5-IP与路由

2024-03-15

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IP地址的分类和组成

IP地址由网络号(ID)和主机号(ID)组成

（1）A类地址：最高位是0，随后的7位是网络地址，最后24位是主机地址。
（2）B类地址：最高2位分别是1和0，随后的14位是网络地址，最后16位是主机地址。
（3）C类地址：最高的3位是110，随后的21位是网络地址，最后8位是主机地址。
（4）D类地址：最高的4位是1110，随后的所有位用来做组播地址。
（5）E类地址：最高的5位是11110，这类地址为保留地址，不使用。

类别	第一个字节的格式	网络数	每个网络容纳的主机数	分辨方法(首字节范围)
A	0xxxxxxx	126	16777214	1~126
B	10xxxxxx	16384	65534	128~191
C	110xxxxx	2097152	254	192~223

子网划分方法

固定长度子网划分可变长度子网划分(从大到小划分) 子网划分为等大小的子网按地理位置进行子网划分按具体的功能或部分进行子网划分

子网掩码的含义及表示方式

子网掩码是一种用于区分IP地址中的网络部分和主机部分的32位二进制数。

两种表示方式一种是点分十进制(255.255.255.0),另一种是用子网掩码中”1”的个数来标记(255.255.255.224)可以写作/27

不同网段之间相互连通的方法

网关

一个网段中有效 IP 地址的范围的计算

1：IP地址 = 网络地址 + 主机地址，二进制为： 11000000 10101000 00001001 00000011

2：子网掩码的二进制表示为： 11111111 11111111 11111110 00000000 解析：前面1的就是网络地址部分，后面0就是主机地址，所以此处有9位主机地址。

3：网络地址 = 子网掩码 & IP地址，即：192.168.8.0

4：广播地址 = 3中求出的网络地址的主机地址部分置1，即：192.168.9.255

5：有效的IP段计算：开始地址 = 网络地址+1，即192.168.8.1 结束地址 = 广播地址-1，即192.168.9.254 那么当前示例的有效IP段为：192.168.8.1~192.168.9.254

ARP 协议的作用

1.局域网内实现地址解析

2.跨网络实现地址解析

路由的作用

选路与传输信息也叫(数据)交换

自治系统的含义

自治系统(Autonomous System,AS)指的是由单一实体进行控制和管理的路由器集合,自治系统通常又称为域。

RIP 协议的工作原理及更新过程

基本原理：相邻路由器之间互相交换整个路由表

更新过程

触发事件：当网络中的一个路由器或链路发生变化时，例如路由器故障、链路断开或新的链路建立，触发更新事件。
发送更新消息：受影响的路由器将通过广播或多播方式发送更新消息给相邻的路由器。该消息包含被改变的目标网络及其相关信息。
距离计算：接收到更新消息的邻居节点会根据接收到的信息和自身已知网络拓扑，重新计算到达目标网络的距离。这个距离可能是根据Hop数、Metric值等来衡量。
更新转发表：基于重新计算得出的最短路径，邻居节点会相应地更新自己的转发表，以反映新的可达性情况。这样可以确保数据包能够按照最优路径进行转发。
向外传播：更新后的转发表信息将继续向其他邻居节点传播，以便整个网络中所有节点都能获得最新的网络拓扑信息。

收敛稳定：经过一系列的更新和转发过程后，当网络中的所有路由器都收敛到一个一致的拓扑状态时，RIP协议达到了稳定状态。

   1. 路由器之间交换路由表信息。当一个路由器加入网络或者网络拓扑发生变化时，它会向相邻的路由器发送更新信息。这些更新信息包括路由器的IP地址、目标网络的IP地址、距离和下一跳路由器的IP地址。
   2. 计算最短路径。当一个路由器收到更新信息时，它会将这些信息添加到它的路由表中，并根据距离向量算法计算到达目标网络的最短路径。最短路径是指从当前路由器到达目标网络所需的跳数。
   3. 更新路由表。如果一个路由器发现到达目标网络的路径有改变，它会更新自己的路由表，并将这些信息发送给相邻的路由器。这样，整个网络中的路由器都会更新自己的路由表，以反映最新的网络拓扑。
   4. 定期更新路由表信息。RIP协议会定期发送路由表信息，以确保整个网络中的路由器都有最新的路由表信息。默认情况下，RIP协议每30秒发送一次更新信息。

OSPF 协议的工作过程

graph LR;
寻找邻居-->邻接关系的建立-->链路状态信息传递-->路由计算

IPv6 地址的地址表示

1.首选格式

X:X:X:X:X:X:X:X (一个X表示一个4位的十六进制数)

可以将每一段中的前导零省去，但是必须保证每段有一个数字

例如2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45FF

2001:410:0:1:0:0:0:45FF

2.压缩格式

当一个或多个连续的段内各位全为0时可以使用::(双冒号)来表示,但一个地址中只能使用一次::

例如2001:410:0:1:0:0:0:45FF

2001:410:0:1::45FF √

2001:410::1:45FF X

3.内嵌IPv4地址的IPv6地址

X:X:X:X:X:X:d.d.d.d (d表示IPv4地址中的一个十进制数)

IPv4兼容IPv6地址: ::d.d.d.d

IPv4映射IPv6地址: ::FFFF:d.d.d.d

IPv6前缀长度类似IPv4网络ID 地址/前缀长度 2001::1/64

4.对于URL地址IPv6地址需要使用”[]”括起来,例如https://[2606:50c0:8001::153]

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