IP地址网段划分和网络根基的协议（基础中的基础）

孤独的骗子

一、首先说说应用最持久和广泛的IPv4地址
1.IPv4地址由两部分组成，IP地址和子网掩码。例如：192.168.1.1 255.255.255.0 （前者是大陆最常见的路由器登录和设置的ip地址）
    2. IPv4 地址是由32位二进制组成的，分成4组，每组8位。子网掩码也是。例如：11000000.10000000.00000001.00000010平时为了方便记忆，使用点分十进制格式。前面的二进制IP表示成十进制是：192.128.1.2。
    3．8位二进制最小值00000000 = 0  最大值11111111=从右向左 1+2+4+8+16+32+64+128=255
    4．看图法 搞定十进制换二进制 128 64 32 16 8 4 2 1
5. IP地址人为的分成了5类：A B C D E 常用的是ABC三类。
6.A类的范围：0-127开头的都是A类地址，但是0开头不能用，127开头的，用于环回地址（每台设备都会有一个用于标识自己的地址），所以A类的可用地址范围是1-126开头。例如：125.2.35.67就是一个A类地址。
7．B类：128-191 例如：188.9.189.189
8.C类：192-223 例如：192.168.10.10

二. 子网掩码
子网掩码中的“1”表示精确匹配，而“0”表示无所谓。例如：11111111.00000000.00000000.00000000=255.0.0.0 表示IP地址部分的第一组8位必须相同，两个IP才是相同网段。否则就不是相同网段。例如：8.9.10.11  和 8.100.200.234 如果子网掩码是255.0.0.0就是相同网段。如果子网掩码是255.255.0.0就不是。所以子网掩码是用来确定网络的范围的。
A类的默认边界 /8 也就是255.0.0.0
B类： /16 也就是255.255.0.0
C类： /24 255.255.255.0
三.  子网划分
  一段IP地址，主机位全零是网络号，主机位全1是广播地址。剩下的都是可以分配给主机使用的IP地址。例如：202.106.1.0/24 网络位就是前三段，因为掩码是24位，而主机位就是最后一段。
202.106.1.0/25 可以产生几个网络号？几个主机地址？每个网段的第一个地址和最后一个地址是什么？块大小是什么？
公式：
网络数=2的X次方（X是子网掩码中，借的1的个数）如：202.106.1.0/25 是一个C类地址借了一位。因为C类默认是/24。所以X=1。网络数=2的1次方=2个。
主机数=2的Y次方-2（Y是子网掩码中0的个数）-2是掐头去尾，头是网络号，尾是广播地址。/25意味着子网掩码中有25个1，剩下32-25个0，也就是7个。所以主机数=2的7次方-2=126，也就是每个子网可以产生126个可以分配给主机使用的IP地址。  http://www.luyouqiwang.com/192/
块大小=256-子网掩码：如：202.106.1.0/25 子网掩码=255.255.255.128 所以块大小=256-128=128。块大小知道了，网络号就知道了。因为，202.106.1.0/25第一个网络号一定是202.106.1.0 第二个网络号就=202.106.1.0+ 128 =202.106.1.128。
于是得出：202.106.1.0/25这个子网的网络号就是1.0第一个IP就是1.1，最后一个IP=下一个网络号-2=128-2=202.106.1.126。而202.106.1.127是第一网段的广播地址。
202.106.1.128/25 这个子网的网络号就是1.128 第一个IP就是1.129.最后一个IP就是1.254，而1.255是这个网段的广播地址。

