、總長度、報(bào)頭校驗(yàn)和、標(biāo)識(shí)、標(biāo)志和段偏移量IPv4

數(shù)據(jù)包IPv4

數(shù)據(jù)包示例IPv4

單播、廣播和組播單播傳輸在IPv4

網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)可采用以下三種方式之一來通信：1.

單播-從一臺(tái)主機(jī)向另一臺(tái)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程。IPv4

單播、廣播和組播廣播傳輸2.

廣播-從一臺(tái)主機(jī)向該網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程路由器不轉(zhuǎn)發(fā)有限廣播！定向廣播目的地址172.16.4.255172.16.4.0/24網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)IPv4

單播、廣播和組播組播傳輸組播-從一臺(tái)主機(jī)向選定的一組主機(jī)（可能在不同網(wǎng)絡(luò)中）發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程減少流量為組播組的編址保留-224.0.0.0

到239.255.255.255本地鏈路-224.0.0.0

到224.0.0.255（示例：按路由協(xié)議交換的路由信息）全局范圍地址-224.0.1.0

到238.255.255.255（示例：224.0.1.1

已為網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議保留）網(wǎng)絡(luò)分段劃分子網(wǎng)的原因需要將大型網(wǎng)絡(luò)劃分為較小子網(wǎng)，創(chuàng)建設(shè)備和服務(wù)的較小分組，以便：通過在子網(wǎng)中包含廣播流量來控制流量減少整體網(wǎng)絡(luò)流量并提高網(wǎng)絡(luò)性能子網(wǎng)劃分-將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)較小網(wǎng)絡(luò)空間（稱為子網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)）的過程。子網(wǎng)之間的通信設(shè)備在不同網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)上通信需要使用路由器。每個(gè)路由器接口都必須具有屬于與路由器接口連接的網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)的

IPv4主機(jī)地址。網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)上的設(shè)備使用與其

LAN

相連的路由器接口作為其默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。對(duì)IPv4

網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)基本子網(wǎng)劃分借用位來創(chuàng)建子網(wǎng)借用

1

個(gè)位

21

=

2

個(gè)子網(wǎng)子網(wǎng)1網(wǎng)絡(luò)192.168.1.128-255/25掩碼：255.255.255.128子網(wǎng)0網(wǎng)絡(luò)

192.168.1.0-127/25掩碼：255.255.255.128從主機(jī)部分借用

1

個(gè)位可以創(chuàng)建

2

個(gè)使用相同子網(wǎng)掩碼的子網(wǎng)對(duì)IPv4

網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)使用中的子網(wǎng)數(shù)量子網(wǎng)0網(wǎng)絡(luò)

192.168.1.0-127/25子網(wǎng)

1網(wǎng)絡(luò)

192.168.1.128-255/25對(duì)IPv4

網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)子網(wǎng)劃分公式計(jì)算子網(wǎng)數(shù)量計(jì)算主機(jī)數(shù)量對(duì)IPv4

網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)創(chuàng)建4

個(gè)子網(wǎng)借用2

個(gè)位可以創(chuàng)建4

個(gè)子網(wǎng)。22

=4

個(gè)子網(wǎng)對(duì)IPv4

網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)創(chuàng)建8

個(gè)子網(wǎng)借用3

個(gè)位可以創(chuàng)建8

個(gè)子網(wǎng)。23

=8

個(gè)子網(wǎng)對(duì)IPv4

網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)創(chuàng)建8

個(gè)子網(wǎng)（續(xù)）可變長子網(wǎng)掩碼的優(yōu)勢(shì)傳統(tǒng)子網(wǎng)劃分浪費(fèi)地址傳統(tǒng)子網(wǎng)劃分-為每個(gè)子網(wǎng)分配相同數(shù)量的地址。需要較少地址的子網(wǎng)中存在未使用（浪費(fèi)）的地址。例如，WAN

鏈路只需要2

個(gè)地址。可變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)

或細(xì)分子網(wǎng)可以提供更有效的地址使用。可變長子網(wǎng)掩碼的優(yōu)勢(shì)可變長子網(wǎng)掩碼

(VLSM)VLSM

允許將網(wǎng)絡(luò)空間分為大小不等的部分。子網(wǎng)掩碼取決于為特定子網(wǎng)所借用的位數(shù)。先對(duì)網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)，然后再將子網(wǎng)進(jìn)一步劃分子網(wǎng)。根據(jù)需要重復(fù)此過程，以創(chuàng)建不同大小的子網(wǎng)。可變長子網(wǎng)掩碼的優(yōu)勢(shì)VLSM

