計算機網絡基礎知識,一篇足矣

第一部分 整體概述

HTTP 請求消息

URL: Uniform Resource Locator,統一資源定位符。

FTP: File Transfer Protocol, 文件傳送協議。 這是一種在上傳、下載文件時使用的協議。使用 FTP 協議來傳送文件的程序也被叫作 FTP。

 

常見的URL分類

 

日常用的最多的是HTTP: Hypertext Transfer Protocol超文本傳送協議, 但也有其他一些,如下圖:

 

http協議

HTTP 協議定義了客戶端和服務器之間交互的消息內容和步驟。

大致過程如下:客戶端請求,服務器返回相應的數據。

 

如何訪問服務器中特定的資源?看下邊的URL圖解

 

主要方法

有了整體的大致流程,也有了拆分URL的圖解,就看下有哪些方法吧:

 

計算機網絡基礎知識,僅此一篇足矣

 

URI: Uniform Resource Identifier,統一資源標識符。

 

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計算機網絡基礎知識,僅此一篇足矣

 

 

 

第二部分 IP地址

 

IP地址分類

 

IP地址(Internet Protocol Address),縮寫爲IP Adress,是一種在Internet上的給主機統一編址的地址格式,也稱爲網絡協議(IP協議)地址。它爲互聯網上的每一個網絡和每一臺主機分配一個邏輯地址,常見的IP地址,分爲IPv4與IPv6兩大類,當前廣泛應用的是IPv4,目前IPv4幾乎耗盡,下一階段必然會進行版本升級到IPv6;如無特別說明,一般我們講的的IP地址所指的是IPv4。

 

IP地址分A、B、C、D、E五類,其中A、B、C這三類是比較常用的IP地址,D、E類爲特殊地址。

IP 地址是一串 32 比特的數字,按照 8 比特(1 字節)爲一組分成 4 組,分別用十進制表示 然後再用圓點隔開。

 

在計算機二進制中,1個字節 = 8位 = 8bit(比特)

 

 

Ip地址彙總

 

注: 爲何減去2?

在計算機網絡中,主機ID全部爲0的地址爲“本”網絡地址,而主機ID全部爲1的地址爲廣播地址,這2個地址是不能分配給主機用的。

公網和私網IP地址

公網IP地址

公有地址分配和管理由Inter NIC(Internet Network Information Center 因特網信息中心)負責。各級ISP使用的公網地址都需要向Inter NIC提出申請,有Inter NIC統一發放,這樣就能確保地址塊不衝突。

私網IP地址

創建IP尋址方案的人也創建了私網IP地址。這些地址可以被用於私有網絡,在Internet沒有這些IP地址,Internet上的路由器也沒有到私有網絡的路由表。

A類:10.0.0.0 255.0.0.0,保留了1個A類網絡。
B類:172.16.0.0 255.255.0.0~172.31.0.0 255.255.0.0,保留了16個B類網絡。
C類:192.168.0.0 255.255.255.0~192.168.255.0 255.255.255.0,保留了256個C類網絡。
PS:私網地址訪問Internet需要做NAT或PAT網絡地址轉換

 

 

 

 

子網掩碼

引子

IP地址在設計時就考慮到地址分配的層次特點,將每個IP地址都分割成網絡號和主機號兩部分,以便於IP地址的尋址操作

如何確定:IP地址的網絡號和主機號各是多少位呢?

下面先了解下子網掩碼

定義

子網掩碼(subnet mask)是每個使用互聯網的人必須要掌握的基礎知識,只有掌握它,才能夠真正理解TCP/IP協議的設置。

子網掩碼——屏蔽一個IP地址的網絡部分的“全1”比特模式。對於A類地址來說,默認的子網掩碼是255.0.0.0;對於B類地址來說默認的子網掩碼是255.255.0.0;對於C類地址來說默認的子網掩碼是255.255.255.0。

利用子網掩碼可以把大的網絡劃分成子網,即VLSM(可變長子網掩碼),也可以把小的網絡歸併成大的網絡即超網。

規則

子網掩碼的長度也是32位,左邊是網絡位,用二進制數字“1”表示,1的數目等於網絡位的長度;右邊是主機位,用二進制數字“0”表示,0的數目等於主機位的長度。

目的: 是爲了讓掩碼與ip地址做按位與運算時用0遮住原主機數,而不改變原網絡段數字,而且很容易通過0的位數確定子網的主機數

爲何要用子網掩碼?

子網掩碼可以分離出IP地址中的網絡地址和主機地址,那爲什麼要分離呢?

