成都房产信息查询官方网站,wordpress微信群机器人,个人微信公众号怎么做微网站,杭州网站运营这里写目录标题 IP的基本认识网络层与数据链路层有什么关系IP地址基础知识IP 地址的分类什么是A、B、C类地址广播地址用来做什么什么是D、E类广播多播地址用于什么IP分类的优点IP分类的缺点 无分类地址CIDR如何划分网络号和主机号怎么进性子网划分 公有 IP 地址与私有 IP 地址公… 这里写目录标题 IP的基本认识网络层与数据链路层有什么关系IP地址基础知识IP 地址的分类什么是A、B、C类地址广播地址用来做什么什么是D、E类广播多播地址用于什么IP分类的优点IP分类的缺点 无分类地址CIDR如何划分网络号和主机号怎么进性子网划分 公有 IP 地址与私有 IP 地址公有 IP 地址由谁管理呢 IP 地址与路由控制环回地址是不会流向网络 IPv6基本认识IPv6的亮点IPv6 地址的标识方法IPv6 地址的结构 IP协议相关技术DNS相关域名解析的工作流程 ping的工作原理什么是pingPing 的工作原理 断网了能ping通127.0.0.1吗127.0.0.1、localhost和0.0.0.0的区别 常见面试题什么是IP地址IPv4和IPv6有什么区别什么是子网掩码解释一下CIDR是什么什么是公共IP地址和私有IP地址什么是NAT网络地址转换**什么是IP路由什么是默认网关什么是ARP地址解析协议什么是IPv4地址的分类 IP (Internet Protocol) 是计算机网络中用于标识和定位设备的一种协议。它是互联网通信的基础协议之一用于在网络中传送数据包。
IP 协议的主要功能是提供逻辑上的地址和路由选择。每个连接到互联网的设备如计算机、路由器等都被分配一个唯一的 IP 地址用于在网络中唯一标识这个设备。IP 地址由一串数字表示通常以IPv4或IPv6的格式呈现。
IPv4Internet Protocol version 4是目前广泛使用的 IP 版本由四个由点分隔的十进制数字组成每个数字的取值范围是0到255例如 192.168.0.1。IPv4 地址空间有限随着互联网的迅速发展IPv6Internet Protocol version 6被提出并逐渐推广使用。IPv6 地址采用128位的格式由冒号分隔的十六进制数字和字母组成例如 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
IP 协议还负责将数据包从源设备传输到目标设备。在发送数据时数据被分割成多个 IP 数据包每个包包含目标地址、源地址和数据等信息。通过路由选择算法IP 协议根据目标地址选择合适的路径将数据包传递到目标设备。每个中间设备如路由器根据目标地址进行转发直到数据包到达目标设备。
总结来说IP 是计算机网络中的一种协议用于标识和定位设备以及提供数据包的传输和路由功能。通过 IP 地址设备可以在网络中唯一标识和寻址。通过 IP 协议数据可以通过路由选择算法传输到目标设备。
IP的基本认识
IP在TCP/IP参考模型处于第三层也就是网络层。网络层的主要作用是实现主机与主机之间的通信也叫点对点end to end通信。
网络层与数据链路层有什么关系
IP 的作用是主机之间通信用的而 MAC 的作用则是实现「直连」的两个设备之间通信而 IP 则负责在「没有直连」的两个网络之间进行通信传输。
网络层和数据链路层是计算机网络中的两个关键层次它们在网络通信中有不同的职责和功能。 数据链路层 数据链路层位于OSI模型或TCP/IP模型中的第二层负责将数据包转换为比特流传输并在物理介质上进行传输。它处理的是相邻节点之间的通信主要关注点是如何在物理链路上可靠地传输数据帧。数据链路层提供了帧的传输、帧同步、流量控制、错误检测和纠正等功能。它通过物理地址如MAC地址来识别和寻址网络接口。数据链路层的协议包括以太网Ethernet、Wi-Fi、PPPPoint-to-Point Protocol等。 网络层 网络层位于OSI模型或TCP/IP模型中的第三层负责实现节点之间的逻辑通信和数据路由。它处理的是不同网络之间的数据传输主要关注点是如何将数据从源节点传输到目标节点。网络层提供了数据包的分组、转发、路由选择、地址分配和拥塞控制等功能。它通过网络地址如IP地址来识别和寻址主机。网络层的协议包括IPInternet Protocol、ICMPInternet Control Message Protocol等。
