子网划分

划分子网的方法是从网络中的主机号借用若干位作为子网号。于是两级的IP地址变为三级IP地址：网络号、子网号和主机号。

子网掩码也是32位，由一连串的1和一连串的0组成，子网掩码中的1对应IP地址的网络号和子网号，子网掩码中的0对应主机号。路由器将子网掩码和收到数据报的目的IP地址逐位相“与”，得出了所要找的子网网络地址。

举例：标准C类网络192.168.1.0/24，要分成3个子网，每个子网分配给一个部门 。而且要满 足每个子网支持的主机数目为50台以上。应如何对此C类地址进行子网划分？

解答：此题需要利用到两个公式

公式1：2n，该公式计算子网个数，n为需要扩展的网络位。

公式2：2m-2，该公式计算每个子网下有效的主机IP数，m表示主机位位数。

2n>=3，所以n>=2。此时m=8-2=6， 26-2=62>50，满足每个子网的要求。

此时可得此时子网的网络位为24+2=26位，子网掩码为”/26”或255.255.255.192。

192.168.1. _ _ 000000/26，对子网位填值可以得到4个子网。

192.168.1. 00 000000/26、 192.168.1. 01 000000/26、

192.168.1. 10 000000/26、 192.168.1. 11 000000/26

对应192.168.1.0/26、192.168.1.64/26、192.168.1.128/26、192.168.1.192/26四个网络ID。

对应了192.168.1.0/26而言，其网络位是26位，主机位是6位。第四字节八位组展开：

192.168.1.00 000000   主机位全零，是网络ID，不是一个有效主机地址

192.168.1.00 000001   192.168.1.1/26，是网络ID下的第一个有效地址

192.168.1.00 000010   192.168.1.2/26，是网络ID下的第二个有效地址

192.168.1.00 000011

……….

……….

192.168.1.00 111110  192.168.1.62/26，是网络ID下的最后一个有效地址

192.168.1.00 111111   主机位全1，是此网络ID的广播地址

因此网络ID为192.168.1.0/26，其广播地址为192.168.1.63/26。

有效主机IP数量是2m-2=26-2=62。

CIDR和路由汇聚

CIDR使用“斜线记法”，即在IP地址后面加上斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（也就是子网掩码中1的个数）。这个网络前缀可以有任何长度。

案例：例如128.14.32.0/20，其中前20位为网络前缀，后12位为主机号。另外我们还可以计算出这个地址块的最小可用地址和最大可用地址。

计算过程：128.14.32.0/20= 10000000 00001110 00100000 00000000

128.14.32.0/20 地址块的最小可用地址：

10000000 00001110 00100000 00000001

128.14.32.0/20 地址块的最大可用地址：

10000000 00001110 00101111 11111110

128.14.32.0/20 地址块的最小可用地址：128.14.32.1

128.14.32.0/20 地址块的最大可用地址：128.14.47.254

路由汇聚是用来解决路由表的内容冗余问题，使用路由聚合能够缩小路由表的规模，减少路由表的内存。提高路由器数据转发的效率。

如：假设有4个路由：172.18.129.0/24、172.18.130.0/24、172.18.132.0/24、172.18.133.0/24，则能覆盖这4个路由的是：172.18.128.0/21。

解答：129==》10000 001

130==》10000 010

132==》10000 100

133==》10000 101

上下比较第3B的后三位发生变化，则视为主机位，因此新的网络位位数为：8+8+5=21位。

汇聚后的网络地址即把主机位全部置0，为172.18.10000 000.0/21，亦即172.18.128.0/21，也称之为超网ID或超网网络地址。

还要需要注意：

路由器查找路由表的时候会从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。这叫做最长前缀匹配，这时因为网络前缀越长，其地址块就越小，路由就越具体。

