计算机网络自学之路-----IP协议（3）

前面一期说到了IP层的IP协议跟ARP协议，因为IPV4协议自身有些不足的地方，为了弥补这些不足，又引入了一些别的协议。觉得这种弥补方式治标不治本~~

1）ICMP网络控制报文协议

2）CIDR无类域间路由协议

1）ICMP网络控制报文协议

因为IP协议是面向无连接的不可靠传输，所以就要引入别的协议来弥补这个缺陷。在IP路由的过程中，若主机或路由发生异常，便可利用ICMP来传送相关的信息。

消息类型	描述
目的节点不可达(目的节点挂了)	分组不能递交
超时	生存期（TTL）字段为0，分组丢弃
参数问题	无效的分组头
重定向	报告路由器有关的路由
回声请求（像Ping）	向指定节点发送请求，探询是否活动
回声应答	对回声请求的应答
时间戳请求	类似于回声请求，但附加时间标记
时间戳应答	类似于回声应答，但附加时间标记

若在传输过程 中发生了上述中的情况，就会通过ICMP协议来发送一个包给源节点，说未能正常发送。

在上述的这些情况中，回声请求跟回声应答是比较关键的。我们所熟悉的Ping命就是基于此协议上面的。当使用Ping命时，如图如示：发送一个回声请求给目的地，并报告是否收到所希望的回声应答。一般的是连续发送32个字节ICMP回声请求包，根据是否回到回声应答及响应时间来判断网络的连通性。





通这上面这张图，我们Ping一下博客园（用的是域名），然后可能看到博客园的ip地址（A类的哦）。默认是发送32个节点（通过参数可调64等~）。TTL是生命周期（听说可以通过这个TTL看出很多东西，但俺还不太了解~~）。注意，这里Ping域名跟PingIP地址是有一些区别的，域名还要经过一步DNS解析~

通上这个Ping命令，当俺的电脑不能上网时，可通过下面这几个步骤判断问题出现在哪里（一般都是断网了或没交网费lol）

1、先Ping自己的IP，看看是不是我的网卡坏了

2、再Ping下自己的网关，看看跟我直接相接的路由是不是坏了

3、最后再Ping 你想连接的那个站点。（不过有时候虽然Ping不通但也可以访问，因为可能某些网点拒绝接收Ping包~~）

2）CIDR无类域间路由协议

协议的引入总是用来解决相关问题的，之前所讲的IPV4是有自身问题的，如：

IP地址按之前讲的那种划分方式迟早有用完的时候。

而且基于这种分类的IP地址空间的组织方式，浪费了大量的地址。

再有B类坡地很难申请（在90年代的时候，就申请的差不多了），C类地址的增多，使路由表爆涨。

所以为了适当解决上述问题，就整了一个叫 CIDR 的协议出来。用些例子来说明这个协议的相关内容吧：

例1：
假如现在我们需要2000个地址，申请个B类的大材小用了，申请8个C类（8*256=2048个）地址是极好的。但这会增加路由表的个数。试想一下，申请出8个连续的C类地址块，将这个地址块对外呈现出一个统一的网络号，是不是路由表只要有一个表项就OK了呢？

所以接下来的问题就是怎么样这2048个地址对外面呈现的是一个统一的网络号呢？又如何去识别这8个具有不同网络号的连续地址块？

采用的办法也是类似于前面说的掩码方法。IP地址=网络前缀+主机号。网络前缀越短，则地址块所包含的地址数就越多。

使用斜线记法：a.b.c.d/x,x表示地址中网络前缀部分的位数，32-x就是主机位数。

如：10.0.0.1/10，表示掩码就是：255.192.0.0（11111111.11000000.00000000.00000000）前10位都是1.

例2：
我们学校有两个校区，东区要2048个地址，西区要4096个地址。现在有一个C类的地址：202.117.0.0以后的地址都可以使用。我们就可这样分配：

西区：202.117.0.0—202.117.7.255；掩码是：255.255.248.0，前缀是21

202.117.0.0的二进制： 11001010.01110101.00000000.00000000

202.117.7.255的二进制：11001010.01110101.00000111.11111111

观察他们前21位都是相同的，所以前缀就是21，掩码的前21位是1，后面是0；

东区：202.117.16.0—202.117.31.255；掩码是：255.255.240.0，前缀是20

202.117.16.0二进制： 11001010.01110101.00010000.00000000

202.117.31.255二进制： 11001010.01110101.00011111.00000000

观察他们前20位是相同的，所以前缀就是20，掩码的前20位为1，后面是0；

采用CIRD这种方法，原本要24个C类地址，会有24个路由表顶。而现在就只要二个就ok啦，极好的~

目的IP	子网掩码
202.117.0.0（东区地址块）	255.255.248.0
202.117.6.0（西区地址块）	255.255.240.0
202.117.0.0	255.255.0.0

这又引入一个问题，看到上面这张路由表（这个表应该还要加上下一跳地址，跟距离最好啦）。目的IP有两个202.117.0.0.这个时候我们应该选择哪个地址呢？答案是红色部分的那个。介系因为子网掩码为1的位数越多，对网络划分的就越详细，越接近我们的最终目的主机。这也就是最大匹配原则，掩码越大，表明把网络内部规模划分的越小，越准。

最后还有一个RFC 1519对CIRD的描述，将世界分成4个区，每个区分配一块连续的C类地址空间

欧洲：194.0.0.0—195.255.255.255

北美：198.0.0.0—199.2552555.255

中、南美：200.0.0.0—201.255.255.255

亚太：202.0.0.0—203.255.255.255