关系 数据链路层和网络层在计算机网络中是紧密相关的它们协同工作以实现端到端的数据传输。数据链路层负责将数据帧从一个节点传输到下一个节点而网络层负责将数据包从源节点传输到目标节点。网络层依赖于数据链路层提供的可靠传输服务而数据链路层依赖于网络层提供的路径选择和地址寻址服务。
具体而言网络层在传输数据时将数据分为多个数据包并在每个数据包中添加源和目标的网络地址。然后数据链路层将每个数据包封装为帧并在物理链路上进行传输。在目标节点接收到帧后数据链路层会将帧拆封并将数据包传递给网络层。网络层根据目标地址对数据包进行路由选择并将数据包传递给上层的传输层或应用层。
因此数据链路层和网络层是协同工作的它们共同实现了数据在计算机网络中的传输和路由。网络层依赖于数据链路层来提供物理链路上的可靠传输而数据链路层依赖于网络层来确定数据的目标地址和路由路径。
IP地址基础知识
IP 地址IPv4 地址由 32 位正整数来表示IP 地址在计算机是以二进制的方式处理的。而人类为了方便记忆采用了点分十进制的标记方式也就是将 32 位 IP 地址以每 8 位为组共分为 4 组每组以「.」隔开再将每组转换成十进制。 IP 地址的分类
IP 地址分类成了 5 种类型分别是 A 类、B 类、C 类、D 类、E 类。 什么是A、B、C类地址
其中对于 A、B、C 类主要分为两个部分分别是网络号和主机号。 主机号全为1指定某个网路下的所有主机用于广播主机号全为0指定某个网络
广播地址用来做什么
广播地址用于在同一个链路中相互连接的主机之间发送数据包
广播地址可以分为本地广播和直接广播两种。
在本网络内广播的叫做本地广播。例如网络地址为 192.168.0.0/24 的情况下广播地址是 192.168.0.255 。因为这个广播地址的 IP 包会被路由器屏蔽所以不会到达 192.168.0.0/24 以外的其他链路上。在不同网络之间的广播叫做直接广播。例如网络地址为 192.168.0.0/24 的主机向 192.168.1.255/24 的目标地址发送 IP 包。收到这个包的路由器将数据转发给 192.168.1.0/24从而使得所有 192.168.1.1~192.168.1.254 的主机都能收到这个包由于直接广播有一定的安全问题多数情况下会在路由器上设置为不转发。 。 什么是D、E类广播
而 D 类和 E 类地址是没有主机号的所以不可用于主机 IPD 类常被用于多播E 类是预留的分类暂时未使用。 多播地址用于什么
多播用于将包发送给特定组内的所有主机。
IP分类的优点
简单明了、选路基于网络地址简单
计算机网络中IP分类也称为IP地址分类是一种将IP地址划分为不同的类别以便更有效地管理和分配IP地址。IP分类的主要优点包括 简单易于理解 IP分类将IP地址划分为几个不同的类别每个类别有其固定的网络和主机部分使得网络管理员和用户能够更容易地理解和识别网络结构。 地址分配 IP分类允许将IP地址划分为多个类别每个类别可以用于不同规模和用途的网络。这使得网络管理员能够更好地分配IP地址并根据需求进行灵活的地址规划。 路由表管理 IP分类使路由器能够更有效地管理路由表。每个IP地址类别都有固定的网络前缀这样路由器可以更快速地匹配目标地址并选择正确的路由。 多子网支持 IP分类为多子网的创建提供了基础。不同的子网可以在同一网络内部运行这有助于实现更好的资源分配和更精细的网络管理。 网络性能 由于每个IP地址类别都有特定的网络前缀路由器可以更快地查找目标子网并进行更高效的数据包转发从而提高网络性能。
IP分类的缺点
然而IP分类也存在一些缺点导致它逐渐被CIDR无类别域间路由Classless Inter-Domain Routing取代 地址浪费 IP分类中的每个类别都有固定的网络前缀长度导致在某些情况下可能会浪费大量IP地址。这使得IP地址耗尽成为一个问题。 地址空间不均衡 每个IP地址类别的地址空间分配是固定的这可能导致某些类别的地址空间过剩而其他类别则可能不足。 难以适应变化 IP分类不够灵活难以适应网络拓扑变化和不同规模的网络需求。CIDR更加灵活能够更好地应对不断变化的网络环境。 路由表大小 IP分类导致路由表大小不可控特别是在互联网规模的网络中可能会引发路由表爆炸问题增加路由器的负担。
