IPV4
IP地址：32位点分十进制 4 * 8 例如127.0.0.1就是4 8位二进制=255
IP地址=网络号+主机号
所以IP地址总共2的32次方个
ABC类为单播地址，只有单播地址可以分配给主机各接口
主机号全为0的为网络地址，可做源地址，不可做目的地址
主机号全为1的为广播地址，不可做源地址，可做目的地址
A类地址：0.0.0.0~127.255.255.255 (127 = 01111111)
其中网络号为0的地址为本网络，不可指派，网络号为127的地址的为本地环回地址，不可指派
每个A类网络（网络号不同认为为一个独立的网络）可以指派2的24次方-2个可指派的地址（除去全0和全1）
B类地址：128.0.0.0~191.255.255.255
每个B类网络（网络号不同认为为一个独立的网络）可以指派2的24次方-2个地址（除去全0和全1）(B类地址网络号16位)
全球网络中有三个特殊的地址块
- 10.0.0.0~10.255.255.255
- 172.16.0.0~172.31.255.255
- 192.168.0.0~192.168.255.255
这些是专用地址，可重用
c类地址：192.0.0.0~223.255.255.255
总结
对于所有的网络，主机号全为0的为本网络地址，主机号全为1的为广播地址，这两个特别的地址不可指派，网络地址可做源地址不可做目的地址，广播地址可做目的地址不可做源地址
A类：网络号为8位，开头必须为0，后面32位为主机号，内含0.0.0.0~127.255.255.255，主机号全为0或全为1即x.0.0.0或x.255.255.255，特别的，A类中0或127开头的不可指派
B类：网络号为16位，开头必须为10，后面16位为主机号，内含128.0.0.0~191.255.255.255，主机号全为0或全为1即x.x.0.0或x.x.255.255
C类：网络号为24位，开头必须为110，后面8位为主机号，内含192.0.0.0~223.255.255.255，主机号全为0或全为1即x.x.x.0或x.x.x.255
三个特别的地址块，专用/可重用，可指派：
- 10.0.0.0~10.255.255.255
- 172.16.0.0~172.31.255.255
- 192.168.0.0~192.168.255.255
子网划分
主要是即使是一个C类地址，一个也可以分配2的8次方-2个地址，很有可能一个公司用不完，因此需要子网划分
子网划分的核心为子网掩码
主要干的事就是将网络号+主机号的形式转变成网络号+子网号+主机号，用连续的比特1表示网络号和子网号，用连续的比特0表示主机号
子网掩码仍然是32为二进制，但原地址主机号部分全部用1（也就是255）表示
举个例子：
IP：180.80.77.55 子网掩码：255.255.252.0
其中子网掩码前16位为255，确认为b类网络，252=（11111100） 6位1即子网号为6位
77.55=（010011（子网号） 01.00110111）
该主机所在的子网的广播地址为
180.80.010011 11.1111111 -> 180.80.79.255
无分类的编制方法
当我们发现使用子网的情况下仍然太大时，我们就尝试是用了无分类的编制方法
使用的是地址掩码
用连续的比特1表示网络号，连续的0表示主机号，其中网络号的部分被称为CIDR地址块
举个例子：
地址掩码为255.255.240.0 -> 11111111 11111111 1111 | 0000 00000000
也就是20个1和12个0 即前20位为网络号，后12位为主机号
再看回其对应的IP地址——128.14.35.7
(10000000 00001110 0010)网络号 (0011 00000111)主机号
另一种写法就是 x.x.x.x/y 其中的y就是网络号的位数
掩码的总结
掩码是对IP地址的一个解释，其连续的1的数量和0的数量使用来区分IP地址中的哪些位是网络号，哪些是主机号，子网号
因此首要的操作肯定是将掩码转换成二进制，进而根据掩码中连续为1的位数去锁定ip中的位置，这一部分就是IP的网络号（+子网号），0的部分则是主机号
得到网络号的部分，我们就可以将其固定，然后剩下的部分就可以推得到其网络地址和广播地址
IPV6
IPV4 -> IPV6 使用了双协议栈技术+隧道技术
IPV6的地址用128位冒号16进制表示，也就是8组，每组4个
ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff
由于过于难表示，因此采用左侧0省略+连续0压缩的方式表示
FE80: 0000:0000:0000:AAAA:00C2:00C2:0002
左侧0省略： 0:0:0:AAAA:0C2:0C2:02
连续0压缩： :: AAA :0C2:0C2:02 (也就是连续的0全部压缩为:😃
值得一提的是连续0压缩可以用在IPV6的任何位置，但是只能使用一次，因此我们一边用在连续0最多的地方
12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000 -> 12AB:0:0:CD30::
RIP距离向量算法
现有路由器A收到如下的项目
并受到C发来的路由
第一步就是先将所有的C发来的信息更改为A视角的信息，即保留目的网络不变，所有到目的网络的距离+1（因为认为A收到C的信息，即C与A相邻，即距离为1），并将下一跳转换为C
然后与原本A的项目比较
- 如果下一跳相同，但信息不同，则更新为A原有的