因爲兩臺計算機要通訊,首先要判斷是否處於同一個廣播域內,即網絡地址是否相同。

如果網絡地址相同,表明接受方在本網絡上,那麼可以把數據包直接發送到目標主機,

否則就需要路由網關將數據包轉發送到目的地。

設IP地址爲192.168.10.2,子網掩碼爲255.255.255.240,那麼子網掩碼是怎樣來區分網絡地址和主機地址的呢。

主機地址爲:0.0.0.2(將掩碼取反,然後與運算)

子網掩碼和ip地址的關係

子網掩碼是用來判斷任意兩臺計算機的IP地址是否屬於同一子網絡的根據。

 

And按位與運算:
與運算是計算機中一種基本的邏輯運算方式,符號表示爲&,也可以表示爲 and。
參加運算的兩個數據,按二進制位進行“與”運算。
運算規則:0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1;
即:兩位同時爲“1”,結果才爲“1”,否則爲0

 

 

 

網絡地址計算小技巧:IP地址和子網掩碼做與運算,把IP地址的主機位直接歸0,就快速得到網絡地址。所以只要一看到IP地址和子網掩碼,就能馬上確認網絡地址。

 

子網掩碼的表示方法

①、點分十進制表示法

二進制轉換十進制,每8位用點號隔開

例如:子網掩碼二進制11111111.11111111.11111111.00000000,表示爲255.255.255.0

②、CIDR斜線記法

IP地址/n

例1:192.168.1.100/24,其子網掩碼錶示爲255.255.255.0,二進制表示爲11111111.11111111.11111111.00000000

例2:172.16.198.12/20,其子網掩碼錶示爲255.255.240.0,二進制表示爲11111111.11111111.11110000.00000000

不難發現,例1中共有24個1,例2中共有20個1,所以n是這麼來的。運營商ISP常用這樣的方法給客戶分配IP地址。

注:n爲1到32的數字,表示子網掩碼中網絡號的長度,通過n的個數確定子網的主機數=2^(32-n)-2(-2的原因:主機位全爲0時表示本網絡的網絡地址,主機位全爲1時表示本網絡的廣播地址,這是兩個特殊地址)。

做子網劃分後的IP地址:網絡號+子網號+子網主機號

舉個栗子:

如:192.168.1.100/25,其子網掩碼錶示:255.255.255.128

子網

子網劃分是通過借用IP地址中若干位【主機地址】來充當子網的【網絡地址】,從而將原網絡劃分爲若干子網。

 

劃分子網時,隨着子網地址借用主機位數的增多,子網的數目隨之增加,但每個子網中的可用主機數逐漸減少。

如C類地址,原有8位主機位,2^8-2即254個主機地址,默認子網掩碼255.255.255.0。(全0或全1不可用)

借用1位主機位,產生2^1-2=0個子網,每個子網有2^7-2個主機地址;
借用2位主機位,產生2^2-2=2個子網,每個子網有2^6-2個主機地址;
……

計算子網掩碼

根據子網數

根據子網數,計算子網掩碼

1)將子網數目轉化爲二進制來表示
2)取得該二進制的位數,爲 N
3)取得該IP地址的類子網掩碼,將其主機地址部分的前N位置1 即得出該IP地址劃分子網的子網掩碼。

如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網:

1)27=11011

2)該二進制爲五位數,N = 5

3)將B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置1(B類地址的主機位包括後兩個字節,所以這裏要把第三個字節的前5位置1),得到 255.255.248.0

即爲劃分成27個子網的B類IP地址 168.195.0.0的子網掩碼(實際上是劃成了32-2=30個子網)。

10101000 11000011 00000000 00000000

11111111 11111111 00000000 00000000

11111111 11111111 11111000 00000000

11111111 11111111 11111000 00000000

根據主機數

1. 根據主機數計算子網掩碼
2. 根據子網掩碼計算子網數
3. 根據子網掩碼計算主機數
4. 根據子網掩碼確定子網絡的起止地址

根據主機數計算子網掩碼

把B類地址172.16.0.0劃分成若干子網絡,每個子網絡能容納500臺主機,它的子網掩碼是多少?

①把500轉換成二進制表示111110100

②統計一下這個二進制的數共有9位

③將子網掩碼255.255.255.255從後向前的9位變成0

④這就得到了所要的子網掩碼(11111111.11111111.11111110.00000000)255.255.254.0。

根據子網掩碼計算子網數

A類IP地址,子網掩碼爲255.224.0.0,它所能劃分的最大有效子網數是多少?

①將子網掩碼轉換成二進制表示11111111.11100000.00000000.00000000

②統計一下它的網絡位共有11位

③A類地址網絡位的基礎數是8,二者之間的位數差是3

④最大有效子網數就是2的3次方,即最多可以劃分8個子網絡。

2的位數差次方

根據子網掩碼計算主機數

A類IP地址,子網掩碼爲255.252.0.0,將它劃分成若干子網絡,每個子網絡中可用主機數有多少?

①將子網掩碼轉換成二進制表示11111111.11111100.00000000.00000000

②統計一下它的主機位共有18位

③最大可用主機數就是2的18次方減2(除去全是0的網絡地址和全是1廣播地址),即每個子網絡最多有262142臺主機可用。

2的主機號長度次方

根據子網掩碼確定子網絡的起止地址

B類IP地址172.16.0.0,子網掩碼爲255.255.192.0,它所能劃分的子網絡起止地址是多少?

11111111 11111111 11000000 00000000 [255.255.192.0]

11111111 11111111 00000000 00000000 [255.255.255.0]

①利用子網掩碼計算,最多可以劃分4個子網絡,【差兩位,2的2次方=4】

②利用子網掩碼計算,每個子網絡可容納16384臺主機(包括網絡地址和廣播地址)【2的14次方-2】

③用16384除以256(網段內包括網絡地址和廣播地址的全部主機數),結果是64

④具體劃分網絡起止方法如下:

172.16.0.0~172.16.63.255

172.16.64.0~172.16.127.255

172.16.128.0~172.16.191.255

172.16.192.0~172.16.255.255

 

 

 

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