交换机与路由器、IP 及 ARP 协议知识点整理一、交换机的作用提供端口接入基于数据识别进行转发理论上可延长传输距离存储转发机制解决冲突问题基于 MAC 地址识别、记录、查询实现单播通讯注交换机组建的交换网络规模不能太大最多容纳 200-300 台设备。 原因泛洪。设备过多泛洪范围叠加融合造成设备卡顿、资源浪费饱和的交换网络无法直接互联。 解决方法路由器三层设备工作在网络层开启了全球网络互连时代。二、路由器的出现带来网络架构变化OSI 七层模型简要变化 应用层 应用层 表示层 表示层 -------- 网络层 介质访问控制层 介质访问控制层 物理层 物理层路由器的作用隔离泛洪范围广播域转发数据实现两个广播域之间的数据互通注两种通信模式pc1 与 pc2 通信同一广播域依靠交换机转发pc1 与 pc3 通信跨广播域依靠路由器转发 总结同一个广播域内通信靠交换机不同广播域之间通信靠路由器。三、IP 地址作用判断通信对象是否和本机在同一个广播域IP逻辑地址可随网络位置改变工作在网络层有路由器才引入 IP 地址体系 IP 协议互联网协议两大版本IPv4、IPv6目前处于 IPv4 向 IPv6 过渡阶段IPv432 位二进制使用点分十进制表示IPv6128 位二进制使用冒分十六进制表示查看本机 IPWinR → cmd →ipconfig示例 IPv4 地址: 172.23.98.235 IPv4 子网掩码: 255.255.252.0 → 二进制11111111.11111111.11111100.00000000IPv4 地址分为两部分网络位网络位相同 → 同一广播域网络位不同 → 不同广播域主机位区分同一网段内不同设备 判断依据子网掩码由连续的 1 和 0 组成1 代表网络位0 代表主机位1 在前 0 在后。ping用于检测网络连通性四、ARP 协议地址解析协议作用通过一种地址获取另一种地址IP 查 MAC / MAC 查 IP 全 F MAC广播地址48 位二进制全 1交换机 MAC 地址表不存在该条目收到则泛洪 广播触发交换机泛洪目标 MAC 为全 F 就是广播帧 广播域 泛洪范围ARP 工作过程ARP 以广播形式发送请求报文广播域内所有设备接收报文。收到报文的设备记录报文中源 IP 与源 MAC 的映射存入本地 ARP 缓存表判断请求 IP 是否为本机 IP是单播回复 ARP 应答报文否保存 ARP 记录后丢弃数据包后续发包先查 ARP 缓存表有记录直接使用无记录则重新发送 ARP 请求ARP 缓存表记录源 IP 与源 MAC 地址映射关系PC 端 MAC 地址表交换机维护记录源 MAC 和入接口的映射关系查看 ARP 缓存表arp -aARP 分类正向 ARP通过 IP 获取 MAC 地址反向 ARP通过 MAC 获取 IP 地址免费 ARP使用正向 ARP 机制请求 IP 是本机 IP作用①自我介绍作用②检测 IP 地址冲突五、IPv4 地址分类按首字节高位划分A 类0xxx xxxx 范围 0-127可用 1-126单播B 类10xx xxxx 范围 128-191单播C 类110x xxxx 范围 192-223单播D 类1110 xxxx 范围 224-239组播仅可做目标 IPE 类1111 xxxx 范围 240-255保留地址A/B/C单播地址源 IP、目的 IP 均可使用六、特殊 IP 地址127.0.0.1~127.255.255.255环回地址用于本地测试255.255.255.255受限广播地址主机位全 1例 192.168.1.255/24直接广播地址主机位全 0例 192.168.1.0/24代表整个网段0.0.0.0①无地址②代表任意地址169.254.0.0/16自动私有地址本地链路地址