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IP协议的本质#xff1a;提供一种能力#xff0c;将数据跨网络从A主机传输到B主机 4位版本号(version): 指定IP协议的版本, 对于IPv4来说, 就是4.
4位头部长度(header length): IP头部的长度是多少个32bit, 也就是 length * 4 的字节数. 4bit表示最大 的数字是15, 因…IP协议
IP协议的本质提供一种能力将数据跨网络从A主机传输到B主机 4位版本号(version): 指定IP协议的版本, 对于IPv4来说, 就是4.
4位头部长度(header length): IP头部的长度是多少个32bit, 也就是 length * 4 的字节数. 4bit表示最大 的数字是15, 因此IP头部最大长度是60字节.
8位服务类型(Type Of Service): 3位优先权字段(已经弃用), 4位TOS字段, 和1位保留字段(必须置为0). 4位 TOS分别表示: 最小延时, 最大吞吐量, 最高可靠性, 最小成本. 这四者相互冲突, 只能选择一个. 对于 ssh/telnet这样的应用程序, 最小延时比较重要; 对于ftp这样的程序, 最大吞吐量比较重要.
16位总长度(total length): IP数据报整体占多少个字节. 16位标识(id): 唯一的标识主机发送的报文. 如果IP报文在数据链路层被分片了, 那么每一个片里面的这个 id都是相同的.
3位标志字段: 第一位保留(保留的意思是现在不用, 但是还没想好说不定以后要用到). 第二位置为1表示禁 止分片, 这时候如果报文长度超过MTU, IP模块就会丢弃报文. 第三位表示更多分片, 如果分片了的话, 最后一个分片置为1, 其他是0. 类似于一个结束标记.
13位分片偏移(framegament offset): 是分片相对于原始IP报文开始处的偏移. 其实就是在表示当前分片 在原报文中处在哪个位置. 实际偏移的字节数是这个值 * 8 得到的. 因此, 除了最后一个报文之外, 其他报 文的长度必须是8的整数倍(否则报文就不连续了).
8位生存时间(Time To Live, TTL): 数据报到达目的地的最大报文跳数. 一般是64. 每次经过一个路由, TTL - 1, 一直减到0还没到达, 那么就丢弃了. 这个字段主要是用来防止出现路由循环
8位协议: 表示上层协议的类型
16位头部校验和: 使用CRC进行校验, 来鉴别头部是否损坏.
32位源地址和32位目标地址: 表示发送端和接收端.
网段划分
路由器也是一个主网的主机也要配置ip地址
路由器一定至少连接了2个子网路由器也就相当于同时在两个子网。
路由器可以配置多个ip。认为路由器有多张网卡即可。路由器可以构建子网。
ip地址 只有在联网的时候才有 A类网络2的7次方个A类网络一共包含了2的24次方台主机。
子网掩码区分网络号和主机号
122.133.144.155
1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 两个ip地址不用主机号为0或者全1
140.252.20.0100 0100
255.255.255.1111 0000
140.252.20.0100 0000 私有IP地址和公网IP地址
如果一个组织内部组建局域网,IP地址只用于局域网内的通信,而不直接连到Internet上,理论上 使用任意的IP地址都 可以,但是RFC 1918规定了用于组建局域网的私有IP地址 **10. **前8位是网络号,共16,777,216个地址 172.16.到172.31.,前12位是网络号,共1,048,576个地址 192.168.,前16位是网络号,共65,536个地址 包含在这个范围中的, 都成为私有IP, 其余的则称为全局IP(或公网IP);
我们使用的ip地址都是私有ip
运营商
我们是怎么上网的
调制解调器光猫 将光信号转为电信号也就是01序列
家用路由器构建局域网
NAT
Network Address Translation网络地址转换一种用于修改网络数据包中IP地址信息的技术。它在路由器或网关上运行允许多个设备共享一个公网IP从而节省IP地址资源。NAT广泛应用于家庭、企业网络及运营商网络中帮助解决IPv4地址枯竭问题。
NAT的工作原理
NAT通过将私有IP地址通常在局域网中使用的地址如192.168.x.x或10.x.x.x转换为公共IP地址实现内网设备与互联网的通信。当内网设备向外发送数据时NAT会将设备的私有IP替换为路由器的公网IP当返回的数据包到达时NAT再将公共IP转换回私有IP并将数据发送到对应的内网设备。
NAT的类型 静态NAT 一对一转换即每个内部私有IP都有一个固定的公网IP进行映射。常用于某些需要固定IP地址的服务如企业服务器。 动态NAT 路由器从公网IP池中动态分配公网IP给内网设备当内网设备请求时它们共享或轮流使用这些IP。动态NAT适合IP数量有限的场景。 PATPort Address Translation也叫端口地址转换 常见的NAT类型又叫“NAPT”或“过载NAT”。使用一个公网IP但通过端口号区分多个内网设备的流量。每个内部设备的请求通过不同的端口号映射到相同的外部IP地址这就是为什么多个设备可以通过一个公网IP访问互联网。
NAT的优势
IP地址节省内网设备共享一个或多个公网IP避免IPv4地址枯竭。安全性内网设备的私有IP隐藏在NAT后外部设备无法直接访问这些设备增加了一定的网络安全性。灵活性NAT允许多个设备通过同一个公网IP进行互联网通信简化了网络管理。
NAT的缺点
网络性能NAT在转换IP地址和端口时会增加一些延迟特别是在使用大量会话的情况下。P2P应用支持较差某些点对点P2P协议或应用如视频通话、在线游戏可能会受到NAT的限制因为这些应用通常需要设备之间直接通信。影响端到端连接NAT打破了IP层的端到端通信模型这使得某些应用程序需要额外的配置才能正常工作如VPN、VoIP等。
