交换机与路由器的作用、IP 协议、ARP 协议、IP 地址分类与特殊地址
交换机的作用
提供端口密度（实现节点增加）
基于数据的识别再转发：实现了理论上无限延长传输距离
基于数据的识别、存储再转发：解决了冲突问题
基于 MAC 地址的识别、记录、查询：实现了单播通讯
路由器的作用
隔离泛洪范围
网络层转发
IP 协议（互联网协议）
IPv4：32 位二进制构成，点分十进制表示
IPv6：128 位二进制构成，点分十六进制表示
IP 地址分为网络位和主机位，配合子网掩码使用：
网络位：网络位相同，则代表在同一个泛洪范围内，反之则不在
主机位：表示同一个泛洪范围内不同的设备
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 必须在前面、0 必须在后面
常用命令：ping可检测连通性。
广播与广播域
广播地址（全 F）：逼迫交换机进行泛洪
广播域：即泛洪范围
ARP 协议（地址解析协议）
ARP 通过一种地址获取另一种地址（如由 IP 获取 MAC）。
ARP 的工作过程：
ARP 以广播的形式发送请求报文，广播域内的所有设备都会收到。收到请求报文的设备均会记录数据包中 IP 地址和 MAC 地址的对应关系（保存在 ARP 缓存表中），然后再比对请求报文中的 IP 地址与自身 IP 地址：
一致 → 回复ARP 应答报文
不一致 → 记录完成后丢弃该数据包
之后如需发送数据包，先查看 ARP 缓存表中有没有记录：有则按记录转发，没有则再次发送 ARP 请求报文。
查看缓存表：
arp -a缓存老化时间：180 秒
ARP 的分类：
正向 ARP：通过 IP 地址获取 MAC 地址
反向 ARP：通过 MAC 地址获取 IP 地址
免费 ARP：利用正向 ARP 的工作原理，但请求的 IP 地址是自己的 IP 地址。作用：① 自我介绍；② 检测地址冲突
IP 地址分类
| 类别 | 用途 | 首位固定 | 范围 |
|---|---|---|---|
| A | 单播地址（可作源、也可作目标） | 0xxx xxxx | 1 – 126 |
| B | 单播地址 | 10xx xxxx | 128 – 191 |
| C | 单播地址 | 110x xxxx | 192 – 223 |
| D | 组播地址（只能作目标 IP） | 1110 xxxx | 224 – 239 |
| E | 保留地址 | 1111 xxxx | 240 – 255 |
注：A 类首字节 0–127，其中 127 网段为环回地址保留，故可用范围为 1–126。
特殊的地址
127.0.0.1 – 127.255.255.254：环回地址，用于测试电脑软件层面是否正常，通了就没坏
255.255.255.255：受限广播地址，泛洪后每个接收到的节点都会将自身 IP 和 MAC 返回；路由器不会转发
主机位全 1（如
192.168.1.255/24）：直接广播地址，不知道目标 IP 只知道目标网段时，可向该网段全部设备发送主机位全 0（如
192.168.1.0/24）：表示一个网段0.0.0.0：代表没有地址；也代表任意地址
169.254.0.0/16：自动私有地址 / 本地链路地址
