概论

TCP/IP协议栈

OSI(开放式系统互联模型)参考模型

数据链路层是局域网内相邻设备之间通过MAC地址层层转发

TCP/IP(传输控制协议/互联网协议模型)参考模型

通讯协议(Protocol)三要素

协议就是一种规则

通信协议的三要素包括语法、语义和同步。

‌语法‌：定义了数据的格式、编码和信号等级，即“如何讲”。它规定了数据传输的具体格式和规则，包括电平的高低等，确保数据在传输过程中的正确性和兼容性。
‌语义‌：涉及数据的内容、含义以及控制信息，即“讲什么”。它明确了数据传输的具体内容和目的，包括数据单元使用的格式、信息单元应该包含的信息与含义等，保证了数据传输的准确性和有效性。
‌同步‌：规定了交流的时序，即何时发送数据、何时接收数据以及如何处理传输中的错误和延迟。同步机制保证了通信的可靠性和效率。

这三个要素共同构成了通信协议的基础，使得不同设备或系统之间能够进行有效的数据传输和交换。通过遵循这些规则，可以确保信息在复杂的网络环境中准确无误地传输到指定的目的地‌。

分层的优点

分层架构使网络设计更为模块化，便于管理和维护。每一层可以独立开发和修改，降低了系统复杂性，并允许不同的协议和技术在不同层次上共存。此外，分层也提高了网络的互操作性和扩展性，使得新技术能够容易地融入现有体系中。

层次间的关系

在网络分层模型中，各层之间通过接口进行交互，通常采用严格的上下层关系。每一层提供服务给上层，并从下层获取服务。数据在传输过程中会在不同层次间封装和解封装，确保数据的完整性和可靠性。典型的模型有OSI模型和TCP/IP模型，每个层次都具有特定的功能和责任。

节点通讯流程

节点间的通讯流程通常涉及数据的生成、封装、传输和解封装。首先，源节点生成数据并将其传递到应用层；然后，数据在各层逐层封装，添加头部信息。接着，数据通过物理介质传输到目标节点，最后在目标节点逐层解封装，直到到达应用层，完成通讯过程。这一流程确保了数据在复杂网络环境中的可靠传输。

网络层

IPV4地址

内网：局域网Loacl,私有
外网：广域网Intent共有
静态：手动，固定
动态：DHCP，动态分配

冲突域

在计算机网络中，冲突域（Collision Domain）是指在网络中，两个或多个设备同时发送数据时可能会发生冲突的区域。当两个或更多的设备在同一时间发送数据到共享的通信媒介上时，它们发送的信号可能会相互干扰，导致数据传输失败，这种情况称为冲突（Collision）

广播域

广播域（Broadcast Domain）是网络中所有设备接收广播消息的区域。在广播域内，从一个设备发送的广播信息可以被该域内的所有其他设备接收到。广播是一种特殊的网络传输方式，它允许一个设备发送一个单一的包，这个包可以被广播域内的所有设备接收。

网络地址计算办法

通过将IP地址与子网掩码的二进制进行逻辑与运算得到。它标识了网络上的一个特定网络。

无类别编制(CIDR)

无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing，简称CIDR）是一种用于IP地址分配和路由聚合的网络技术。CIDR解决了传统的A、B、C类地址划分所带来的问题，提高了IP地址的使用效率，并简化了路由表。

基本概念

在CIDR出现之前，IP地址被分为A、B、C、D和E五类，每一类地址有固定的位数用于网络部分和主机部分。这种分类方法限制了IP地址的灵活性，导致了许多地址的浪费，尤其是在小型网络中。

CIDR通过引入可变长度的子网掩码（Variable Length Subnet Mask，VLSM）来克服这些限制。在CIDR中，不再有固定的A、B、C类地址，而是使用一个斜线符号（/）后面跟一个数字来表示子网掩码的位数。这个数字称为前缀长度（prefix length），它指定了IP地址中用于网络部分的位数。

CIDR表示法

CIDR表示法将IP地址和子网掩码合并为一个单一的表示。例如，一个CIDR地址可能表示为 192.168.1.0/24。这里，192.168.1.0是IP地址，/24表示前缀长度为24位，意味着子网掩码的前24位是网络部分，剩下的8位是主机部分。

例: 192.192.192.0/24 网络划分为4个网络后，每个网络的网络地址和有效地址范围？

步骤 1: 确定原始网络范围
网络地址: 192.192.192.0/24

子网掩码 /24 表示 24 个二进制位用于网络部分，剩下 8 位用于主机部分。

原始子网掩码 (十进制): 255.255.255.0

二进制形式: 11111111.11111111.11111111.00000000
这个子网掩码允许 256 个 IP 地址 (从 192.192.192.0 到 192.192.192.255)，其中包括网络地址和广播地址。

步骤 2: 确定新的子网掩码
将 192.192.192.0/24 划分为 4 个子网。为了划分子网，我们需要额外的位数来区分子网。

需要划分 4 个子网：2² = 4，因此需要 2 位来划分子网。
新的子网掩码为 /24 + 2 = /26。
新的子网掩码是 255.255.255.192，其二进制形式为 11111111.11111111.11111111.11000000。这个掩码意味着网络部分为 26 位，主机部分为 6 位。

步骤 3: 计算子网块大小
新的子网掩码 /26 将每个子网划分为 64 个地址（2⁶ = 64），其中 2 个地址分别用于网络地址和广播地址。

每个子网的块大小为 64：

第一个子网: 192.192.192.0 到 192.192.192.63
第二个子网: 192.192.192.64 到 192.192.192.127
第三个子网: 192.192.192.128 到 192.192.192.191
第四个子网: 192.192.192.192 到 192.192.192.255
步骤 4: 计算每个子网的网络地址、广播地址和有效地址范围
子网1:

网络地址: 192.192.192.0
广播地址: 192.192.192.63
有效主机地址: 192.192.192.1 - 192.192.192.62
子网2:

网络地址: 192.192.192.64
广播地址: 192.192.192.127
有效主机地址: 192.192.192.65 - 192.192.192.126
子网3:

网络地址: 192.192.192.128
广播地址: 192.192.192.191
有效主机地址: 192.192.192.129 - 192.192.192.190
子网4:

网络地址: 192.192.192.192
广播地址: 192.192.192.255
有效主机地址: 192.192.192.193 - 192.192.192.254
验证
通过子网掩码 /26，每个子网有 64 个 IP 地址（包括网络地址和广播地址），有效主机地址为 64 - 2 = 62。

IPv6

链路本地地址（link-local address）

链路本地地址的前缀是 fe80::/10，即前 10 位固定为 1111 1110 10，对应十六进制 fe80。链路本地地址的后 64 位通常是根据网络接口的硬件地址（例如 MAC 地址）自动生成的，一种常见的生成方式是根据设备的 MAC 地址使用 EUI-64 格式来生成 IPv6 地址。EUI-64 生成链路本地地址的方式包括以下步骤：

拆分 MAC 地址为两部分，并插入 ff:fe 中间。
将 MAC 地址的第一个字节的第 7 位翻转（即将局部/全局位从 0 变成 1，或从 1 变成 0）。

假设设备的 MAC 地址是 12:34:56:78:9A:BC，生成的链路本地地址过程如下：