多播地址

多播地址就是IP地址中的D类地址，只能用于目的地址，不能用于源地址，对多播数据报也不产生ICMP差错报文。

TCP/IP 协议使用的以太网多播地址块的范围是：01-00-5E-00-00-00到 01-00-5E-7F-FF-FF 。

多播IP地址：224.0.0.0到239.255.255.255.255。

ARP

ARP作用：通过IP查找MAC。

ARP请求分组：广播发送。

ARP响应分组：单播回应。

以及ARP -s，ARP-a、ARP-d等命令。

注意整个过程：

ICMP

为了能够更加有效的转发IP数据报和提高交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议ICMP，ICMP协议作为IP数据报中的数据，封装在IP数据包中发送。

ICMP包格式如下：

其中类型字段表示此ICMP消息的类型，代码字段表示此ICMP消息的具体含义。

终点不可达：主机或路由器无法交付数据报的时候就向源点发送终点不可达报文。在报文类型字段中的值是3。这里的原因可能有目标主机已经关机或者不存在，路由无法实现、或者设定了不分段的包太大而不能封装于帧。

源站抑制：当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源站发送源站抑制报文，使源站知道应当将数据报的发送速率放慢。在报文类型字段中的值是4。

时间超过：当路由器收到生存时间为零的数据报时，除丢弃该数据报外，还要向源站发送时间超过报文。当目的站在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时，就将已收到的数据报片都丢弃，并向源站发送时间超过报文，在报文类型字段中的值是11。

参数问题：当路由器或目的主机收到的数据报的首部中的字段的值不正确时，就丢弃该数据报，并向源站发送参数问题报文，在报文类型字段中的值是12。

改变路由（重定向）：路由器将改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器，在报文类型字段中的值是5。

回送请求和回答：ICMP回送请求报文是由主机或路由器向一个特定的目的主机发出的询问。收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送ICMP回送回答报文。主要是用来测试目的站是否可达以及了解其有关状态，在报文类型字段中的值是8或0。

时间戳请求和回答：主要是请某个主机或路由器回答当前的日期和时间，在报文类型字段中的值是13和14。

注意：PING、Tracert、Pathping作用和原理。

三层交换

交换机的三层引擎只需要处理数据流中的第一个数据包，而后续的数据全部由硬件来执行转发，这样就是实现了三层交换机的快速转发功能。

划分VLAN后，同一VLAN内的用户可以互相通信，但是属于不同VLAN的用户不能直接通信。为了实现VLAN间通信，可通过配置逻辑的三层接口--VLANIF接口来实现。

VLANIF是逻辑三层口，配置IP地址后可实现网络层互通。通过VLANIF接口实现VLAN间通信需要为每个VLAN创建对应的逻辑接口VLANIF接口，并为每个VLANIF接口配置IP地址实现三层互通。另外，为了成功实现VLAN间的三层互通，VLAN内用户主机的缺省网关必须对应VLANIF接口的IP地址。

例如：

[Quidway]interface Vlanif 10

[Quidway-Vlanif2]ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

VRRP

VRRP也叫虚拟路由器冗余协议，为IP网络提供了容错和增强的路由选择功能。

用两台三层设备配置VRRP协议，虚拟IP地址在三层设备间共享，其中一个指定为主路由器而其它的则为备份路由器。如果主路由器不可用，这个虚拟IP地址就会映射到一个备份路由器的 IP 地址（这个备份路由器就成为了主路由器）。VRRP也可用于负载均衡。

VRRP虚拟路由器地址可以是其中一个路由器的IP地址，等于就是这台路由器就是VRRP中的主路由器，但是为了确保万一失效发生的时候终端主机不必重新学习MAC地址，它指定使用的MAC地址00-00-5e-00-01-VRID，这里的VRID是虚拟路由器的ID。

可以由优先级决定那台路由器是主路由器，VRRP协议利用优先级决定哪个路由器成为主路由器。如果一个路由器的优先级比其它路由器的优先级高，则该路由器成为主路由器。路由器的默认优先级是100。取值范围是0-255，其中0为系统保留，255是保留给IP地址的拥有者。