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计算机 交换机和IP/Mac地址

Liu_Fang_Hong 2023-05-23 12:00:03
简介计算机 交换机和IP/Mac地址

目录

一、计算机

1.计算机的数制

2.计算机中的进制

3.内存转换单位

二、IP地址/Mac地址

1.IP地址

2.IP地址网络位与主机位

三、交换机

1.交换机的工作原理

2.交换机的转发原理

3.交换机的四大功能

4.交换机以太网接口的工作模式


一、计算机

1.计算机的数制

数制:计算机计数的方式,指用一组固定符号表示数值的方法

例如:二进制,八进制,十进制,十六进制

数位:指数字符号在数值中所处的位置(从右到左并且从0为第一个开始计数)

2.计算机中的进制

二进制:每满2进一位数,只有0和1的一串字符,左边叫高位,右边叫做低位

例如:11011000   

六进制:每满6进一位数

十进制:每满10进一位数,我们正常数字的规律,以计算机的计数方式,从0开始计数,十进制的数字为0-9

十六进制:每满16进一位数,但是10-16是两位数,在计算机中分别用A、B、C、D、E、F代替后面的数值

从二进制转换成十进制,是在工作中经常用到的转换

例如:二进制  11111  转换为  十进制  31

计算方式:1×2^0+1×2^1+1×2^2+1×2^3+1×2^4=1+2+4+8+16=31

从低位开始数,第一位是0,一共五个1,计算机中便是0-4

数位上的数字×进制数的数位次方

之后把所有的结果相加在一起,便是十进制的数字

常用的十进制转二进制数

192 = 1100 0000

168 = 1010 1000

3.内存转换单位

8 bit = 1 byte(字节)

1024 byte = 1 KB

1024 KB = 1 MB

1024 MB = 1 GB

1024 GB = 1 TB 

1024 TB = 1 PB

1024 PB = 1 EB

1024 EB = 1 ZB

1024 ZB = 1 YB

二、IP地址/Mac地址

1.IP地址

IP地址是虚拟的逻辑地址(在网络中可以找到某台主机,并且在同一网络中是唯一的,处于网络层,并且可变),IP地址是以32位2进制表示

IPv4地址范围:0.0.0.0 - 255.255.255.255

255.255.255.255(十进制表达格式)

0000.0000.0000.0000(二进制表达格式)

IP地址并且由网络位(高位)加主机位(低位)组成(计算机为了方便会自动转换为十进制表达)

网络位定义范围,主机位便是精准定位到某个用户,由网络位定下范围进行搜索准确用户

IP地址由于数量庞大,为了便于管理便分为五大类地址(有类地址)

A类地址:0.0.0.0 - 127.255.255.255 (分配给主机使用)

B类地址:128.0.0.0 - 191.255.255.255 (分配给主机使用)

C类地址:192.0.0.0 - 223.255.255.255 (分配给主机使用)

D类地址:224.0.0.0 - 239.255.255.255 (用于组播)分为单播和组播

单播:相当于一对一进行通讯传输

组播:对一个群组或对一部分人进行通讯传输

E类地址:240.0.0.0 - 255.255.255.255 (用于研究)

2.IP地址网络位与主机位

A类IP地址范围:0 - 127 之间

首位十进制表达中(0000 0000. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000)高位首位不可是(1000 0000)如果首位是1000 0000转化为十进制便是128,超出了A类地址的范围

A类的网络位占8位,IP地址由32位2进制组成,那主机位便是占24位

计算网络位与主机位数量公式分别是

网络位:进制数的可变网络位次方       2的8-1次方(因为第一位数不可以是1,所以不可变)

主机位:进制数的主机位数次方           2的24次方(32位字符减去网络位剩下便都是主机位)

B类IP地址范围:128 -191 之间

十进制表达中(0000 0000. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000)高位不可是(1100 0000)如果首位是1000 0000转化为十进制便是192,超出了B类地址的范围

网络位占16位,主机位占16位

B类的网络位占16位,IP地址由32位2进制组成,那主机位便是占16位

计算网络位与主机位数量公式分别是

网络位:进制数的可变网络位次方       2的14次方(因为前两位数不可以是11,所以不可变)

主机位:进制数的主机位数次方           2的16次方(32位字符减去网络位剩下便都是主机位)

