IP地址与交换机原理

落言
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IP地址

线序

网络中的每台设备 ，每台主机必须具有唯一的IP地址

## IP地址的表示

  • 一个IPv4地址有32bit（4字节）
  • IPv4地址通常采用“点分十进制”表示
  • IPv4地址范围：0.0.0.0~255.255.255.255
  • 32位 2进制数组成（2为基数）

43亿地址： 人为的划分了5大类地址

IP地址由两部分组成

  • 网络 ID：标识网络，每个网段分配一个网络ID，处于高位
  • 主机 ID：标识单个主机，由组织分配给各设备，处于低位

IP地址分类

image.png

实际可用的公网IP地址：

  • A类地址：1.0.0.1~126.255.255.254 /8
  • B类地址：128.0.0.1~191.255.255.254 /16
  • C类地址：192.0.0.1~223.255.255.254 /24
  • D类地址：224.0.0.1~239.255.255.254（组播地址）
  • E类地址：240.0.0.1~254.255.255.254（保留未使用）

私有IP地址：不直接用于互联网，通常在局域网中使用

类私有地址范围
A10.0.0.0到10.255.255.255
B172.16.0.0到172.31.255.255
C192.168.0.0到192.168.255.255

特殊的无法使用的IP：

  • 0.0.0.0————未分配IP

  • 255.255.255.255————广播地址

  • 127.0.0.0~127.255.255.255————内部回环地址（测试本机是否正常）

  • 224.0.0.0到239.255.255.255————组播地址

  • 169.254.x.x

  • 每个网段中主机位全0的IP————本地网络地址

  • 每个网段中主机位全1的IP————当前子网的广播地址

子网划分：

子网划分定义：Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。A类网络有126个，每个A类网络可能有16777214台主机，它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多节点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。可以把基于每类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于每类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

子网掩码

子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。 子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。

image.png 有了子网掩码后，只要把IP地址和子网掩码按位相乘，所得结果就是IP地址的网络地址。因为在网络中同一网段的主机可以直接通信，跨网段时需要借助网关转发数据包，则通过子网掩码计算出网络地址，可以判断不同的IP地址是否位于同一网段。（一个网络的所有可用的的主机数＝2^主机ID位数-2 网络（段）数=2^网络ID中可变的位数 网络ID=IP与netmask 与运算（约等于乘法） 判断对方主机是否在同一个网段）

例如：
有两台主机，主机一网络地址段：192.168.1.1/24，主机二网络地址段：192.168.1.33/27，判断两个主机是否在同一网段，能否直接通信。
主机一
IP地址：11000000.10101000.00000001.00000001 (二进制）
子网掩码：11111111.11111111.11111111.00000000 （二进制）按位逻辑与运算结果为：11000000.10101000.00000001.000000000 （二进制）
十进制形式为：192.168.1.0
主机二
IP地址：11000000.10101000.00000001.00100001 （二进制）
子网掩码：11111111.11111111.11111111.11100000 （二进制）
按位逻辑与运算结果为11000000.10101000.00000001.00100000 （二进制）
十进制形式为：192.168.1.32
根据计算可知主机一在 192.168.1.1 — 192.168.1.255 网段，主机二在 192.168.1.33~192.168.1.63 网段，所以不在同一网段，如果要通信需要通过网关转发数据包。(1：自己的IP地址和 子网掩码做与运算 得出网络id
2: 拿B 的地址 和 A自己的子网掩码做运算 得出b的网络id
3：判断 1 2步当中的 网络id 是否一致 一致可以通信
4：如果 不一致 传给 网关帮忙转发数据)用自已的子网掩码分别和自已的IP及对方的IP相与，比较结果，相同则同一网络，不同则不同网段

划分子网

将一个大的网络（主机数多）划分成多个小的网络（主机数少），主机ID位数变少，网络ID 位数变多，网络ID位向主机ID位借n位,将划分2^n个子网

交换机原理

image.png

交换机的四大功能：

  • 学习功能---------数据帧经过交换机，交换机会自动学 习数据帧的源mac地址
  • 转发功能---------数据帧经过交换机，会在mac表中查 找数据帧的目的mac，查找成功，会从相应的接口转 发数据
  • 查询功能---------数据帧经过交换机，会在mac表中查 找数据帧的目的mac，查找失败，会从所有接口转发 相同数据（泛洪）
  • 刷新功能---------交换机默认300s刷新一次mac地址表 image.png

PC1要和PC2之间进行通信
需要通过交换机转发信息
交换机初始状态 是没有
mac地址与端口的对应关系
当交换机的1接口收到PC1的报文
PC1 mac 地址和端口1记录下来
之后交换机会向除了端口1以外的所有端口发送广播
询问谁的 mac 地址是5c
当PC2 收到这个广播消息后，会回复一个单播
交换机 会将 端口2 和PC2 的 mac 地址绑定起来
PC3 不是发给自己的消息 丢弃

寻找端口号

  1. 右键计算机-->管理-->设备管理，在打开的页面点一下 “设备管理器”，在其中点击“端口（COM和LPT）”，可以 看到此时连接了console线的端口号。
  2. 打开crt点击快速连接 主要修改是： 将协议改为：serial
    端口设置为：COM3（即：连接console线的哪一个 端口）
    波特率设置为：9600

image.png

三种视图

  • 用户视图：基本操作，查看基本信息
  • 系统视图：进阶操作，配置 静态路由，动态路由： rip ，ospf，BGP
  • 接口模式：配置端口的设置

常用命令

用户视图模式< Huawei>切换至系统视图模式
[Huawei]
< Huawei> system-view
< Huawei>sys
退回用户视图
ctrl+z
[Huawei] quit
1、历史命令查询
[Huawei] display history-command
2、配置主机名
< Huawei>system-view
[Huawei] sysname Router1
3、状态信息查询
< Huawei>display version              ####查看VRP版本
< Huawei> display users              ####查看用户终端信 息
4、进入接口模式并查看信息
< Huawei>sys
[Huawei]int e0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]dis this              ####查看当前视图下的配置信息
5、配置文件管理命令
[Huawei]display saved-configuration              ###查看设备保存的信息
[Huawei]display current-configuration ###查看设备当前配置的信息
< SW1>save              ###保存配置
< Huawei>reset saved-configuration              ###擦除存储设备中的配置文件(初始化)
< Huawei>compare configuration              ###比较当前配置信息与存储设备中的保存文件是否一 致
6、关闭华为的信息提示中心
[Huawei]undo info-center enable
或者
< Huawei>undo terminal monitor
7、永不超时
[Huawei]user-interface console 0
[Huawei-ui-console0]idle-timeout 0 0
8、配置双工及速率命令
< Huawei>sys
[Huawei]int g0/0/1
[SW1-Ethernet0/0/1]undo negotiation auto              ###关闭自动协商
[SW1-Ethernet0/0/1]speed 100              ###调至速率100M
[SW1-Ethernet0/0/1]duplex full              ###调至全双工模式， 解释：full：FullDuplex（全双工模式） half：Half-Duplex（半 双工模式）
9、保存配置 < Huawei>save
用SecureCRT链接eNSP
●双击打开某台设备有【视图】和【配置】，打开【配 置】---窗口配置：串口号：2000 ###这个是端口号
●打开SecureCRT 点击【链接】---【Protocol】 Telnet----【Hostname】127.0.0.1---- 【Prot】2000
●当前终端被打开---断开【disconnect】----会话 【session options】-----强制每次一个字符模式 【Force charater at atime mode】---保存 【OK】
●右击当前终端---链接【reconnect】

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