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网络运维学习笔记（DeepSeek优化版）002网工初级（HCIA-Datacom与CCNA-EI）子网划分与协议解析

news 来源：原创 2025/9/15 20:10:36

文章目录

  • 子网划分与协议解析
    • 1. VLSM与CIDR技术解析
      • 1.1 VLSM（Variable Length Subnetwork Mask，可变长子网掩码）
      • 1.2 CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由）
    • 2. 子网划分方法与计算
      • 2.1 常规划分法
      • 2.2 需求导向法
    • 3. 网络层核心协议解析
      • 3.1 ICMP（Internet Control Message Protocol，Internet控制报文协议）
      • 3.2 ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）
        • 3.2.1 地址解析流程
        • 3.2.2 ARP衍生技术
    • 4. 传输层协议对比
      • 4.1 TCP协议
      • 4.2 UDP协议
    • 5. 网络设备基础
      • 5.1 冲突域与广播域
      • 5.2 交换机转发机制
      • 5.3 数据封装与解封装过程
      • 5.4 设备管理方式
    • 6. 设备视图模式
      • 6.1 华为设备视图
      • 6.2 思科设备视图

子网划分与协议解析

本文重点讲解VLSM/CIDR子网划分原理、一些简单协议工作机制，以及网络设备基础知识。适合网络技术初学者构建子网划分与协议分析知识体系。

1. VLSM与CIDR技术解析

1.1 VLSM（Variable Length Subnetwork Mask，可变长子网掩码）

  • 技术原理：网络位向主机位借位（掩码右移）
  • 应用场景：ISP/IDC等公网地址分配场景
  • 优势特点：提高IP地址利用率，实现精细化地址分配

1.2 CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由）

  • 技术原理：合并连续子网形成超网（掩码左移）
  • 路由优化：减少路由表条目，提升网络设备性能
  • 典型示例：B类私网地址172.16.0.0-172.31.255.255可汇总为172.16.0.0/12

2. 子网划分方法与计算

子网掩码、掩码位、子网、主机数、反掩码对照表：
子网掩码对照表

参数计算公式
子网数2^X（X=借位主机数）
主机数2^Y-2（Y=剩余主机位）
有效掩码/8 ~ /30

2.1 常规划分法

  1. 确定所需子网数：2^X
  2. 计算可用主机数：2^Y-2
  3. 确认广播地址：下一子网号-1

2.2 需求导向法

  1. 计算主机需求：PC数+3（网络/广播/网关）
  2. 确定最小主机位：2^X ≥ 需求数
  3. 推算子网掩码：256-2^X

示例（PC数60）：主机数2^6-2=62 掩码192(256-64)

3. 网络层核心协议解析

3.1 ICMP（Internet Control Message Protocol，Internet控制报文协议）

  • 功能作用：网络连通性测试与故障诊断
  • 常用工具：
    • ping测试：有去有回才会通
      • 请求超时：已经发到下一跳，后续有问题；
      • 目标主机不可达：未发到下一跳。
    • tracert路径追踪：定位网络故障节点

