摘要:信標幀因為總共就只有個信道,但你置身于多個重疊的場景時,某些可能在用同一個信道,怎么知道選擇哪一個呢標準要求周期性地發送信標幀,其中包含了該的和地址這就是你的手機區分每個的依據
IPv4編址,物理鏈路,接口,路由器,ip地址
ip數據報通過鏈路傳送;
鏈路與機器的邊界叫接口(interface);
每臺主機有一個接口對應它的鏈路;
每個路由器有多個接口,對應多個鏈路;
因為每個IP要求每個接口都有唯一的IP地址,所有IP地址是對應接口的;一個路由器可以有多個ip;
ip地址在路由和主機之間的分配ipv4中大概有40億個可能的ip地址;
它們是不可以自由分配的
觀察圖中的主機和路由器的ip地址;可以發現左側三臺主機和路由器ip地址前綴都是 223.1.1.xxx ;左側的24比特(三位10盡職= 8位二進制)是相同的;它們是不經過路由器鏈接起來的,這種叫以太LAN(局域網),鏈接它們的可以是 一臺以太網集線器 或者 交換機;
ip編址會為它們組成的子網分配一個 223.1.1.0/24 地址;其中 /24 記法又叫 子網掩碼;它表示,這個子網中的ip地址 前24比特 是由 223.1.1 組成;
子網掩碼 同時也限制了 任何其他機器要鏈接到該子網,都要求地址形式 是 223.1.1.xxx;
怎么區分子網?分開主機和路由器的每個接口,從而產生了幾個分離的網絡島;接口端鏈接了這些獨立的網絡的端點,這些獨立的網絡中的每個都叫做一個子網;
簡單來說,就是 每個與 a路由器鏈接的 網絡群(包括主機和路由器) 都可以叫做這個a路由的子網;
例子:
下圖有幾個 子網?
圖中 每個路由器 鏈接了有兩個主機組成的子網;其次每個路由 又鏈接了其他兩個路由器組成的子網;所以每個路由器都有兩個子網;所以一共 有6個子網;
ip 分類編址 和 CIDR編址一個ip地址 可以分開兩個部分;例如 子網掩碼223.1.1.0/24 下的主機 223.1.1.1;前面 223.1.1 是網絡前綴,后面的.1 是網內地址; 通過這種方式,局域網內的路由器可以只辨識 后面的x位就找到了 機器;子網外的路由器 只辨識 前面24比特的網絡地址就可以;大大加快了路由器轉發表的長度
很久之前,大家采用的是 分類編址;它規定分配一個ip地址塊 要指定 8/16/24 中一種比特作為網絡部分編址;分布成為A,B,C類網絡;但是因為機器數量不斷增多,這種分配方法出現問題;一個C類子網 最多有 2的8次 - 2 = 254 個ip(其中兩個做特殊用途,廣播地址255.255.255.255,源地址0.0.0.0);對于一個大公司來說,太少了;但是一個 B類子網 可以分配到65534個ip又太多了;
于是開始出現了 CIDR 編址方式;就是 223.1.1.0/24 記法; 后面的24 表示從第幾比特開始 屬于網絡部分;
這樣就可以更加自由的分配ip了;
例子:你的公司是如何從ISP(互聯網服務提供商)獲取到需要的ip數量的;
從例子中可以看到,isp分配到的是20比特 網絡前綴的ip塊;那20比特以后的編址都屬于該isp;它可以把后面的20-32比特 編址按照需求分配給下面的多個組織;
那ISP的ip塊是誰給的?
