计算机网络知识学习（计算机网络技术入门知识，基础知识最重要）

B类地址以10开头，前两个字节用作网络号。地址范围为:128 . 0 . 0 ~ 191 . 255 . 255 . 255；

C类地址以110开头，前三个字节用作网络号。地址范围为:192.0.0 ~ 223.255.255.255。

D类地址以1110开头，地址范围为224.0.0 ~ 239.255.255.255。D类地址作为组播地址(一对多通信)；

E类地址以1111开头，地址范围为240.0.0 ~ 255.255.255.255。E类地址保留供将来使用。

注意:只有A、B、C有网络号和主机号，D类地址和E类地址没有网络号和主机号。

4)255.255.255.255

IP地址指的是受限广播地址。限制广播地址与一般广播地址(直播地址)的区别在于，限制广播地址只能在本地网络中使用，路由器不会转发目的地址为限制广播地址的数据包；通用广播地址可以在本地广播，也可以跨网段广播。例如，在主机192.168.1.1/30上直接广播数据包后，另一个网段192.168.1.5/30也可以接收数据包；如果发送受限制的广播数据报，它将无法被接收。

注意:一般的广播地址(直播地址)可以通过部分路由器(当然不是所有路由器)，而限制广播地址不能通过路由器。

5)0.0.0.0

它通常用于查找自己的IP地址。比如在我们的RARP、BOOTP、DHCP协议中，一台IP地址未知的无盘机，如果想知道自己的IP地址，就以255.255.255.255为目的地址，向本地(具体来说就是各个路由器屏蔽的区域)的服务器发送IP请求包。

6)环回地址

27.0.0.0/8用作环回地址，表示本地机器的地址，常用于测试本地机器。最常用的是127.0.0.1。

7)A、B和C类私有地址

私有地址也称为私有地址。它们不会在全世界范围内使用，只具有局部意义。

A类私有地址:10.0.0.0/8，范围为:10.0.0 ~ 10.255.255.255。

B类私有地址:172.16.0.0/12，范围为:172.16.0.0~172.31.255.255。

C类私有地址:192.168.0.0/16，范围为:192.168.0.0~192.168.255.255。

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4.子网掩码和网络划分

随着互联网应用的不断扩大，原有IPv4的弊端逐渐暴露出来，即网络号太多占用空间，而主机号太少，所以它能提供的主机地址越来越稀缺。目前企业内部除了使用NAT自行分配一个高等级IP地址外，通常还会细分形成多个子网，可以提供给不同规模的用户。

这里的主要目的是在网络分段的情况下有效利用IP地址。通过将主机号的上半部分作为子网号，子网掩码从通常的网络位边界扩展或压缩，以创建更多特定地址的子网。但是，当创建更多子网时，每个子网上的可用主机地址数量将会减少。

什么是子网掩码？

子网掩码标记两个IP地址是否属于同一个子网，也是32位二进制地址，每个1表示该位是网络位，0表示主机位。和IP地址一样，它是用点分十进制表示的。如果在子网掩码的逐位计算下，两个IP地址相同，则意味着它们都属于同一个子网。

在计算子网掩码时，要注意IP地址中的保留地址，即“0”地址和广播地址。当主机地址或网络地址都是“0”或“1”时，它们指的是IP地址，代表本地网络地址和广播地址。一般不能算。

子网掩码的计算:

对于不需要划分子网的IP地址，子网掩码很简单，就是可以按照它的定义来写:如果一个B类IP地址是10.12.3.0，那么这个IP地址的子网掩码就是255.255.0.0。如果是C类地址，则其子网掩码为255.255.255.0。其他类比就不赘述了。下面要介绍的重点是一个IP地址，还需要用它的上位主机位作为划分的子网网络号，剩下的就是每个子网的主机号。这个时候，如何计算每个子网的掩码。

以下是一些关于子网掩码和网络划分的常见面试问题:

1)按子网数量计算。

在找到子网掩码之前，您必须知道要划分的子网数量以及每个子网中需要的主机数量。

(1)将子网数量转换为二进制；

如果要把B类IP地址168.195.0.0分成27个子网:27 = 11011；

(2)获得二进制的位数，其为n；

二进制数是五位数，N = 5。

(3)获取IP地址的子网掩码，以主机地址的前N位为1，得到将IP地址划分成子网的子网掩码。

将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址的前5位设置为1，得到255.255.248.0。

2)按主机数量计算。

如果您想将B类IP地址168.195.0.0划分为几个子网，每个子网有700台主机:

(1)将主机数量转换为二进制；

700=1010111100;

(2)如果主机数小于等于254(注意去掉保留的两个IP地址)，得到主机的二进制数，为N，其中N8被肯定，这意味着主机地址会占用8位以上；

二进制数是十位数，n = 10

(3)使用255.255.255.255将这类IP地址的所有主机地址位设置为1，然后将N位从后向前全部设置为0，这就是子网掩码值。

将此B类地址的子网掩码255.255.0.0的所有主机地址设置为1得到255.255.255.255，然后将后10位从后到前设置为0，即1111111111111 . 000000，即255。这是要划分为700台主机的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。

3)还有一种题型要求你根据每个网络的主机数量，规划子网地址，计算子网掩码。这个也可以按照上面的原理来计算。

例如，如果一个子网中有10台主机，则该子网所需的IP地址为:

10+1+1+1=13

注意:添加的第一个1是指该网络连接所需的网关地址，后面两个1分别是指网络地址和广播地址。

因为13小于16(16等于2的4次方)，所以主机位是4位。256-16 = 240，因此子网掩码为255.255.255.240。

如果一个子网有14台主机，很多人经常会犯这样的错误:仍然给子网分配16个地址空，而忘记给网关分配地址。这是错误的，因为14+1+1+1 = 17且17大于16，所以我们只能分配32个地址的子网(32等于2的5次方)空。此时，子网掩码为255.255.255.224。

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5.ARP/RARP协议

地址解析协议，即ARP(地址解析协议)，是一种根据IP地址获取物理地址的TCP/IP协议。主机发送信息时，向网络上的所有主机广播包含目标IP地址的ARP请求，并接收返回消息，确定目标的物理地址；收到返回的报文后，将IP地址和物理地址存储在本地ARP缓存中，并保留一定时间。下一次请求，直接查询ARP缓存，节省资源。地址解析协议基于网络中所有主机的相互信任。网络上的主机可以独立发送ARP回复报文，其他主机会将回复报文记录在本地ARP缓存中而不检测其真实性。因此，攻击者可以向某个主机发送伪ARP回复消息，使其发送的信息无法到达预期的主机或错误的主机，这就构成了ARP欺骗。ARP命令可以用来查询本地ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系，添加或删除静态对应关系等。

ARP工作流示例:

主机A的IP地址是192.168.1.1，MAC地址是0A-11-22-33-44-01；

主机B的IP地址是192.168.1.2，MAC地址是0A-11-22-33-44-02；

当主机A想要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)解析为主机B的MAC地址，下面是工作流程:

(1)根据主机A上路由表的内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后，主机A在其本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。

(2)如果主机A在ARP缓存中找不到映射，它将请求192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络中的所有主机。主机A的IP地址和MAC地址包含在ARP请求中。本地网络中的每台主机都会收到ARP请求，并检查它是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，就会丢弃ARP请求。

(3)主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，然后将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。

(4)主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。

(5)主机A收到主机B的ARP回复报文时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存，原生缓存是有寿命的，之后会再次重复上述过程。一旦确定了主机B的MAC地址，主机A就可以向主机B发送IP通信。

反向地址解析协议(即RARP)的功能与ARP相反。它将局域网中主机的物理地址转换成IP地址。比如局域网中的一台主机只知道物理地址，不知道IP地址，可以通过RARP发出对自己IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责应答。

RARP协议的工作流程:

(1)向主机发送本地RARP广播，在该广播中，您声明您的MAC地址，并要求任何接收到该请求的RARP服务器分配IP地址；

(2)本地网段上的RARP服务器收到该请求后，检查其RARP列表，查找MAC地址对应的IP地址；

(3)如果存在，RARP服务器向源主机发送响应包，并将IP地址提供给对方主机使用；

(4)如果不存在，RARP服务器不响应；

(5)当源主机接收到来自RARP服务器的响应信息时，使用获得的IP地址进行通信；如果没有收到来自RARP服务器的响应信息，初始化失败。

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6.路由协议

常见的路由协议包括RIP协议和OSPF协议。

RIP协议:底层是贝尔曼福德算法。其路由选择的度量是跳数，最大跳数是15跳。如果它大于15跳，它将丢弃数据包。

OSPF协议:开放最短路径优先开放最短路径优先。底层是Dijkstra算法，这是一种链路状态路由协议。它的路由度量是带宽和延迟。

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Tcp/IP协议

TCP/IP协议是互联网最基本的协议，是互联网的基础。它由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。一般来说，TCP负责发现传输问题，一有问题就发出信号，要求重传，直到所有数据都安全正确地传输到目的地。而IP为互联网上的每个联网设备指定一个地址。