C类IP地址范围:192 - 223 之间

十进制表达中(0000 0000. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000)高位不可是(1110 0000)如果首位是1000 0000转化为十进制便是224,超出了C类地址的范围

网络位占24位,主机位8位

C类的网络位占24位,IP地址由32位2进制组成,那主机位便是占8位

计算网络位与主机位数量公式分别是

网络位:进制数的可变网络位次方       2的21次方(因为前三位数不可以是111,所以不可变)

主机位:进制数的主机位数次方           2的8次方(32位字符减去网络位剩下便都是主机位)

D类IP地址范围:224 - 239      (用于组播)

E类IP地址范围:240 - 255      (用于研究)

IP地址也分私有地址和共有地址,上面便是共有地址,全球可达,不限地区和国家

私有地址,一定范围内,区域内可以使用,不可全球使用

私有IP地址:

10.0.0.0 - 10.255.255.255 (长度相当于一个A类地址)

172.16.0.0 - 172.31.255.255 (长度相当于十六个连续的B类地址)

192.168.0.0 - 192.168.255.255(长度相当于三十二个连续的C类地址)

特殊IP地址:

0.0.0.0  不是一个真正意义上的IP地址,可代表任意地址

255.255.255.255   广播地址,指本网段内的所有主机

127.0.0.1   代表本机,所有计算机在进行自我查询都可用,进行测试本机网卡是否正常

169.254.X.X   微软内部的保留地址,在计算机自动获取地址失败后,会获取此地址

(静态:手动配置)(动态:自动获取)

当主机位全是1时,此地址为广播地址,不可用(例如255.255.255.255)

当主机位全是0时,此地址为网络地址,不可用 (例如255.255.0.0)

Mac地址:类似于身份证号一样,全球唯一,处于数据链路层(用十六进制进行表达)

Mac地址中的广播地址:FF - FF - FF - FF - FF - FF

netmask子网掩码:由32位2进制组成的字符串,和IP成对使用,用来确认IP地址中的网络ID和主机ID(区分有几位是网络位,有几位是主机位)

子网划分:在A、B、C三类地址的基础上,再次划分地址(节约IP地址,公网地址)

三、交换机

1.交换机的工作原理

交换机工作原理. 交换机工作在二层,可以用来隔离冲突域,在OSI参考模型中,二层的作用是寻址,这边寻址指的是MAC地址,而交换机就是对MAC地址进行转发,在每个交换机中,都有一张MAC地址表,这个表是交换机自动学习的。

2.交换机的转发原理

初始状态,Mac地址学习记录,广播位置的数据帧

1.主机 A 想要和主机 B 进行通讯

2.主机 A 发送一个数据帧到交换机一号接口

3.交换机接收到数据后会自动学习源Mac地址(11 - 11 - 11)

4.然后去Mac地址表去寻找Mac(22 - 22 - 22)

5.由于初始状态,Mac表里并没有22 - 22 - 22的信息

6.交换机进行广播(泛洪),向所有接口转发主机 A 的数据(除了发送方的接口)

7.只有主机 B 会回复一个数据帧,到交换机的二号接口

8.交换机学会了主机 A 和主机 B 的Mac地址,所以下次主机 A 和主机 B 通信就可以私聊单播

3.交换机的四大功能

① 学习功能 - 自动学习数据帧的源Mac地址

② 转发功能 - 在Mac表中查找数据帧的目的Mac地址,查询成功后,会从相应的接口转发数据

③ 查询功能(泛洪)- 数据帧经过交换机,在Mac表中查找数据帧的目的Mac,查询失败后,会从所有接口转发相同的数据

④ 刷新功能 - 交换机默认300s刷新一次Mac地址表

4.交换机以太网接口的工作模式

①单工

②半双工

③全双工

用户视图(尖角模式):基本操作,查看基本信息(权限受限,只可以查看,不可用进行修改)

输入sys进入系统视图

系统视图:进阶操作,配置静态路由,动态路由 (Q或者Ctrl + Z 退出至用户视图)

命令:

display history-command  历史命令查询

display saved-configuration  查询保存的配置信息

int  接口型号+接口号   进入接口模式(接口型号分g和e)

save  保存配置(交换机和路由器不会自动保存)

sys  改名

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。