- 如果下一跳不同，比长短，保留（A原有的）/更新（C现传的）为短的
- 如果存在新项目，直接添加
协议首部
IPV4的协议首部
总共占用20字节：
- 版本：占用4位，存协议版本，比如IPV4版本为4
- 首部长度：占用4位，表示整个首部的长度，单位是每4字节，也就是说首部长度为5，实际上表示首部有20字节
- 区分服务：占用8位
- 总长度，占用16位，首部+数据部分的总长度
- 标识：占用16位，类似计数器，产生了几个数据包，所有分片的标识一致
- 标志：占用3位，有三种状态，每一位代表一个状态，但其实只有两个有效的状态，即MF（More Fragment）和DF（Don't Fragment）表示数据包是否后续还有分片以及是否允许分片。针对DF位，DF位的0和1的标准不是是否分片，而是是否可以分片，能分片的数据就是0，1是特别的不允许分片的数据
- 片偏移：占用13位，表示该分片在原本整体中处于第几片的位置，分片的
起始位置/8为片偏移（比如某一片的第一位为原数据的第1400位，则为1400/8=175），也就是以8字节为单位，这意味着每个分片的大小必须是8的倍数，没分片和第一片的片偏移为0 - 生存时间：占用8位，表示在传输过程中最大的存活时间
- 协议（号）：占用8位，每个协议固定的号，占用8位
- 首部检验和：占用16位，用来检验是否与误码
- 源地址：占用32位，表示发送数据包的源地址
- 目的地址：占用32位，表示接受数据包的目的地址
MTU：数据报的最大长度（包含首部）
当MTU最大化利用的情况下片偏移非整数时，则使用可以被整除的最大部分（即每个分片为最大的可被8整除的数，且分片数还要最少）
IPV6的协议首部
IPV6的首部为60字节：
| 字段名称 | 占用位数 | 作用和描述 | 类似 IPv4 字段 |
|---|---|---|---|
| 版本 (Version) | 4 位 | 版本号固定为 6 (0110)。 | 版本 |
| 通信量类 (Traffic Class) | 8 位 | 用于标记数据报的优先级和区分服务，支持 QoS (Quality of Service)。 | 区分服务 (DS Field) |
| 流标号 (Flow Label) | 20 位 | 无直接对应 (但与 | |
| 有效载荷长度 (Payload Length) | 16 位 | 表示 | 总长度 (Total Length) 减去 |
| 下一个首部 (Next Header) | 8 位 | 用于识别 | 协议 (Protocol) |
| 跳限制 (Hop Limit) | 8 位 | 功能与 | 生存时间 (TTL) |
| 源地址 (Source Address) | 128 位 | 发送方 | 源地址 |
| 目的地址 (Destination Address) | 128 位 | 接收方 | 目的地址 |
UDP首部
UDP数据报总共8个字节
- 源端口号：2字节
- 目的端口号：2字节
- 长度：2字节
- 校验和：2字节
TCP首部
可靠的面向字节流的传输协议
TCP的首部总共二十字节：
- 源端口：16位，表示发送方进程的端口号
- 目的端口：16位，表示接收方进程的端口号
- 序号：32位/4字节，0~2的32次方-1，逐渐递增，用于给传递的字节流编号，在连接建立后，序号是按字节计算的，用于实现可靠传输和乱序重排。
- 确认号：32位/4字节，表示发送方期望收到的对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。例如，如果收到的报文段数据字节到
结束，则确认号为 。 - 数据偏移：4位，以 4 字节（32 位）为单位计算的 TCP 首部长度，该字段的最小值是
（即 字节的标准首部），最大值是 （即 字节，包含 40 字节的可选项）。 - 保留：6位，一段保留空间，全为0
- URG字段（urgent）：1位，为1时，紧急指针字段生效，用于存放紧急处理的信息
- ACK字段（acknowledge）：1位，为1时，表示确认号有效，否则确认号内容无效，所有建立连接后的传输都必须将 ACK 置为
- PSH字段（push）：1位，为
时，接收方应立刻将报文段内的数据交给应用层，而不用等待整个缓冲区满。 - RST字段（rest）：1位，为
时，表示连接出现严重错误或非法连接，请求立即释放连接并重新建立 - SYN字段（synchronized）：1位，为
时表示请求建立连接（握手阶段使用），同时会设置一个初始序号。 - FIN字段（finish）：1位，为
时表示请求释放连接（挥手阶段使用），数据发送完毕。 - 窗口：允许对方发送量，表示表示发送方愿意接收的数据字节数，用于进行流量控制。该值是从确认号算起。
- 检验和：1位，只有 URG 为
时有效，指示紧急数据末尾相对于序号的偏移量。 - 紧急指针：16 位，与URG搭配，用于存放紧急处理的信息
TCP的连接与释放
三次握手与四次挥手
TCP是双端连接，因此存在一个客户端一个服务器，服务器是被动打开，用来监听客户端是否主动打开链接
第一次握手：客户端：将SYN置为1，同时发送一个信号（seq=x，seq表示初始序号，此处为客户端的初始序号），本次报文用于建立连接，不允许携带信息
第二次握手：服务端：SYN为1，ACK为1，seq=y（服务端的初始序号），ack=x+1（ack为确认号）
第三次握手：客户端：ACK=1，seq=x+1（服务端希望的序号），ack=y+1（同时对服务端发送的序号+1）
三次握手是为了防止客户端发送的请求报文延迟到达