IP层接收下层(网络接口层如以太网设备驱动)发来的数据包，并将数据包发送到更高层——TCP或UDP层；相反，IP层也将从TCP或UDP层接收的数据包传输到较低层。IP数据包是不可靠的，因为IP没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的还是损坏的。IP数据包包含发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。

TCP是面向连接的通信协议。连接是通过三次握手建立的，通信完成后应该拆除连接。因为TCP是面向连接的，所以只能用于端到端的通信。TCP提供可靠的数据流服务，采用“肯定确认加重传”技术实现传输的可靠性。TCP还使用一种称为“滑动窗口”的方法来控制流量。所谓的窗口，实际上是表示接收能力来限制发送方的发送速度。

注:seq:“sequance”序号；Ack:“确认”确认号；SYN:“synchronize”请求同步标志；；ACK:“确认“确认标志”；芬:“终于”结束标志。

TCP连接建立过程:首先客户端发送连接请求消息，服务器接受连接后回复ACK消息，并为这个连接分配资源。客户端收到ACK消息后，也向服务器段发送ACK消息，并分配资源，从而建立TCP连接。

TCP断开流程:假设客户端发起断开请求，即发送FIN消息。服务器收到FIN消息后，表示“我在客户端没有任何数据发送给你”。但是，如果你还有数据要发送，你也不必急着关闭套接字，你可以继续发送数据。于是你先发送ACK，“告诉客户端我已经收到你的请求，但是我还没有准备好，请继续等我的消息”。此时，客户端进入FIN_WAIT状态，继续等待来自服务器端的FIN消息。当服务器确定数据已经发送完毕，就向客户端发送FIN消息，“告诉客户端，OK，我的数据已经发送完毕，我准备关闭连接了”。客户端收到FIN消息后，知道可以关闭连接，但还是不相信网络，怕服务器不知道关闭，于是发送ACK，进入TIME_WAIT状态。如果服务器没有收到ACK，他可以重新传输它。服务器收到ACK后，“就知道可以断开连接了”。等待2MSL后，客户端仍然收不到回复，证明服务器正常关闭。我的客户也可以关闭连接。好了，TCP连接关闭！

为什么摇三次？

在只有两次“握手”的情况下，假设客户端想和服务器建立连接，但是因为中途连接请求的数据报丢失，客户端不得不重新发送；此时，服务器只接收到一个连接请求，因此可以正常建立连接。但有时客户端重发请求并不是因为数据报丢失，而是因为网络并发量大导致数据传输过程在某个节点受阻。在这种情况下，服务器将连续接收两个请求，并一直等待两个客户端请求向他发送数据...这就是问题所在。Cient实际上只有一个请求，但是服务器有两个响应。极端情况下，客户端可能会多次重发请求数据，导致服务器最终建立N次响应等待，从而造成资源的极大浪费！所以，“三次握手”是必须的！

为什么要挥四次？

试想一下，如果你现在是一个客户端，想要断开与服务器的连接，该怎么办？第一步，自己停止向服务器发送数据，等待服务器的回复。但这还没有结束。虽然你自己不发送数据给服务器，但是因为你之前已经建立了平等的连接，他这个时候就有了发送数据给你的主动权。因此，服务器不得不停止主动向您发送数据，并等待您的确认。其实说白了就是保证双方一个合同的完全履行！

TCP使用的协议:FTP(文件传输协议)、Telnet(远程登录协议)、SMTP(简单邮件传输协议)、POP3(与用于接收邮件的SMTP相反)、HTTP协议等。

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Udp协议

用户数据报协议是一种无连接的通信协议。UDP数据包括目的端口号和源端口号信息。因为通信不需要连接，可以广播发送。UDP通信不需要接收方确认，是一种不可靠的传输，可能会出现丢包。在实际应用中，需要程序员进行编程和验证。

