这里为什么要配置网关？（图中的 LAN1需要4个IP，三个路由器以及一个网关） image.png

IP 地址分类

将 IP 地址分为 5 类，每一类的地址都由网络号和主机号组成。

这种分类方式已成为历史。

IP 地址划分 - 图2

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网络前缀：
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网络号位数 开始网络号 结束网络号 网络中最大主机数 可用网络数（包括私有的） 特殊的网络号（懒得探究原因，先记住吧）
A 类 8 1 126 2^24-2 2^7-2
- 全 0 保留
- 127 是环回地址
B 类 16 128.1 191.255 2^16-2 2^14-1
- 128.0 是保留地址
C 类 24 192.0.1 223.255.255 2^8-2 2^21-1
- 192.0.0 是保留地址

D 类的前缀是 224 - 239 ，E 类的前缀是 240 - 255

私有网段（是 NAT 协议指定的）：

  • A 类中划分出 1 个网络号： 10.x.x.x
  • B 类中划分出 16 个网络号： 172.16~31.x.x
  • C 类中划分出 256 个网络号： 192.168.(0~255).x

特殊的地址：

  • 主机号全 0：网络本身
  • 主机号全 1：网络的广播地址
  • 127.x.x.x 是环回地址，这个地址不会出现在网络上
  • 0.0.0.0 表示本网络上的本主机。可以作为本地网络上的源地址。
  • 255.255.255.255 表示 TCP/IP 的广播地址

子网划分

这个是 ABC 网络分类的补救办法

在原本的 ABC 三类网络的基础上再进行划分，划分出子网。
IP 地址由两部分构成：网络号和主机号。从主机号中借取几位，作为子网号。 {网络号-子网号-主机号}
子网划分是一个单位内部的划分。

使用了子网划分后，需要用子网掩码标记网络号和子网号。

快速通过子网掩码得到主机号： 例如，子网掩码为： 255.255.255.240 ，使用 255 - 240 = 15 ，由于 15 = 8+4+2+1 ，可以快速得到最后四位是主机号。

进行子网划分

  • 进行子网划分时，需要确保主机号至少为 2 位（如果只有 1 位，去掉全 0 和全 1 就没有了）
  • 可以减少广播域的大小
  • 不会增加网络的数量，会增加子网的数量。
  • 会导致网络中可用主机号减少，因为子网号是从主机号里面借的，全 0 和全 1 的都是特殊地址。

注：子网号不要全0或者全1（CIDR 广泛使用后，允许子网号全 0 或者全1）

  • 子网号全0: 则网络和子网的网络号是相同的
  • 子网号全1: 则网络和子网的广播地址是相同的

无类域间路由 CIDR

在无类域间路由的划分下，IP 地址的构成为： 网络前缀-主机号

使用斜线记法来表示网络前缀，如： 128.14.32.5/20

一个大的 CIDR 地址块可以包含很多小的 CIDR 地址块。
使用 CIDR 可以减小路由表，这叫做路由聚合。
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CIDR 的作用：

  • CIDR 可以将网络划分为更小的子网，不过这件事情子网划分也可以做到。
  • CIDR 主要用途是将小网络汇聚成大的超网。

最长匹配：使用 CIDR 时，查找路由表可能会得到多于一个的匹配项，为了更精准地路由，应该选择前缀更长的表项

NAT 转换

IPv4 的公网地址匮乏，通过 NAT 技术，可以让私网内的多个主机共用一个公网 IP

NAT 转换表的形式是： {公网IP:端口 - 私网IP:端口}
具有 NAT 转换功能的路由器相比于普通路由器，还应该知道端口等信息。

如果源地址未记录在路由器的 NAT 表上，路由器就将这个分组丢弃掉。（添加 NAT 表项需要管理员权限）