综上所述虽然IP分类在早期的互联网中发挥了重要作用但随着网络的增长和发展CIDR取代了传统的IP分类提供了更灵活和高效的IP地址分配和路由管理方法。
无分类地址CIDR
这种方式不再有分类地址的概念32 比特的 IP 地址被划分为两部分前面是网络号后面是主机号
如何划分网络号和主机号
表示形式 a.b.c.d/x其中 /x 表示前 x 位属于网络号 x 的范围是 0 ~ 32这就使得 IP 地址更加具有灵活性。比如 10.100.122.2/24这种地址表示形式就是 CIDR/24 表示前 24 位是网络号剩余的 8 位是主机号。 还有另一种划分网络号与主机号形式那就是子网掩码掩码的意思就是掩盖掉主机号剩余的就是网络号。 怎么进性子网划分
在上面我们知道可以通过子网掩码划分出网络号和主机号那实际上子网掩码还有一个作用那就是划分子网。子网划分实际上是将主机地址分为两个部分子网网络地址和子网主机地址。形式如下 未做子网划分的 ip 地址网络地址主机地址做子网划分后的 ip 地址网络地址子网网络地址子网主机地址 公有 IP 地址与私有 IP 地址
在 A、B、C 分类地址实际上有分公有 IP 地址和私有 IP 地址。 公有 IP 地址是有个组织统一分配的假设你要开一个博客网站那么你就需要去申请购买一个公有 IP这样全世界的人才能访问。并且公有 IP 地址基本上要在整个互联网范围内保持唯一。 公有 IP 地址由谁管理呢
私有 IP 地址通常是内部的 IT 人员管理公有 IP 地址是由 ICANN 组织管理中文叫「互联网名称与数字地址分配机构」。IANA 是 ICANN 的其中一个机构它负责分配互联网 IP 地址是按州的方式层层分配。 ARIN 北美地区LACNIC 拉丁美洲和一些加勒比群岛RIPE NCC 欧洲、中东和中亚AfriNIC 非洲地区APNIC 亚太地区
其中在中国是由 CNNIC 的机构进行管理它是中国国内唯一指定的全局 IP 地址管理的组织。
IP 地址与路由控制
IP地址的网络地址这一部分是用于进行路由控制。路由控制表中记录着网络地址与下一步应该发送至路由器的地址。在主机和路由器上都会有各自的路由器控制表。在发送 IP 包时首先要确定 IP 包首部中的目标地址再从路由控制表中找到与该地址具有相同网络地址的记录根据该记录将 IP 包转发给相应的下一个路由器。如果路由控制表中存在多条相同网络地址的记录就选择相同位数最多的网络地址也就是最长匹配。
环回地址是不会流向网络
环回地址是在同一台计算机上的程序之间进行网络通信时所使用的一个默认地址。计算机使用一个特殊的 IP 地址 127.0.0.1 作为环回地址。与该地址具有相同意义的是一个叫做 localhost 的主机名。使用这个 IP 或主机名时数据包不会流向网络。
IPv6基本认识
IPv4 的地址是 32 位的大约可以提供 42 亿个地址但是早在 2011 年 IPv4 地址就已经被分配完了。但是 IPv6 的地址是 128 位的这可分配的地址数量是大的惊人说个段子 **IPv6 可以保证地球上的每粒沙子都能被分配到一个 IP 地址。**但 IPv6 除了有更多的地址之外还有更好的安全性和扩展性说简单点就是 IPv6 相比于 IPv4 能带来更好的网络体验。但是因为 IPv4 和 IPv6 不能相互兼容所以不但要我们电脑、手机之类的设备支持还需要网络运营商对现有的设备进行升级所以这可能是 IPv6 普及率比较慢的一个原因。
IPv6的亮点
IPv6 可自动配置即使没有 DHCP 服务器也可以实现自动分配IP地址真是便捷到即插即用啊。IPv6 包头包首部长度采用固定的值 40 字节去掉了包头校验和简化了首部结构减轻了路由器负荷大大提高了传输的性能。IPv6 有应对伪造 IP 地址的网络安全功能以及防止线路窃听的功能大大提升了安全性。
IPv6 地址的标识方法
IPv4 地址长度共 32 位是以每 8 位作为一组并用点分十进制的表示方式。
IPv6 地址长度是 128 位是以每 16 位作为一组每组用冒号 「:」 隔开。 IPv6 地址的结构
IPv6 的地址主要有以下类型地址