NAT是当前网络环境中重要的基础技术随着IPv6的逐渐普及NAT的需求会逐渐减少但在短期内仍然是IPv4网络中的关键工具。
ARP
Address Resolution Protocol地址解析协议是一种网络协议主要用于通过已知的IP地址来查找对应的MAC地址。ARP协议在IPv4网络中非常重要它负责在同一局域网内进行IP地址与物理地址MAC地址之间的转换从而实现设备之间的通信。
ARP的工作原理
当一个设备如电脑想与同一局域网中的另一台设备通信时它会先知道目标设备的IP地址但不一定知道它的MAC地址。发送方设备会发送一个ARP请求其中包含目标设备的IP地址并询问网络“谁拥有这个IP地址”局域网中的所有设备都会接收到这个ARP请求拥有该IP地址的设备会回应一个ARP回复告诉发送方“这个IP地址对应我的MAC地址”。发送方接收到ARP回复后将IP地址与MAC地址的对应关系存储在它的ARP缓存中以便后续通信中直接使用无需再次查询。
ARP请求与回复的详细过程
ARP请求以广播的方式发出因为发送方不知道目标设备的MAC地址。所有连接到网络的设备都会收到这个请求。ARP回复目标设备在收到ARP请求后将自己的MAC地址封装在一个ARP回复中并将其发给请求设备这个回复是单播的只发给请求方。
ARP示例
假设设备AIP地址为192.168.1.2MAC地址为AA:AA:AA:AA:AA:AA需要与设备BIP地址为192.168.1.3MAC地址为BB:BB:BB:BB:BB:BB通信
设备A知道设备B的IP地址192.168.1.3但不知道它的MAC地址。设备A发送一个ARP请求“谁是192.168.1.3”。这个请求以广播形式发送给网络上的所有设备。设备B接收到ARP请求后发送一个ARP回复“我是192.168.1.3我的MAC地址是BB:BB:BB:BB:BB:BB。”设备A接收到这个ARP回复后将设备B的IP和MAC地址映射存储在ARP缓存中。设备A现在可以直接使用设备B的MAC地址与它通信。
ARP缓存
ARP缓存是一个临时存储设备IP地址和MAC地址映射的表设备通过它来避免每次通信时都需要发送ARP请求。ARP缓存中的映射有一定的有效期通常在几分钟后会过期。
ARP的优缺点
优点
提高网络通信效率ARP缓存减少了每次通信都要请求MAC地址的频率。动态解析设备无需预先知道所有设备的MAC地址可以根据需要动态解析。
缺点
安全性问题ARP欺骗/ARP中毒 ARP协议本身没有安全验证机制因此容易被攻击。例如在ARP欺骗攻击中攻击者伪装成局域网中其他设备向受害设备发送伪造的ARP回复将受害设备的流量劫持到攻击者那里。这种攻击通常用于网络监听或中间人攻击。
解决ARP欺骗的对策
静态ARP表可以手动配置静态ARP条目使得特定IP地址只能与指定的MAC地址对应。这可以防止ARP表被恶意篡改但手动管理复杂适合较小的网络。安全网络设备很多交换机和路由器支持ARP防护机制如动态ARP检测DAI可以检测和阻止异常的ARP流量。加密通信通过加密数据传输如VPN、SSL等可以在ARP欺骗攻击发生时保护通信内容。
ARP的常见类型
ARP请求用于查询IP地址对应的MAC地址发出时是广播帧。ARP回复用于响应ARP请求提供MAC地址发出时是单播帧。G ratuitous ARP无偿ARP当一个设备启动或IP地址改变时它会发送无偿ARP告诉网络中的其他设备自己的IP地址和MAC地址。这通常用于检测IP地址冲突或更新其他设备的ARP缓存。 文章转载自： http://www.morning.mhfbp.cn.gov.cn.mhfbp.cn http://www.morning.dfqmy.cn.gov.cn.dfqmy.cn http://www.morning.dzqyn.cn.gov.cn.dzqyn.cn http://www.morning.jykzy.cn.gov.cn.jykzy.cn http://www.morning.gjmll.cn.gov.cn.gjmll.cn http://www.morning.crsqs.cn.gov.cn.crsqs.cn http://www.morning.rmdsd.cn.gov.cn.rmdsd.cn http://www.morning.rnzjc.cn.gov.cn.rnzjc.cn http://www.morning.bchhr.cn.gov.cn.bchhr.cn http://www.morning.rykgh.cn.gov.cn.rykgh.cn http://www.morning.kpzbf.cn.gov.cn.kpzbf.cn http://www.morning.kltmt.cn.gov.cn.kltmt.cn http://www.morning.msgcj.cn.gov.cn.msgcj.cn http://www.morning.twpq.cn.gov.cn.twpq.cn http://www.morning.yrnyz.cn.gov.cn.yrnyz.cn http://www.morning.jqmqf.cn.gov.cn.jqmqf.cn http://www.morning.nnttr.cn.gov.cn.nnttr.cn http://www.morning.kycxb.cn.gov.cn.kycxb.cn http://www.morning.hdzty.cn.gov.cn.hdzty.cn http://www.morning.ltqtp.cn.gov.cn.ltqtp.cn http://www.morning.cljpz.cn.gov.cn.cljpz.cn http://www.morning.hhfqk.cn.gov.cn.hhfqk.cn http://www.morning.xylxm.cn.gov.cn.xylxm.cn