3.2 ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）

3.2.1 地址解析流程
  1. 检查目标IP网段归属
  2. 查询本地ARP缓存表
  3. 广播ARP请求报文
  4. 单播ARP响应报文

ARP报文结构：

报文类型目标MAC源MAC/源IP
请求报文（广播）FF-FF-FF-FF-FF-FF本地地址
响应报文（单播）请求方地址响应方地址

ARP工作原理示意图
把对方的IP地址和对方的MAC地址记录下来，在本地网卡形成一个映射关系：ARP缓存表，经过ARP报文形成动态ARP表项。

3.2.2 ARP衍生技术
  • 代理ARP：路由器代为响应ARP请求（需启用arp-proxy enable）
  • 免费ARP：地址冲突检测（主动广播自身IP-MAC映射）

4. 传输层协议对比

4.1 TCP协议

协议特性：

  • 面向连接三次握手
  • 可靠传输（丢包重传）
  • 消耗资源效率低

常见端口号：

服务端口号
FTP20/21
SSH22
Telnet23
SMTP25
HTTP80
HTTPS443
RDP3389

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
11种状态：
三次握手：
1.C/S:closed（关闭状态）→2.S:Listen（启动服务）→3.C:syn_sent（发送syn报文）→4.S:syn_rcvd（回复ack和syn报文）→5.C:established（回复ack报文并建立连接）→6.S:established（建立连接）
四次挥手：
7.C:fin_wait1（发送fin报文）→8.S:close_wait（回复ack）→9.C:fin_wait2→10.S:last_ack（发送fin报文）→11.C:time_wait（发送ack）→12.C/S:closed→13.closing

状态转换流程：

主动打开
收到SYN+ACK
收到SYN
收到ACK
CLOSED
SYN_SENT
ESTABLISHED
LISTEN
SYN_RCVD

TCP相关术语：
SEQ（Sequence，序列）
URG（Urgent，紧急）
ACK（Acknowledge，确认位/响应）
PSH（Push，传输数据）
RST（Reset，连接重置）
SYN（Synchronize，同步位/建立连接）
FIN（Finish，释放位/关闭连接）

4.2 UDP协议

协议特性：

  • 面向无连接
  • 不可靠连接（丢包不重传）
  • 效率高速度快

常见端口号：

服务端口号
DNS53
DHCP67/68
TFTP69

端口范围：0-65535（1-1023分配给固定应用， 一般是客户端，1024-65535高位随机端口，一般是服务端）

5. 网络设备基础

5.1 冲突域与广播域

设备类型冲突域隔离广播域隔离
集线器××
交换机√×
路由器√√
  • 交换机隔离冲突域（每个口一个冲突域）；
  • 路由器隔离广播域（每个口一个广播域）；
  • HUB没有任何隔离能力。

5.2 交换机转发机制

  • MAC地址表：接口-MAC映射表（老化时间300秒）
  • 转发行为：
    • 泛洪：未知目的MAC
    • 转发：明确MAC端口
    • 丢弃：过滤错误帧

5.3 数据封装与解封装过程

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

5.4 设备管理方式

  • Console本地管理
  • 带内管理（业务接口）
  • 带外管理（专用MGMT接口）

6. 设备视图模式

6.1 华为设备视图

在这里插入图片描述

<Huawei> 用户视图
[Huawei] 系统视图
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] 接口视图

6.2 思科设备视图

在这里插入图片描述

Switch> 用户模式
Switch# 特权模式
Switch(config)# 全局配置模式

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建立文件版题库 题目的编号题目的标题题目的难度题目的描述&#xff0c;题面时间要求(内部处理)空间要求(内部处理) 两批文件构成第一个&#xff1a;questions.list : 题目列表&#xff08;不需要题目的内容&#xff09;第二个&#xff1a;题目的描述&#xff0c;题目的预设置…...

编程日记 2025/9/15 0:16:51

鸿蒙NEXT应用App测试-专项测试（DevEco Testing）

注意&#xff1a;大家记得先学通用测试在学专项测试 鸿蒙NEXT应用App测试-通用测试-CSDN博客 注意&#xff1a;博主有个鸿蒙专栏&#xff0c;里面从上到下有关于鸿蒙next的教学文档&#xff0c;大家感兴趣可以学习下 如果大家觉得博主文章写的好的话&#xff0c;可以点下关注…...

编程日记 2025/9/15 4:18:37

一周学会Flask3 Python Web开发-Jinja2模板访问对象

锋哥原创的Flask3 Python Web开发 Flask3视频教程&#xff1a; 2025版 Flask3 Python web开发 视频教程(无废话版) 玩命更新中~_哔哩哔哩_bilibili 如果渲染模板传的是对象&#xff0c;如果如何来访问呢&#xff1f; 我们看下下面示例&#xff1a; 定义一个Student类 cla…...

编程日记 2025/9/15 8:42:22