二进制基础

IT基础必会基本技能,手敲二进制换算。本文为个人了解分享,只代表本人学习思路,可互为参照。

  1. 二进制起源
  2. 进制转换表
  3. IPv4地址计算
  4. 传输报文本质
1、二进制起源

参考本文:计算机的二进制起源
摘抄部分:

计算机内部采用二进制的原因

  (1)技术实现简单,计算机是由逻辑电路组成,逻辑电路通常只有两个状态,开关的接通与断开,这两种状态正好可以用“1”和“0”表示。

  (2)简化运算规则:两个二进制数和、积运算组合各有三种,运算规则简单,有利于简化计算机内部结构,提高运算速度。

  (3)适合逻辑运算:逻辑代数是逻辑运算的理论依据,二进制只有两个数码,正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合。

  (4)易于进行转换,二进制与十进制数易于互相转换。

  (5)用二进制表示数据具有抗干扰能力强,可靠性高等优点。因为每位数据只有高低两个状态,当受到一定程度的干扰时,仍能可靠地分辨出它是高还是低。

个人:计算机只能识别二进制语言,为底层、一切的基础,0、1搭建起的计算机世界。包含网络流量的传递:网线中电信号的高低电平,光纤中的二进制光脉冲“0”码和“1”码,可以说计算机世界就是二进制世界。

2、进制转换表
十进制二进制16进制
000
111
2102
3113
41004
51015
61106
71117
810008
910019
101010A
111011B
121100C
131101D
141110E
151111F
161000010
255 (2*102 +5*101+5*100)1111 1111 FF
几进制,阶乘就是多少。从右往左从零开始,每一位阶乘加一。
例:十进制,阶乘10,65536=6*104+5*103+5*102+3*101+6*100=60000+5000+500+30+6=65536(十进制)
二进制,阶乘2,1101=1*23+1*22+0*21+1*20=8+4+0+1=13(十进制)
十六进制,阶乘16,FA=F*161+A*160=256+10=266(十进制)
3、IPv4地址计算

网络部分涉及到二进制的转换一般是ip地址的计算,网络位子网掩码可用主机数这些。

例如:172.16.10.128/28 ,网关为第一个可用地址,剩余地址有哪些?

计算过程:根据掩码判断网段IP数量,28位掩码,网络位28,剩余主机位32-28=4,IP总数量24=16。
IP段可确定:172.16.10.128–172.16.10.143。
172.16.10.128地址是主机位为0的地址,不能使用。
172.16.10.143地址为主机位全1的地址,不能使用。
所以结果:全部可用IP数:24-2=14。
网关为172.16.10.129/28,其余可分配IP为172.16.10.130-172.16.10.142。
补充:网关的二进制网络位:
172.16.10.129
172=128+64(大于172)+32+16(大于172)+8+4(刚好够不需要后边)+2+1=128+32+8+4=27+25+23+22
172=1010 1100
16=24
16=0001 0000
10=23+21
10=0000 1010
129=128+1=27+20
129=1000 0001

172. 16. 10. 129
1010 1100 . 0001 0000 . 0000 1010 . 1000 0001 蓝色位为主机位,可以发现是该网段第一个IP地址。

对了,要是懒得动想快点算,windows系统自带的calc计算器可以快速计算进制。

4、传输报文本质

计算机本身识别的二进制语言外,网络计算机之间的通信是必不可少的,只简单介绍网络数据本身。

流量之间的传输,设备之间的通信,每个品牌设备有自己的语言,也有通用的语言(标准协议)。

比如日常使用的网络工具,ping 发送icmp 协议的请求报文,根据网络回复报文内容来进行诊断。
又比如nmap 网络端口扫描工具,可以发送tcp syn请求报文来检测端口开放情况。

报文在网络接口层(网线、光纤等)的传输本质是二进制的传输,像每一个字组成一句话,并表示不同的涵义一样,设备之间通过自己的语言或国际通用语言(标准协议)来进行交互,内容本质就是01。这意味着,通过数据包生成器,了解报文的每种交互后,你可以生成任何你想要的报文,制作自己的工具。

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