UDP和TCP在同一层，但是它不关心包的顺序，错误或者重传。因此，UDP不适用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询-响应的服务，如NFS。与FTP或Telnet相比，这些服务需要交换的信息更少。

每个UDP消息分为两部分:UDP头和UDP数据区。报头由4个16位(2字节)字段组成，分别描述报文的源端口、目的端口、报文长度和校验值。UDP报头由4个域组成，每个域占用2个字节，如下所示:

(1)源端口号；

(2)目标端口号；

(3)数据报的长度；

(4)检查值。

使用的UDP协议包括TFTP(简单文件传输协议)、SNMP(简单网络管理协议)、DNS(域名解析协议)、NFS和BOOTP。

TCP和UDP的区别:TCP是面向连接的可靠的字节流服务；UDP是一种无连接且不可靠的数据报服务。

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9.DNS协议

DNS是DomainNameSystem的缩写，用于将组织到域的层次结构中的计算机和网络服务命名。可以简单理解为把URL转换成IP地址。域名由一串用点分隔的单词或缩写组成。每个域名对应一个唯一的IP地址，在互联网上域名和IP地址是一一对应的。DNS是域名解析的服务器。DNS在TCP/IP网络(如Internet)中使用，通过用户友好的名称来查找计算机和服务。

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10.NAT协议

网络地址转换(NAT)属于接入广域网(WAN)技术，是一种将私有(保留)地址转换为合法IP地址的转换技术。它广泛应用于各种类型的互联网接入方式和各种类型的网络中。原因很简单。NAT不仅完美解决了lP地址不足的问题，还能有效避免来自网络外部的攻击，隐藏和保护网络内部的计算机。

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11.DHCP协议

DHCP(动态主机配置协议)是局域网的一种网络协议。它与UDP协议一起工作，它有两个主要目的:自动分配IP地址给内部网络或网络服务提供商，并给用户或内部网络管理员作为集中管理所有计算机的手段。

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12.HTTP协议

超文本传输协议(HTTP)是互联网上使用最广泛的网络协议。所有WWW文档都必须符合该标准。

HTTP协议中包含哪些请求？

GET:请求读取由URL标记的信息。

POST:向服务器添加信息(比如评论)。

PUT:在给定的URL下存储一个文档。

删除:删除由给定URL标记的资源。

在HTTP中，POST和GET的区别

1)Get是从服务器获取数据，Post是向服务器传输数据。

2)Get是将参数数据队列添加到提交表单的Action属性所指向的URL中。该值与表单中的每个字段一一对应，这可以在URL中看到。

3)3)Get传输的数据量小，不能大于2kb；Post传输的数据量较大，一般默认不限量。

4)根据HTTP规范，GET用于信息获取，应该是安全的，幂等的。

一、所谓安全，就是这个操作是用来获取信息的，不是用来修改信息的。换句话说，GET请求通常应该没有副作用。也就是说，它只获取资源信息，就像数据库查询一样，不修改或添加数据，不影响资源的状态。

二。幂等意味着对同一个URL的多个请求应该返回相同的结果。

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13.一个例子

在浏览器中输入www.baidu.com后执行的所有过程。

现在假设我们在客户端(client)的浏览器中输入http://www.baidu.com，Baidu.com是要访问的服务器(server)，下面详细分析客户端为了访问服务器而执行的一系列协议操作:

1)客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，并通过该IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器向220.161.27.48发起HTTP会话，然后通过TCP封装数据包，输入到网络层。

2)在客户端的传输层，将HTTP会话请求分成消息段，并添加源端口和目的端口。比如服务器使用80端口监听客户端的请求，客户端会随机选择5000之类的端口与服务器交换，服务器会将相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址找到目的地。

3)客户端的网络层与应用层或传输层没有任何关系。它所做的是通过查找路由表来确定如何到达服务器，路由表可能会经过多个路由器。这些都是路由器完成的。不用太多描述，无非就是找路由表决定哪条路径到服务器。

4)客户端的链路层，数据包通过链路层发送到路由器，通过邻居协议找到给定IP地址的MAC地址，然后发送ARP请求找到目的地址。如果得到响应，可以使用ARP请求来应答交换的IP包，然后将IP包发送到服务器的地址。