的實(shí)際運(yùn)用使用VLSM

子網(wǎng)，為以下示例中的LAN

和WAN

網(wǎng)段分配地址，使地址浪費(fèi)最少。將為每個(gè)LAN

分配一個(gè)使用

/27

掩碼的子網(wǎng)。為每個(gè)WAN

鏈路分配一個(gè)使用/30

掩碼的子網(wǎng)?？勺冮L子網(wǎng)掩碼的優(yōu)勢(shì)VLSM

圖IPv6網(wǎng)絡(luò)地址IPv4問題IPv6的必要性IPv4地址空間的耗盡萬物互聯(lián)IPv4

理論上最多有

43

億個(gè)地址，再加上與NAT

組合形成的私有地址IPv6

使用更大的128

位地址空間，提供

3.4*1038

個(gè)地址IPv6

彌補(bǔ)了IPv4

的局限性并且包含其他改進(jìn)（例如ICMPv6）IPv6網(wǎng)絡(luò)地址IPv6優(yōu)勢(shì)更大的地址空間更小的路由表增強(qiáng)的組播(Multicast)支持對(duì)流的支持(Flow-control)加入了對(duì)自動(dòng)配置(Auto-configuration)的支持更高的安全性IPv6

編址十六進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)十六進(jìn)制是以16

為基數(shù)的計(jì)數(shù)系統(tǒng)以16

為基數(shù)的計(jì)數(shù)系統(tǒng)使用數(shù)字0

到9和字母A

到F四位（半字節(jié)）可以用一個(gè)十六進(jìn)制值表示IPv6網(wǎng)絡(luò)地址IPv6尋址IPv6地址表示方法x:x:x:x:x:x:x:x，其中x代表

4個(gè)十六進(jìn)制值將規(guī)則應(yīng)用于這些IPv6地址規(guī)則1：忽略前導(dǎo)0規(guī)則

2：忽略全

0數(shù)據(jù)段o

2001:0DB8:0000:1133:0000:0000:0000:0200o

2001:0DB8:CAFE:0000:1111:0000:0000:0200o

2001:0DB8:000A:0000:0000:0000:0000:1000o

2001:0DB8:ACAD:1234:0000:0000:0000:0000o

2001:0DB8:0000:1111:0020:0000:ACAD:0000o

FF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001o

FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0003o

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000IPv6網(wǎng)絡(luò)地址IPv6基本包頭IPv6網(wǎng)絡(luò)地址IPv6擴(kuò)展包頭逐跳選項(xiàng)包頭,的地選項(xiàng)包頭,路由選擇包頭,分段包頭,AH包頭,ESP包頭,上層包頭IPv6

地址類型IPv6

地址類型IPv6

地址分為三種類型：?jiǎn)尾ソM播任意播。注意：IPv6

沒有廣播地址。IPv6

地址類型IPv6

前綴長度IPv6

不使用點(diǎn)分十進(jìn)制子網(wǎng)掩碼記法前綴長度采用以下格式表示IPv6

地址的網(wǎng)絡(luò)部分：IPv6

地址/前綴長度前綴長度的范圍為

0

到128典型的前綴長度是

/64IPv6

地址類型IPv6

單播地址單播唯一標(biāo)識(shí)支持IPv6

的設(shè)備上的接口發(fā)送到單播地址的數(shù)據(jù)包由該地址分配的接口接收。IPv6

地址類型IPv6

單播地址IPv6

地址類型IPv6

單播地址全局單播類似于公有IPv4

地址全局唯一Internet

可路由地址?？梢造o態(tài)配置也可以動(dòng)態(tài)配置本地鏈路用于與同一本地鏈

的其他設(shè)備通信限于單個(gè)鏈路-在鏈路外不能路由IPv6

地址類型IPv6

單播地址環(huán)回主機(jī)用它來向自身發(fā)送數(shù)據(jù)包，并且不能將其分配給物理接口通過對(duì)

