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IPv4 编址与子网划分

IPv4 地址如何表示？​

  • 长度: 32 bit;
  • 记法: 点分十进制, 每个字节用十进制表示并以 . 分隔;

什么是子网？​

  • 子网: 若干主机与一台路由器共同构成的网络;
  • 判定依据: 接口的 IP 地址与子网掩码按位与后得到相同的网络前缀;

CIDR 如何定义子网地址？​

  • 记法: a.b.c.d/x;
  • x: 网络前缀的比特数;
  • 剩余 32 - x 位: 用于标识子网内的设备;

子网掩码如何算出网络地址与广播地址？​

  1. 把 IP 地址与子网掩码都写成二进制;
  2. 掩码中连续的 1 对应网络地址部分, 其余位对应主机地址;
  3. IP 与掩码按位与, 得到网络地址;
  4. 网络地址不变, 主机位全部置 1, 得到广播地址;

什么是路由聚合？​

  • 现象: CIDR 定义的子网可在内部继续划分, 外部网络对此不可知;
  • 效果: 对外只通告聚合后的一条前缀, 缩小转发表规模;
  • 示例: 223.23.15.0/20 内部划分 8 个 223.23.15.0/23 子网, 对外仍表现为 /20;

广播地址有什么作用？​

  • 全局广播地址: 255.255.255.255;
  • 效果: 发送到该地址的报文会交付给同一网络中的所有主机;

主机如何获得 IP 地址？​

  • 来源: 主机向 ISP 申请, 由 ISP 分配一块地址;
  • 配置方式: 手工配置或由 DHCP 动态分配;

DHCP 的交互流程是什么？​

  • 语义: 动态主机配置协议, 允许主机自动获取 IP 地址;
  • 分配策略: 可配置为始终分配同一 IP, 也可分配临时 IP;
  • 流程:
    1. 客户端广播 DHCP 发现报文 (基于 UDP 与 IP, 使用广播地址);
    2. 服务器广播 DHCP 提供报文;
    3. 客户端向选中的服务器发送 DHCP 请求报文;
    4. 服务器回送 DHCP ACK, 客户端在租期内使用该地址;
  • 必要性: 四个步骤中后三个是实际必要的;