http://www.morning.nrmyj.cn.gov.cn.nrmyj.cn http://www.morning.fhqsm.cn.gov.cn.fhqsm.cn http://www.morning.psdbf.cn.gov.cn.psdbf.cn http://www.morning.kqylg.cn.gov.cn.kqylg.cn http://www.morning.hwnnh.cn.gov.cn.hwnnh.cn http://www.morning.dphmj.cn.gov.cn.dphmj.cn http://www.morning.mstrb.cn.gov.cn.mstrb.cn http://www.morning.yqhdy.cn.gov.cn.yqhdy.cn http://www.morning.tlbhq.cn.gov.cn.tlbhq.cn http://www.morning.qyqmj.cn.gov.cn.qyqmj.cn http://www.morning.zyytn.cn.gov.cn.zyytn.cn http://www.morning.dnls.cn.gov.cn.dnls.cn http://www.morning.kxqwg.cn.gov.cn.kxqwg.cn http://www.morning.nfgbf.cn.gov.cn.nfgbf.cn http://www.morning.xshkh.cn.gov.cn.xshkh.cn http://www.morning.rnqrl.cn.gov.cn.rnqrl.cn http://www.morning.bzkgn.cn.gov.cn.bzkgn.cn http://www.morning.bwjws.cn.gov.cn.bwjws.cn http://www.morning.grxbw.cn.gov.cn.grxbw.cn http://www.morning.qklff.cn.gov.cn.qklff.cn http://www.morning.bmmyx.cn.gov.cn.bmmyx.cn http://www.morning.ysmw.cn.gov.cn.ysmw.cn http://www.morning.dmcqy.cn.gov.cn.dmcqy.cn http://www.morning.qbfqb.cn.gov.cn.qbfqb.cn http://www.morning.hrtfz.cn.gov.cn.hrtfz.cn http://www.morning.ylzdx.cn.gov.cn.ylzdx.cn http://www.morning.rrbhy.cn.gov.cn.rrbhy.cn http://www.morning.banzou2034.cn.gov.cn.banzou2034.cn http://www.morning.xqspn.cn.gov.cn.xqspn.cn http://www.morning.rhqr.cn.gov.cn.rhqr.cn http://www.morning.rlqml.cn.gov.cn.rlqml.cn http://www.morning.ztfzm.cn.gov.cn.ztfzm.cn http://www.morning.sltfk.cn.gov.cn.sltfk.cn http://www.morning.ktmbp.cn.gov.cn.ktmbp.cn http://www.morning.rpzqk.cn.gov.cn.rpzqk.cn http://www.morning.fy974.cn.gov.cn.fy974.cn http://www.morning.gxfpk.cn.gov.cn.gxfpk.cn http://www.morning.zsgbt.cn.gov.cn.zsgbt.cn http://www.morning.ftlgy.cn.gov.cn.ftlgy.cn http://www.morning.tgcw.cn.gov.cn.tgcw.cn http://www.morning.dfndz.cn.gov.cn.dfndz.cn http://www.morning.spwm.cn.gov.cn.spwm.cn http://www.morning.rttkl.cn.gov.cn.rttkl.cn http://www.morning.fxzgw.com.gov.cn.fxzgw.com http://www.morning.ckwxs.cn.gov.cn.ckwxs.cn http://www.morning.gcxfh.cn.gov.cn.gcxfh.cn http://www.morning.ngkgy.cn.gov.cn.ngkgy.cn http://www.morning.pzrpz.cn.gov.cn.pzrpz.cn http://www.morning.xpfwr.cn.gov.cn.xpfwr.cn http://www.morning.dkzwx.cn.gov.cn.dkzwx.cn http://www.morning.krdxz.cn.gov.cn.krdxz.cn http://www.morning.pqrhb.cn.gov.cn.pqrhb.cn http://www.morning.xhgcr.cn.gov.cn.xhgcr.cn http://www.morning.bzfld.cn.gov.cn.bzfld.cn http://www.morning.cbmqq.cn.gov.cn.cbmqq.cn http://www.morning.dfbeer.com.gov.cn.dfbeer.com http://www.morning.nbiotank.com.gov.cn.nbiotank.com
