全网最详解计算机网络协议——通信协议综述( 五 ) _网络协议

MAC地址更像是身份证，是一个唯一的标识。它的唯一性设计是为了组网的时候，不同的网卡放在一个网络里面的时候，可以不用担心冲突。从硬件角度，保证不同的网卡有不同的标识。
MAC地址是有一定的定位功能的，你可以根据ip地址找到某某学校某某学院某号楼某个实验室，当你到了以后，大吼一声，小明是哪位，那么他听到了就会回应你；
MAC地址的通信范围比较小，局限在一个子网里面。例如，从192.168.0.2/24访问192.168.0.3/24是可以用MAC地址的。一旦跨子网，即从192.168.0.2/24到192.168.1.2/24 ， MAC地址就不行了，需要IP地址起作用了
总结：
ip是地址，有定位功能；MAC是身份证，无定位功能；
CIDR可以用来判断是不是本地人；
IP分为公有地址IP和私有地址IP
四、DHCP和PXE:ip的由来
只要是在网络上跑的包可以有下层没上层，但是不可以有上层没下层；当一个数据包有自己的ip地址，有目的地的ip地址，但是包发不出去的原因是因为， MAC层还没有填写。
Linux的默认逻辑是，如果是一个跨网段的调用，它便不会将包直接发送到网络上，而是企图将包发送到网关。网关要和当前的网络至少一个网卡是同一个网段；
4.1 动态主机配置协议(DHCP)
动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol) ，简称DHCP；
有了这个协议，网络管理员就轻松多了。他只需要配置一段共享的IP地址。每一台新接入的机器都通过DHCP协议，来这个共享的IP地址里申请，然后自动配置好就可以了。等人走了，或者用完了，还回去，这样其他的机器也能用。
如果是数据中心里面的服务器， IP一旦配置好，基本不会变，这就相当于买房自己装修。DHCP的方式就相当于租房。你不用装修，都是帮你配置好的。你暂时用一下，用完退租就可以了。
4.2 解析DHCP的工作方式
当一台机器加入一个新的网络的时候，只知道自己的mac地址，先吼一句，有人吗？这一步就是DHCP Discover
新来的机器使用IP地址0.0.0.0发送了一个广播包，目的IP地址为255.255.255.255 。广播包封装了UDP ， UDP封装了BOOTP 。其实DHCP是BOOTP的增强版，但是如果你去抓包的话，很可能看到的名称还是BOOTP协议;
在这个广播包里，新人喊一句：我是新来的(Boot request) ，我的MAC地址是多少，但是我还没有ip地址，谁能给我一个？

文章插图

网络管理员在网络配置了DHCP server,就相当于IP管理员， MAC地址是其唯一的身份。只有MAC地址唯一， IP管理员才能知道这是一个新人，需要租给它一个新的IP地址，这个过程就是DHCP Offer.
DHCP Offer格式如下：
里面会有给新人分配的地址;

文章插图

DHCP Server仍然使用广播地址作为目的地址。如果同时收到多个IP地址，那么会选择最先到达的DHCP Offer,并且会向网络发送一个DHCP Request广播数据包，其中包含客户端的MAC地址、接受的租约中的IP地址，提供租约的DHCP服务器地址等，并且告诉所有的DHCP Offer ，它将接受哪一台服务器所提供的IP地址，感谢其他DHCP服务器，并且请求撤销他们提供的ip地址，以便提供给下一个租用者。

文章插图

由于还没有收到DHCP server的最后确认，客户端依然使用自己的源ip地址0.0.0.0、255.255.255.255为目标地址进行广播。在BOOTP里面，接受某个DHCP Server的分配 ip;
当DHCP Server接收到客户机的DHCP request之后，会广播返回给客户机的一个DHCP ACK消息包，表明已经接受客户机的选择，并且将这一IP地址合法租用信息和其他的配置信息都放到该广播包中，发送给客户机，欢迎它加入网络大家庭；