特殊IP地址
- 255.255.255
- 这个地址称为有限广播地址，它可以作为一个IP报文的目的IP地址使用。
- 路由器接收到目的IP地址为有限广播地址的IP报文后，会停止对该IP报文的转发。
- 0.0.0.0
- 如果把这个地址作为网络地址，它的意思就是“任何网络”的网络地址；如果把这个地址作为主机接口地址，它的意思就是“这个网络上主机接口”的IP地址。
- 例如：当一个主机接口在启动过程中尚未获得自己的IP地址时，就可以向网络发送目的IP地址为有限广播地址、源IP地址为0.0.0.0的DHCP请求报文，希望DHCP服务器在收到自己的请求后，能够给自己分配一个可用的IP地址。
- 127.0.0.0/8
- 这个地址为环回地址，它可以作为一个IP报文的目的IP地址使用。其作用是测试设备自身的软件系统。
- 一个设备产生的、目的IP地址为环回地址的IP报文是不可能离开这个设备本身的。
- 169.254.0.0/16
- 如果一个网络设备获取IP地址的方式被设置成了自动获取方式，但是该设备在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，那么该设备就会使用169.254.0.0/16网段的某个地址来进行临时通信。
- 注：DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)，动态主机配置协议，用于动态分配网络配置参数，如IP地址。
IPv4 vs IPv6
- 由全球IP地址分配机构，IANA (Internet Assigned Numbers Authority)管理的IPv4地址，于2011年完全用尽。随着最后一个IPv4公网地址分配完毕，加上接入公网的用户及设备越来越多，IPv4地址枯竭的问题日益严重，这是当前IPv6替代IPv4的最大源动力。
为什么要划分子网
- “有类编址”的地址划分过于死板，划分的颗粒度太大，会有大量的主机号不能被充分利用，从而造成了大量的IP地址资源浪费。
- 因此可以利用子网划分来减少地址浪费，即VLSM (Variable Length Subnet Mask)，可变长子网掩码。将一个大的有类网络，划分成若干个小的子网，使得IP地址的使用更为科学。
如何进行子网划分-原网段分析
- 例如：192.168.10.0/24网段
- 假设有一个C类网段地址：192.168.10.0；默认情况下，网络掩码为24位，包括24位网络位，8位主机位。
- 通过计算可知，这样的网络中，有256个IP地址。
如何进行子网划分-向主机借位
- 向主机借位，形成子网。
- 可变长子网掩码，VLSM (Variable Length Subnet Mask)
- 现在，将原有的24位网络位向主机位去“借”1位，这样网络位就扩充到了25位，相对的主机位就减少到了7位，而借过来的这1位就是子网位，此时网络掩码就变成了25位，即255.255.255.128，或/25。
- 子网位：可取值0或取值1，则得到了两个新的子网。
- 通过计算可知，现在网络中，有128个IP地址。
如何进行子网划分-计算子网网络地址
- 计算网络地址，主机位全为0：
- 如果子网位取值0，则网络地址为192.168.10.0/25。
- 如果子网位取值1，则网络地址为192.168.10.128/25。
如何进行子网划分-计算子网广播地址
- 计算广播地址，主机位全为1：
- 如果子网位取值0，则网络地址为192.168.10.127/25。
- 如果子网位取值1，则网络地址为192.168.10.255/25。
练习：计算子网（1）
练习：计算子网（2）
- 子网的网络地址分别为：
- 192.168.1.0/28
- 192.168.1.16/28
- 192.168.1.32/28
- 192.168.1.48/28
- 192.168.1.64/28
- 192.168.1.80/28
- 192.168.1.96/28
- 192.168.1.112/28
- 192.168.1.128/28
- 192.168.1.144/28
- 192.168.1.160/28
- 192.168.1.176/28
- 192.168.1.192/28
- 192.168.1.208/28
- 192.168.1.224/28
- 192.168.1.240/28
ICMP协议
- Internet控制消息协议ICMP(Internet Control Message Protocol)是IP协议的辅助协议。
- ICMP协议用来在网络设备间传递各种差错和控制信息，对于收集各种网络信息、诊断和排除各种网络故障等方面起着至关重要的作用。
- 为了更有效地转发IP数据报文和提高数据报文交互成功的机会，在网络层使用ICMP协议。ICMP允许主机或设备报告差错情况和提供有关异常情况的报告。
- ICMP消息：
- ICMP消息封装在IP报文中，IP报文头部Protocol值为1时表示ICMP协议。
- 字段解释：
- ICMP消息的格式取决于Type和Code字段，其中Type字段为消息类型，Code字段包含该消息类型的具体参数。
- 校验和字段用于检查消息是否完整。
- 消息中包含32 bit的可变参数，这个字段一般不使用，通常设置为0。
- −在ICMP重定向消息中，这个字段用来指定网关IP地址，主机根据这个地址将报文重定向到指定网关。
- −在Echo请求消息中，这个字段包含标识符和序号，源端根据这两个参数将收到的回复消息与本端发送的Echo请求消息进行关联。尤其是当源端向目的端发送了多个Echo请求消息时，需要根据标识符和序号将Echo请求和回复消息进行一一对应。
IP地址的基础配置命令
- 进入接口视图
- 通过此命令可以进入指定的接口视图，配置接口的相关属性。
- interface-type interface-number：指定接口类型和接口编号。接口类型和接口编号之间可以输入空格也可 以不输入空格。
- 配置接口的IP地址
- 在接口视图下，通过此命令来给网络设备上的接口配置IP地址，实现网络的互连。
- ip-address：指定接口的IP地址，点分十进制形式。
- mask：指定子网掩码，点分十进制形式。
- mask-length：指定掩码长度，整数形式，取值范围是0～32。
接口介绍
- 物理接口：物理接口是指网络设备上实际存在的接口，分为负责承担业务传输的业务接口和负责管理设备的管理接口，例如GE业务接口和MEth管理接口。
- 逻辑接口：逻辑接口是指能够实现数据交换功能但物理上不存在、需要通过配置建立的接口，需要承担业务传输，例如VLANIF接口、Loopback接口。
- Loopback接口：用户需要一个接口状态永远是Up的接口的IP地址时，可以选择Loopback接口的IP地址。
- Loopback接口一旦被创建，其物理状态和链路协议状态永远是Up，即使该接口上没有配置IP地址。
- Loopback接口配置IP地址后，就可以对外发布。Loopback接口上可以配置32位掩码的IP地址，达到节省地址空间的目的。
- Loopback接口不能封装任何链路层协议，数据链路层也就不存在协商问题，其协议状态永远都是Up。
- 对于目的地址不是本地IP地址，出接口是本地Loopback接口的报文，设备会将其直接丢弃。
网络IP地址规划
- IP地址规划要和网络结构、路由协议、流量规划、业务规则等结合起来考虑。IP地址的规划应尽可能和网络层次相对应，应该是自顶向下的一种规划。
- 总得来说： IP地址规划的目标是：易管理、易扩展、利用率高。
- 规划原则：
- 唯一性：一个IP网络中不能有两个主机采用相同的IP地址。
- 连续性：连续地址在层次结构网络中易于进行路由汇总，大大缩减路由表，提高路由计算的效率、加速路由收敛。
- 扩展性：地址分配在每一层次上都要有合理的预留，在网络规模扩展时能保证路由汇总所需的连续性。避免网络扩展造成的地址、路由重新规划。
- 结构化、业务相关性：地址规划与网络拓扑结构和网络承载业务结合起来，便于路由规划和QoS部署。好的IP地址规划使得每个地址都具有实际含义，看到一个地址就可以大致判断出该地址所属的设备和对应的业务。