单播地址用于一对一的通信组播地址用于一对多的通信任播地址用于通信最近的节点最近的节点是由路由协议决定没有广播地址 IP协议相关技术
DNS 域名解析ARP 与 RARP 协议DHCP 动态获取 IP 地址NAT 网络地址转换ICMP 互联网控制报文协议IGMP 因特网组管理协议
DNS相关
DNS 可以将域名网址自动转换为具体的 IP 地址DNS 中的域名都是用句点来分隔的比如 www.server.com这里的句点代表了不同层次之间的界限。在域名中越靠右的位置表示其层级越高。
域名的层级关系类似一个树状结构
根 DNS 服务器顶级域 DNS 服务器com权威 DNS 服务器server.com 域名解析的工作流程
浏览器首先看一下自己的缓存里有没有如果没有就向操作系统的缓存要还没有就检查本机域名解析文件 hosts如果还是没有就会 DNS 服务器进行查询查询的过程如下
客户端首先会发出一个 DNS 请求问 www.server.com 的 IP 是啥并发给本地 DNS 服务器也就是客户端的 TCP/IP 设置中填写的 DNS 服务器地址。本地域名服务器收到客户端的请求后如果缓存里的表格能找到 www.server.com则它直接返回 IP 地址。如果没有本地 DNS 会去问它的根域名服务器“老大 能告诉我 www.server.com 的 IP 地址吗” 根域名服务器是最高层次的它不直接用于域名解析但能指明一条道路。根 DNS 收到来自本地 DNS 的请求后发现后置是 .com说“www.server.com 这个域名归 .com 区域管理”我给你 .com 顶级域名服务器地址给你你去问问它吧。”本地 DNS 收到顶级域名服务器的地址后发起请求问“老二 你能告诉我 www.server.com 的 IP 地址吗”顶级域名服务器说“我给你负责 www.server.com 区域的权威 DNS 服务器的地址你去问它应该能问到”。本地 DNS 于是转向问权威 DNS 服务器“老三www.server.com对应的IP是啥呀” server.com 的权威 DNS 服务器它是域名解析结果的原出处。为啥叫权威呢就是我的域名我做主。权威 DNS 服务器查询后将对应的 IP 地址 X.X.X.X 告诉本地 DNS。本地 DNS 再将 IP 地址返回客户端客户端和目标建立连接。 ping的工作原理
什么是ping
ping 是应用层命令ping应用的底层用的是网络层的ICMP协议ICMP是利用了IP协议进行消息的传输。。
Ping 是计算机网络中常用的诊断工具用于测试网络连接和测量网络延迟。它通过发送 ICMPInternet Control Message Protocol回显请求报文并接收对应的回显应答报文来实现。
Ping 的工作原理 发送请求 客户端发送方向目标主机发送一个 ICMP 回显请求报文Echo Request。ICMP 回显请求报文中包含一个随机的标识符和序列号以及一些其他的控制字段。 接收回应 目标主机接收方收到 ICMP 回显请求报文后会返回一个 ICMP 回显应答报文Echo Reply。回应报文中包含与请求报文相同的标识符和序列号以及其他的控制字段。 计算往返时间Round-Trip Time 客户端收到 ICMP 回显应答报文后会计算往返时间RTT即从发送请求到接收回应的时间差。RTT 可以用来测量网络连接的延迟即从客户端到目标主机的往返时间。 重复发送和统计信息 Ping 工具通常会重复发送一定数量的 ICMP 回显请求并对每个请求的往返时间进行统计如最小值、最大值和平均值等。这样可以更准确地评估网络的状况和性能。
需要注意的是Ping 工具使用 ICMP 协议来进行测试而 ICMP 报文并不属于传输层的 TCP 或 UDP 协议。因此Ping 只能测试基于 IP 协议的网络连接而不能测试特定端口或应用层协议的可用性。
另外由于 ICMP 报文的优先级较低有些网络设备或防火墙可能会限制或过滤 ICMP 报文导致 Ping 不可用或不准确。因此在使用 Ping 进行网络测试时需要考虑网络环境和设备的限制。
断网了能ping通127.0.0.1吗
当网络断开时通常情况下是无法进行网络通信的包括无法进行 Ping 测试。然而在某些情况下尽管网络连接断开仍然可以通过本地回环地址loopback address127.0.0.1 进行 Ping 测试。