IPv6

環(huán)回地址執(zhí)行 操作可以測(cè)試本

機(jī)上的

TCP/IP配置除最后一位外都為

0，用::1/128

或只用::1

表示未指定地址全0

地址用::/128或只用::表示不能分配給接口，并且只能用作源地址當(dāng)設(shè)備沒有

IPv6

地址或數(shù)據(jù)包的源與目的地?zé)o關(guān)時(shí)，將未指定地址用作源地址IPv6

地址類型IPv6

本地鏈路單播地址每個(gè)支持IPv6

的網(wǎng)絡(luò)接口都要求具有一個(gè)本地鏈路地址允許設(shè)備與同一鏈 支持

IPv6

的其他設(shè)備通信，并且只能在該鏈路（子網(wǎng)）上通信范圍是FE80::/10，前10

個(gè)位為11111110

10xx

xxxx1111

1110

1000

0000

(FE80)

-

1111

1110

1011

1111

(FEBF)IPv6

地址類型IPv6

本地鏈路單播地址具有源或目的本地鏈路地址的數(shù)據(jù)包不能在數(shù)據(jù)包的源鏈路之

行路由IPv6

單播地址IPv6

全局單播地址的結(jié)構(gòu)IPv6

全局單播地址全局唯一，并且可在IPv6

Internet

上路由相當(dāng)于公有IPv4

地址ICANN

將IPv6

地址塊分配給五個(gè)RIR目前僅分配了含有前3位001

或2000::/3

的全局單播地址IPv6

單播地址IPv6

全局單播地址的結(jié)構(gòu)全局單播地址包括三個(gè)部分：全局路由前綴-地址的前綴或網(wǎng)絡(luò)部分由提供商（如ISP）為客戶或站點(diǎn)分配；現(xiàn)在

RIR

為客戶分配/48

全局路由前綴子網(wǎng)ID組織用它來確定其站點(diǎn)中的子網(wǎng)接口ID相當(dāng)于IPv4

地址的主機(jī)部分，使用它是因?yàn)閱蝹€(gè)主機(jī)可能具有多個(gè)接口，每個(gè)接口有一個(gè)或多個(gè)IPv6

地址IPv6網(wǎng)絡(luò)地址IPv6組播地址分配的IPv6組播地址IPv6組播地址的前綴為FF00::/8FF02::1所有節(jié)點(diǎn)組播組FF02::2所有路由器組播組請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)IPv6組播地址由前綴為FF02::1:FF00:0/104加上單播IPv6地址的最后24比特構(gòu)成。連接驗(yàn)證ICMPICMPv4和ICMPv6主機(jī)確認(rèn)目標(biāo)或服務(wù)不可達(dá)超時(shí)路由器重定向ICMPv6路由器請(qǐng)求和路由器通告消息IPv6路由器和IPv6設(shè)備間的消息：路由器請(qǐng)求(RS)消息路由器通告(RA)消息IPv6設(shè)備間的消息：鄰居請(qǐng)求(NS)消息鄰居通告(NA)消息重復(fù)地址檢測(cè)(DAD)IPv6

NDRS和RAAICMP

type:

133

(RS)Source:

::Destination:All

routers

multicast

address

(FF02::2)Query:

Please

sendRAR1AR1ICMP

type:

134

(RA)Source:

R1

link-local

addressDestination:

Allnodes

multicast

address

(FF02::1)Data:

Options,

prefixes,

lifetime,

…IPv6

NDNS和NAABICMP

type:

135

(NS)Source:

ADestination:Solicited-node

multicast

of

B

(FF02::1:FFxx.xxxx)Data:Query:Link-layer

address

of

AWhat

is

your

local-link

address?ABICMP

type:

136

(NA)Source:

BDestination:

AData:Link-layer

address

of

BIPv4

問題IPv4

和IPv6

共存雙堆棧：允許IPv4和IPv6

在同一網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行IPv4

和IPv6

協(xié)議棧。存設(shè)備可以同時(shí)IPv4

問題IPv4

和IPv6

共存隧道：通過

IPv4

網(wǎng)絡(luò)傳輸IPv6

數(shù)據(jù)包的方法將IPv6

數(shù)據(jù)包封裝到IPv4數(shù)據(jù)包中，包括IPv6手工隧道、GRE隧道、6to4隧道、ISATAP隧道IPv4

問題IPv4

和IPv6

共存轉(zhuǎn)換：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換64(NAT64)允許支持IPv6

的設(shè)備與支持IPv4的設(shè)備使用類似于IPv4

中NAT

的轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行通信。IPv6

數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為IPv4

數(shù)據(jù)包，反之亦然。新術(shù)語和命令A(yù)