四.开放系统互连参考模型OSL
开放系统互连参考模型为实现开放系统互连所建立的通信功能分层模型，简称OSI参考模型。其目的是为异种计算机互连提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。这里所说的开放系统，实质上指的是遵循OSI参考模型和相关协议能够实现互连的具有各种应用目的的计算机系统
从上到下依次是：
              应用层
              表示层
              会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
应用层：提供OSI用户服务，例如事务处理程序、文件传送协议和网络管理等。
表示层：代表应用进程协商数据表示；完成数据转换、格式化和文本压缩。
会话层：提供两进程之间建立、维护和结束会话连接的功能；提供交互会话的管理功能，如三种数据流方向的控制，即一路交互、两路交替和两路同时会话模式。
传输层：提供建立、维护和拆除传送连接的功能；选择网络层提供最合适的服务；在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制。
网络层：控制分组传送系统的操作、路由选择、拥护控制、网络互连等功能，它的作用是将具体的物理传送对高层透明。
数据链路层：在网络层实体间提供数据发送和接收的功能和过程；提供数据链路的流控。
物理层：提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性；有关的物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示。

五.TCP/IP网络协议
网络协议即网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规则就称为网络协议。
TCP/IP协议是网络的基础，是Internet的语言，可以说没有TCP/IP协议就没有互联网的今天。
这一网络协议共分为四层：网络访问层、互联网层、传输层和应用层
【因为此协议比较复杂本文并不做详细介绍】

六.TCP三次握手
    第一次握手
        客户端向服务器发起请求，客户端会同步发送序列标号SYN给服务器。此时客户端状态标记为SYN_SENT  【SYN=m】
   第二次握手  
        服务器收到客户端发送的SYN，发送确认包ACK，这里ACK=m+1 表示“已收到客户端的请求”，并且再发送一个SYN【SYN=n】，服务器处于SYN_RECV
   第三次握手
        客户端收到服务器发来的两个包SYN和ACK 。并向服务器发送一个确认包ACK，这里的ACK=n+1，表示收到服务器发送的SYN=n的包。发送完毕后，客户端和服务器的状态为ESTABLISH，即TCP连接成功。

七.TCP四次挥手【挥手即为断开连接，服务器和客户端都可以发起断开连接，所以用a，b来表示】
第一次挥手
        a向b发送一个带有FIN标记的报文段，FIN表示finish
第二次挥手
        b收到a发送的FIN，然后向a发送一个ACK确认报文【防止有未传完的数据从而直接断开连接】
第三次挥手
        b向a发送FIN。
第四次挥手
        a收到b的FIN，并向b发送确认包ACK，然后经过两个MSL时长后断开连接。【MSL是MaximumSegment Lifetime，最大报文段生存时间，2个MSL是报文段发送和接收的最长时间。】

八.DHCP的四部租约
  DHCP租约分为四个步骤：
客户机请求IP    DHCPDISCOVER
服务器响应      DHCPOFFER
客户机选择IP    DHCPREQUEST
服务器确定租约  DHCPACK/DHCPNAK

①.客户机请求IP：当一个DHCP客户机启动 会把自身IP地址设为0.0.0.0 ，并发送一个广播报文 其源IP地址为：0.0.0.0使用UDP端 68为源端口 。使用255.255.255.255为目标地址 UDP目标端口67，广播信息中包含了源mac地址和计算机名。来方便DHCP服务器分辨。
②.服务器响应 ：当服务器收到客户机的请求地址后，把地址池里有合法的IP地址选出，DHCP服务器就将此IP地址做上标记并放入 DHCPoffer的消息中,源地址为本身服务器地址 目标地址为广播地址255.255.255.255 发送出去
③.客户机选择IP：当服务器收到 DHCP的offer信息之后就以广播的方式回答一个DHCP request请求信息，信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。当有多个DHCP服务器向客户机发来DHCP pffer信息，客户机只会接受第一个收到的DHCPoffer，之所以用广播的形式的发出去，是为了通知所有DHCP服务器，他选择了某台DHCP服务器所提供的IP地址。
④. 服务器确定租约：当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCPrequest请求之后，它便向客户机发送一个包含所提供的IP地址和其他设置的DHCO ACK确认信息，告诉客户机可以使用。然后客户机便将其TCP/IP协议与网卡地址绑定。其他DHCP服务器则收回曾提供的IP地址。