每個組織的網絡管理員可以手動為每個路由器或者主機分配IP;
但是更加通用的做法是 通過DHCP(動態主機配置協議)自動獲取ip地址
管理員還可以配置DHCP 以使某主機 每次鏈接獲得固定ip地址;
通過DHCP協議,子網中的每臺主機都可以知道一些網絡信息如:子網掩碼,默認網關(第一跳路由地址),它本地的DNS服務器地址;更新 ip的租用期限;
DHCP服務器為了便于管理大型點的網絡,會假設 DHCP服務器用于很方便的動態分配ip;這樣做可以解決一個大問題;如校園網可能有1000個學生有電腦;但是可能同時在線機器不會超過500臺;所以通過DHCP服務器動態分配 新加入機器的ip 和 及時回收 離線機器ip ,isp就可以只需要拿到一個500ip的ip塊就可以對付100臺電腦了;
DHCP服務器4個工作步驟
新機器加入網絡時,DHCP服務器使用廣播目的地址 255.255.255.255,源地址:0.0.0.0 發送DHCP發現報文
給每一個子網中的機器;新加入的機器接受到 DHCP發現報文,通過67端口發回給 DHCP服務器;(這時新機器還不知道DHCP地址);
DHCP服務器 收到發現報文以后,會廣播出 提供報文;其中包含事務ID,推薦給客戶機的ip地址,網絡掩碼,以及ip租用期限;
新到的機器 會選擇響應的 DHCP服務器中的一個,并用 請求報文 回應;(這時已經知道 DHCP服務器地址);
DHCP服務器 通過DHCP ACK報文響應 請求的 新機器,新機器就可以通過得到的DHCP ACK報文的信息上網了;
NAT 網絡地址轉換現實的問題: 如果某個家庭被分配了1個ip如:192.186.16.17;但是隨著機器的增多(手機,聯網打印機等等),1個ip地址肯定不夠用;這個時候怎么保證多個設備上網呢? NAT 的作用就是實現一個ip多個設備共享;
NAT的作用機制:
家庭中使用專用地址(只在這個局域網中有意義的地址)如:10.0.0.0/24;因為每個家庭都這樣做,所以這個地址只對本家庭中的設備有意義;
為了讓這個專用地址的設備可以跟外面的設備交換分組,NAT路由器對外就會表現得像一個獨立的機器,它對外的ip就是這個家庭的唯一ip:192.186.16.17; NAT路由器從 ISP 的DHCP路由器獲取唯一的ip以后,再在自己的網絡中創建一個 NAT-DHCP 服務;這個服務可以為家庭中每個設備提供虛擬的專用ip;
對外已經可以接受分組,那么怎么分發這些分組給家庭內的對應設備呢? 這時,NAT會在內部創建一張NAT轉換表,表中包含了端口號 和ip地址;
例如: 家庭中設備10.0.0.1 通過端口號 123 請求 外面的服務器; NAT 首先會保存這個請求到 轉換表中;然后再包裝 一層,把源ip改為對外的ip 192.186.16.17,后面加上自己可分配的6萬個端口號中未被占用的一個,例如:8088,那么這個請求對外部服務器來說就是 192.186.16.17:8088的請求報文;
接受到回應分組以后,NAT可以通過 8088 端口在 轉換表中找到設備ip和端口號 10.0.0.1:123;把分組發給這個家庭設備;
無線網絡標準 有很多個,大贏家是 802.11無線LAN,它就是WIFI(Wireless Fidelity);
802.11 有基本服務集BSS組成; BSS = 一個或多個無線站點 + 一個接入點(中央基站 AP);
AP發出無線信號連接手機,然后AP連接的路由器(或者交換機),路由器與外網交換分組;家庭中的AP與路由器通常封裝在同一個盒子中,也就是我們通常看到的“路由器”;
每個站點都有自己mac地址,每個AP也有自己的mac地址;mac地址理論上是唯一的,由 IEEE所 管理;
SSID :AP的服務集標識符(wifi名字),管理員定義wifi時應該給的;
信道 :管理員定義wifi時還應該給定wifi一個信道號;802.11運行在 2.4~2.485GHz 頻段內;在這85MHz頻段被分為了11個部分重疊的信道;當2個信道中間有4個以上信道隔開時才算不重疊;所以1,6,11三個信道就是不重疊信道; 這意味著管理員可以,把1,6,11三個信道分開,分別安裝三個AP,如果這三個AP都鏈接到同一個路由器中,就組成了最大傳輸速率 33Mbps 的無線LAN。
信標幀: 因為總共就只有11個信道,但你置身于多個wifi重疊的場景時,某些wifi可能在用同一個信道,怎么知道選擇哪一個wifi呢;802.11標準要求AP周期性地發送 信標幀,其中包含了該AP的 SSID 和MAC地址;這就是你的手機區分每個wifi的依據;
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