考研408--计算机网络--day8--NAT&ARP&DHCP&ICMP&IPv6

(以下内容全部来自上述课程)

目录

  • 网络地址转换NAT
    • [1. 要点总结](#1. 要点总结)
    • [2. 为什么使用NAT](#2. 为什么使用NAT)
    • [3. 使用及练习](#3. 使用及练习)
    • [4. 改造及练习](#4. 改造及练习)
  • 地址解析协议ARP
    • [1. 小结](#1. 小结)
    • [2. 使用及练习](#2. 使用及练习)
    • [3. 拓展:ARP分组的格式](#3. 拓展:ARP分组的格式)
  • 动态主机配置协议DHCP
    • [1. 小结](#1. 小结)
    • [2. 位置](#2. 位置)
    • [3. 使用及训练](#3. 使用及训练)
  • ICMP网际控制报文协议
    • [1. 小结](#1. 小结)
    • [2. ICMP&IP](#2. ICMP&IP)
    • [3. ICMP差错报告报文](#3. ICMP差错报告报文)
      • [3.1 终点不可达](#3.1 终点不可达)
      • [3.2 时间超过](#3.2 时间超过)
      • [3.3 参数问题](#3.3 参数问题)
      • [3.4 改变路由(重定向)](#3.4 改变路由(重定向))
      • [3.5 源点抑制(了解)](#3.5 源点抑制(了解))
    • [4. ICMP询问报文](#4. ICMP询问报文)
      • [4.1 回送请求/回答](#4.1 回送请求/回答)
      • [4.2 时间戳请求/回答](#4.2 时间戳请求/回答)
    • [5. 不必反馈ICMP差错报文的情况](#5. 不必反馈ICMP差错报文的情况)
  • IPv6
    • [1. IPv4-->IPv6](#1. IPv4-->IPv6)
    • [2. 冒号十六进制记法](#2. 冒号十六进制记法)
    • [3. IPv6地址的压缩记法(考点)](#3. IPv6地址的压缩记法(考点))
    • [4. 资源分配](#4. 资源分配)
    • [5. 地址分类](#5. 地址分类)
    • [6. 小结](#6. 小结)

网络地址转换NAT

  • 1981:IPv4-->ABCDE类地址,但数量实在是少
  • 1985:子网划分和子网掩码-->可以按照需求分配区域的IP地址
  • 1993:CIDR-->按照主机需求划分IP地址
  • 1994:NAT-->内网IP&外网IP-->同目录下不可重名,不同目录下可重名(往下看会理解)

1. 要点总结

2. 为什么使用NAT

  • 比如:一条微信消息,只能从微信的输出框发出,也只能被微信的接收框接收;不可能你微信发出去的短信让QQ接收到。
  • 如果我们可以实现用端口号找到对方的接收入口,就可以弱化IP地址的概念。
  • 传输层:源/目的端口号+数据段
  • 网络层 :源/目的IP地址+源/目的端口号+数据段
  • IP地址不够用怎么办?
    那就一个局域网对应一个全球唯一的IP地址,局域网内的再自己分配,这样在传输信息的时候就可以先根据全球唯一的IP地址找到自己的信息需要送达的局域网,然后再根据端口号的对照找到目的地。

由此出现外网IP和内网IP的概念。

  • 外网IP:局域网的IP,通常是运营商分配的。
  • 内网IP:局域网内,我们的主机IP,通常是主机自己分配的。

查一查:IP地址?

通过NAT,就分为外网IP(运营商分配的)和内网IP(路由器分配的)

3. 使用及练习

  • 路由器-->NAT路由器
  • 改变:路由表变为区分内网和外网的IP地址,并且加入了端口号的概念

    通常在传输信息的时候,中间会转发到软件的服务器上,所以一方有网一方没网,有网的一方也可以把信息发送出去,等到没网的一方有网了,服务器就会把还没发出去的信息发送出去。

手机1-->手机2:

  • 大前提:A局域网内的设备,想给B局域网的设备发信息,最远只能获取到B局域网的网关的信息(也就是外网IP和端口号)
  • 手机1封装好帧(先包一层端口号-->目的看外网,再包一层IP-->目的看外网)(目的信息都是腾讯服务器查到的)
  • 路线:手机1-->本局域网的路由器(查表)-->Internet -->目标局域网的路由器(查表)-->手机2
  • 必然:经过路由器必然查表改IP和端口号

打个比方:

  • 内网的IP和端口号:别人看不见的,在自己家就穿自己的秋衣秋裤,不会穿得太正式
  • 外网的IP和端口号:别人能看见的,比如出门了,穿自己的外套
  • 路由器-网关:自己家的大门
  • 路线:你-->自己家大门-->大街-->朋友家大门-->朋友
  • 那第一次查表改IP和端口号,就相当于你要出门了,肯定要穿上外套或者正式得体的衣服
  • 第二次查表改IP和端口号,就相当于你到朋友家了,直接丢盔卸甲咋舒服咋来
  • 手机1封装成帧目的XX都是外网XX:好比你到朋友家门口的时候,肯定是穿戴得体的,不可能还没进屋就把外套脱了

4. 改造及练习


地址解析协议ARP

回顾:以太网MAC帧

1. 小结

2. 使用及练习

ARP表=IP地址+MAC地址

通过ARP协议查询到一个IP地址对应的MAC地址

  • 请求分组:我是谁?+我想找谁?-->广播

  • 相当于:A想在一大群人里找B,就大喊我是A,我在XX班,我找B

  • 相应分组:我是谁+我的地址-->单播

  • 相当于:B听到了,去XX班找A单独说他在XX班

3. 拓展:ARP分组的格式

动态主机配置协议DHCP

1. 小结

DHCP:动态分配IP地址、配置子网掩码、默认网关等网络相关的参数。

2. 位置

属于应用层

3. 使用及训练

题目:

  • discover:客户-->服务器 发现报文
  • offer:服务器-->客户 提供报文
  • request:客户-->服务器 请求报文
  • acknowledge:服务器-->客户 确认报文

    注意点:
  • 发现报文和请求报文只有报文内容不一样,外部封装的其他东西都相同,是因为在知道对方的位置之后,因为自己的地址还在申请中,所以就必须再发送给一次申请。第一次发送是为了告诉别人我的存在同时申请信息,第二次发送是为了告诉别人自己接受谁的信息。
  • 提供报文和确认报文是完全相同的,因为在一片局域网中会有很多个DHCP服务器,H3第一次发出的消息是广播,所有的DHCP服务器都以为是给自己发的。所以需要再确认一次(请求报文指定自己接受哪个服务器,广播是告诉其他的服务器自己接受了谁),然后这个被接收的服务器就可以再次发送一遍进行确认,至此完成所有步骤。

回顾:一些特殊用途的IP地址

ICMP网际控制报文协议

1. 小结

2. ICMP&IP

ICMP:异常提醒。

3. ICMP差错报告报文

3.1 终点不可达

无IP地址或者端口号。

3.2 时间超过

TTL过短(生存时间)

回顾:IP数据报的格式

3.3 参数问题

3.4 改变路由(重定向)

3.5 源点抑制(了解)

4. ICMP询问报文

4.1 回送请求/回答

应用:

4.2 时间戳请求/回答

5. 不必反馈ICMP差错报文的情况

IPv6

1. IPv4-->IPv6

地址不够用,那就增加位数。

2. 冒号十六进制记法

3. IPv6地址的压缩记法(考点)

例题:

4. 资源分配

回顾


5. 地址分类

例题:

6. 小结

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