本地回环地址是网络协议栈中的一部分专门用于在本地主机上进行测试和通信。它指向本地主机自身通过回环接口loopback interface进行通信而不经过物理网络接口。
因此即使网络断开本地主机仍然可以通过发送 ICMP 回显请求到 127.0.0.1然后接收回显应答来进行 Ping 测试。这是因为 Ping 测试在本地主机上进行不需要经过网络接口。
需要注意的是尽管可以 Ping 通 127.0.0.1但这并不意味着网络连接正常。Ping 通 127.0.0.1 只是表示本地主机的网络协议栈正常工作而不涉及物理网络连接。如果无法 Ping 通其他 IP 地址可能是由于物理网络连接故障、路由器配置问题或其他网络故障引起的。在这种情况下需要进一步检查和排除网络故障。
127.0.0.1、localhost和0.0.0.0的区别
127.0.0.1、localhost 和 0.0.0.0 都是与本地主机相关的 IP 地址它们有一些区别和不同的使用场景。 127.0.0.1 127.0.0.1 是本地回环地址loopback address指向本地主机自身。它是 IPv4 的回环地址之一。当你在本地主机上访问 127.0.0.1 时实际上是通过回环接口在本地主机内部进行通信而不经过物理网络接口。它常被用于测试和调试本地网络服务或应用程序例如通过访问本地的 Web 服务器进行测试。127.0.0.1 是一个固定的地址对应于本地主机的回环接口。 localhost localhost 是一个主机名在大多数系统中都映射到 127.0.0.1用于表示本地主机。当你在本地主机上使用 localhost 访问时实际上是在访问 127.0.0.1。localhost 可以用于在本地主机上进行网络测试和通信。 0.0.0.0 0.0.0.0 是一个特殊的 IP 地址通常用作通配符地址wildcard address或未指定地址unspecified address。当一个服务监听在 0.0.0.0 上时表示该服务会监听在所有可用的网络接口上即同时监听本地主机的所有 IP 地址。0.0.0.0 通常用于服务器配置中表示该服务会接受来自任何网络接口的连接。
总结来说
127.0.0.1 是本地主机的回环地址用于本地主机内部的测试和通信。localhost 是一个主机名通常映射到 127.0.0.1用于表示本地主机。0.0.0.0 是一个特殊的 IP 地址用作通配符地址表示服务会监听所有可用的网络接口。
常见面试题
当涉及计算机网络中的IPInternet Protocol时面试中可能会涉及以下一些常见问题
什么是IP地址
IP地址是一种用于在计算机网络中标识和定位设备的数字标识。它分为IPv4和IPv6两个版本用于唯一地标识网络上的设备。
IPv4和IPv6有什么区别
IPv4使用32位地址而IPv6使用128位地址提供了更大的地址空间。IPv6设计旨在解决IPv4中地址耗尽的问题。
什么是子网掩码
子网掩码是一个32位的二进制数字用于指示IP地址中哪些部分是网络部分哪些部分是主机部分。它与IP地址结合使用来创建子网。
解释一下CIDR是什么
CIDR无类别域间路由是一种更灵活的IP地址分配方法允许将IP地址分成更小的子网而不是受限于传统的IP分类。它使用带有前缀长度的IP地址表示例如192.168.1.0/24。
什么是公共IP地址和私有IP地址
公共IP地址是在全球范围内唯一标识设备的IP地址用于在互联网上通信。私有IP地址是在局域网内使用的地址不能直接从公共互联网访问。
什么是NAT网络地址转换
NAT是一种技术允许在私有网络和公共网络之间转换IP地址。它允许多个设备共享单个公共IP地址通过维护一个地址映射表来实现。
**什么是IP路由
IP路由是将数据包从源主机传输到目标主机的过程。路由器使用路由表来确定数据包的下一个跳以便将其沿正确的路径转发。
什么是默认网关
默认网关是在局域网中连接到其他网络通常是互联网的设备。它是数据包离开局域网进入其他网络的出口点。
什么是ARP地址解析协议
ARP是用于将IP地址解析为物理MAC地址的协议以便在局域网上发送数据包。
什么是IPv4地址的分类
IPv4地址根据第一个字节8位的范围分为A、B、C、D和E类。每个类别有不同的网络和主机部分分配。
