IPv4掩码学习

IP协议

网络互连指的是用路由器进行网络互连和路由选择。

IP地址分类,其中ABC类为单播地址(一对一通信),D多播E保留。

盗图-> ip

ip

每个IP都由网络号和主机号组成,路由器转发仅仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组。实际上的ip地址是标志一个主机和一条链路的接口,当一个主机同时连接到两个网络上时,必须同时具有两个相应的ip,其网络号必须是不同的,这种叫多归属主机,比如路由器。

路由器在转发ip数据报的时候,目标ip和源ip是始终不变的。但是在它的下一层,链路层的MAC地址却一直在改变。其中填入目标设备的MAC地址,永奥了地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP

ARP ,RARP

就是ip和mac地址的一个转化。每个主机都会维护一个ARP缓存表,记录本网段的各个主机和路由器的ip地址到物理地址的映射表。

  • 当主机A向主机B发送数据报时候,如果缓存找到B地址,直接填入发送。如果没有,会发送一个ARP请求分组,请求目标主机B,的IP地址对应的MAC地址。
  • 如果主机B是刚加入本网段,收到请求分组后,就会回复A的ARP请求。
  • 当主机B不在同一个网段时候,主机A向路由器发出ARP请求,ARP请求报文为路由器的IP地址,收到路由器的MAC地址后,A把IP数据报发到路由器,如果路由器没有主机B的ARP的表项纪录,就会广播ARP,重复类似步骤。

划分子网构造超网

单纯两级IP地址不够灵活,为了解决此问题引入子网号字段,变成三级IP地址。

  • 一个拥有许多物理网络的单位,划分为若干子网后,在本单外以外仍然变现为一个网络
  • 划分子网的方法是从主机号借用若干作为子网号。主机号相应减少了同样位数。单位内部变为三级IP地址,网络号,子网号,和主机号。
  • 外网发送的数据报,先根据网络号找到单位的网络路由,单位的路由收到数据报后,根据网络号和子网号找到目的子网,把IP数据报教父给目的主机。

举例B类网址 145.13.0.0,网络号为145.13 ,目标地址为145.13.x.x的数据报都会发送到这个网络的路由R。现在把网络划分为三个子网,假定子网号占8位,因为网络号16位,所以现在主机号只有8位。三个子网分别为145.13.3.0;145.13.7.0和145.13.21.0。在划分后,对外表现还是一个网络。

子网掩码

当一个数据报的目标地址为145.13.3.10.已经达到这个路由器R,如何转发到子网145.13.3.0呢。此时用到子网掩码。

当目标地址和子网掩码进行与运算后,就能找到对应子网。路由器查找就更快了,路由表也有子网掩码这一栏。如果一个网络不划分子网,那么该网络的子网掩码就使用默认子网掩码。默认子网掩码的1的位置和网络号长度一致。

相邻路由在交换信息的时候,必须吧自己的网络子网掩码告诉相邻路由,

使用子网时分组转发

子网划分后,路由表必须包含以下三项内容,目标网络地址,子网掩码和下一跳地址。

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假定H1给H2发送数据报。

  • H2的IP为128.30.33.138。主机H1先用自己所在的网络的子网掩码进行与操作,如果等同于H1的子网号128.30.33.0。则判断为内网,直接交付;然而并不是,128.30.33.138和255.255.255.128与结果是128.30.33.128。所以判断为外网络。交付给路由R1
  • R1收到分组后,根据路由表,用子网掩码和分组的目标地址进行与,操作。与的结果和路由表当前行的目的网络地址进行比对,一致。则找到了
  • 找到后从接口1转发,直接交付H2