华为认证hcia学习 第二章IP地址的配置

IPv4( Internet Protocol version 4，网际协议版本4）协议族是TCP/IP协议族中最为核心的协议族。它工作在TCP/IP协议栈的网络层，该层与OSI参考模型的网络层相对应。网络层提供了无连接数据传输服务，即网络在发送分组时不需要先建立连接，每一个分组（也就是IP数据报文）独立发送。

二进制的特点：

①只有两个数位：二进制只包含0和1两个数字，这使得它在计算机科学中被广泛使用。

②每位权重是2的幂：每一位上的数字代表着2的幂，从右往左依次是2的0次幂，2的1次幂，2的2次幂，等等，到2的7次幂。例如，例如，二进制数1011表示1x2^3 + 0x2^2 + 1x2^1 + 1x2^0 = 11。

③适合电子设备处理：现代计算机内部的所有操作都是以二进制形式进行的，因为计算机系统可以轻易实现0和1之间的切换。

④表示方式简洁：二进制数字可以通过位运算和位移进行快速计算和处理，这些运算操作相对简单高效。

⑤转换成其他进制简便：二进制数很容易转换成其他进制，如八进制、十进制、十六进制，也方便进行逻辑运算。

一 . ip地址的概述

网络层位于数据链路层与传输层之间。网络层中包含了许多协议，其中最为重要的协议就是 IP 协议。网络层提供了 IP 路由功能。理解 IP 路由除了要熟悉 IP 协议的工作机制之外，还必须理解 IP 编址以及如何合理地使用 IP 地址来设计网络。

1. IPV4特点

①由32位二进制数字组成，通常以点分十进制表示

②分割: IPv4地址由四个十进制数字组成，每个数字的取值范围在0到255之间，通过点号将它们分隔开。

③分类地址结构: IPv4地址被分为不同的类别，包括A类、B类、C类、D类和E类，用于根据网络规模和需求来分配地址。

                                                             ip地址分类

ip地址专业术语：

网络位：IP地址中用来标识网络地部分。
主机位：用于标识主机部分的位数。主机位与网络位相对应，并且它们的长度取决于特定的IP地址类别或者子网掩码。

子网掩码: 用于划分IP地址中网络部分和主机部分的掩码，一般与ip地址组合使用；值为1的部分对应IP地址中的网络位，值为0的部分对应ip地址的主机位。

广播地址: 用于向某个网络内的所有主机发送广播消息的IP地址，通常为255.255.255.255 。

单播地址: 用于将数据包发送到一个特定的目标设备的IP地址。

多播地址: 用于将数据包同时发送给属于同一组的多个目标设备的IP。

任播地址: 在一组设备中选择最近的目标设备来处理数据包的IP地址。

私有ip地址: 用于在私有网络中使用的特定IP地址范围，如下：

• A类：10.0.0.0---10.255.255.255
• B类：172.16.0.0---172.31.255.255
• C类：192.168.0.0---192.168.255.255

④NAT技术: 由于IPv4地址空间有限，出现了网络地址转换（Network Address Translation，NAT）技术，允许多个设备共享单个公共IPv4地址。

⑤逐渐被IPv6取代: 由于IPv4地址空间有限，全球IPv4地址枯竭的问题日益严重，因此逐渐推广使用IPv6作为下一代互联网协议。

2.了解ipv4的报头结构

(1)4位版本号（Version）指定IP协议的版本。对于IPv4来说，其值为4，对于IPv6来说，其值为6。

(2)4位头部长度（Header Length）表示IP报文头部的长度，以32比特为单位递增，最小值为5，最大值为15，所以IP报文头部长度最小为20字节，最大为60字节。

(3)8位服务类型（ Type of Service , ToS ）只有在有 QoS 差分服务要求时才起作用。

(4)16位总长度（ Total Length ）是指整个 IP 数据报的长度，以字节为单位，因此 IP 数据报的最大长度为65535字节。但由于 MTU 的限制，长度超过 MTU 的数据报都将被分片传输，所以实际传输的 IP 数据报（或分片）的长度远远没有达到最大值。接下来的3个字段则描述了如何实现分片。

(5)16位标识（ Identification ）唯一地标识主机发送的每一个数据报。其初始值由系统随机生成；每发送一个数据报，其值就加1。该值在数据报分片时被复制到每个分片中，因此同一个数据报的所有分片都具有相同的标识值。

(6)3位标志字段的第1位保留。第2位（ Don ' t Fragment , DF ）表示"禁止分片"。如果设置了这一位， IP 模块将不对数据报进行分片。在这种情况下，如果 IP 数据报长度超过 MTU , IP 模块将丢弃该数据报并返回一个 ICMP ( Internet Control Message Protocol , Internet 控制报文协议）差错报文。第3位（ More Fragment , MF ）表示"更多分片"。除了数据报的最后一个分片外，其他分片都要把这一位设置为1。

(7)13位分片偏移（ Fragment Offset ）是分片相对原始 IP 数据报开始处（仅指数据部分）的偏移。实际的偏移值是该值左移3位（乘以8）后得到的。因此，除了最后一个 IP 分片外，每个 IP 分片的数据部分的长度必须是8的整数倍（这样才能保证后面的 IP 分片拥有一个合适的偏移值）。

(8)8位生存时间（ Time To Live , TTL ）是数据报到达目的地之前允许经过的路由器跳数。 TTL 值被发送端设置（常见的值是64)。数据报在转发过程中每经过一个路由，该值就被路由器减1。当 TTL 值减为0时，路由器将丢弃数据报，并向源端发送一个 ICMP 差错报文。 TTL 值可以防止数据报陷人路由循环。

(9)8位协议（ Protocol ）用来区分上层协议，其中，ICMP是1, TCP是6，UDP是17。

(10)16位头部校验和（ Header Checksum ）由发送端填充，接收端对其使用 CRC 算法以检验 IP 数据报头部（注意，仅检验头部）在传输过程中是否损坏。

(11)32位源 IP 地址（ Source IP Address ）表示发送者的 IP 地址。

(12)32位目的 IP 地址（ Destination IP Address ）表示接收者的 IP 地址。

(13）选项字段（ Options ）主要用于测试、调试和保证安全等。

(14）填充（ Padding ）长度可变，在使用选项的过程中，有可能造成数据报报头部分不是32比特的整数倍，那么需要填充数据来补齐。

二.  ip地址配置实验

1. 实验拓扑

用两个任意系列的路由器和一根网线，连接起来，点击下图用红笔圈出来的地方，就能显示路由器的接口信息。

2. 实验过程及命令

①路由器AR1进行配置

system-view           //进入系统视图

sysname   R1        //更改AR1名字为R1

interface    g0/0/0        //进入g0/0/0接口（接口名称就是图中拓扑显示的AR1上的接口）

ip    address     <ip地址>   <子网掩码>   

//ip地址配置命令，下图我们给的ip地址为192.168.1.1/24

quit                     //返回系统视图

②路由器AR2进行配置

system-view           //进入系统视图

sysname   R2        //更改AR2名字为R2

interface    g0/0/0        //进入g0/0/0接口（接口名称就是图中拓扑显示的AR2上的接口）

ip    address     <ip地址>   <子网掩码>   

//ip地址配置命令，下图我们给的ip地址为192.168.1.2/24

quit                     //返回系统视图

③调试命令

ping   <目标主机的ip地址>       

 //ping是一个常用的网络工具命令，用于测试主机之间的连通性

//在这里我们测试R1与R2是否能通信

//如下图所示，R1与R2已连通

三.  ip地址配置命令汇总