
IP、子网掩码、网关、DNS
IP Address(Internet Protocol Address)
互联网协议地址
是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,就像是我们的家庭住址一样,必须是唯一的,才能保证邮递员准确把信送达。
通俗理解
国家通过身份证号来区别不同的人,互联网通过IP区别不同的主机
IPV4的IP地址是一个32位的二进制数
特殊的IP地址
网络地址
0.0.0.0(即二进制的00000000.00000000.00000000.00000000)
广播地址
255.255.255.255(即二进制的11111111.11111111.11111111.11111111)
不可分配,不可用
IP冲突
在同一局域网中,不能存在同样的IP地址
二进制
二进制数是由0和1组成的数系统,现代的计算机和依赖计算机的设备里都使用二进制,每个数字为一个比特(Bit)
二进制转换为十进制
按权展开求和
先将二进制的数写成加权系数展开式,而后根据十进制的加法规则进行求和
因此二进制的1011=十进制的11
十进制转换为二进制
除2取余,逆序排列
因此十进制的125等于二进制的1111101
因此:
192.168.1.1
转换为二进制,实际在电脑眼中为11000000.10101000.00000001.00000001
IPV6(Internet Protocol Version 6)
目前我们使用的第二代互联网IPv4技术,核心技术属于美国。它的最大问题是网络地址资源有限,
从理论上讲,IPv4可使用的IP地址有232-1≈43亿
其中北美占有3/4,约30亿个,而人口最多的亚洲只有不到4亿个,中国只有3千多万个,只相当于美国麻省理工学院的数量。地址不足,严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。
而IPv6中IP地址的长度为128、可使用的IP地址有2128-1≈3.4×1038、从人类的认识范畴内、近乎无限大
IPv6写法
由8组128Bit组成地址
例:FC00:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B
压缩写法:将同一组的0省略
FC00:0:130F:0:0:9C0:876A:130B
压缩写法:将连续2个全是0的组写成::
FC00:0000:130F::09C0:876A:130B
网关(Gateway)
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连,是复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。
通俗理解
从一个房间走到另一个房间,必然要经过一扇门。同样,从一个网络向另一个网络发送信息,也必须经过一道“关口”,这道关口就是网关。顾名思义,网关就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。也就是网络关卡。
对于家庭网络的局域网互连,路由器(Route)即是网关
误区:网关不一定是xxx.xxx.xxx.1,可以是网段内可用的其他IP地址
子网掩码(Subnet Mask)
子网掩码的作用是和IP地址与运算后得出网络地址,可以判断两个IP地址是否同属于一个子网的,也是32位二进制地址,其中1代表该位为网络位,0代表的位为主机位。它和IP地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个IP地址在子网掩码的按位与的计算下所得结果相同,即表明它们共属于同一子网中。
通俗理解
举个例子
有一个网段是192.168.1.0-192.1.254,这个网段就像一个村子一样,就称它为安防村,此这网段有个ip地址是192.168.1.1,我们就叫他安防一,另外一个人叫安防二,它的ip地址为192.168.1.2,我们一看他们,就知道他们是同村的。
另外有一个网段,是192.168.0.0——192.168.255.254,我们叫它安村,村里有个同样有两个ip地址192.168.1.1与192.168.1.2,也叫安防一,安防二,那么问题来了?这个时候,如何区分他们是属于那个村的?
这个时候就需要子网掩码了来判断他们是属于那个网段的,需要把安防一、安防二带到村里去认下,就知道他们是属于那个村了,安防村的网段是255.255.255.0,安村的网段是255.255.0.0。
网络中也会出现类似于"同名""同姓"的ip地址,如何区分他们到底是属于那个网段,就需要依靠子网掩码
子网掩码计算方法
假设有:
IP地址 192.168.1.1
子网掩码 255.255.255.0
➀转换为2进制
IP地址 11000000.10101000.00000001.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
②进行&/AND/与运算
与运算:
11=1
10=0
00=0
IP地址 11000000.10101000.00000001.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
&=
11000000.10101000.00000001.00000000
③将与运算后的值转换回10进制
11000000.10101000.00000001.00000000
⇒
得到网段内的第一个地址192.168.1.0
④计算子网掩码的可用IP位数
255.255.255.255-255.255.255.0=256个IP地址
去除不可用的
网络地址192.168.1.0
广播地址192.168.1.255
⑤最后通过子网掩码运算,得到可用的IP网段为:
192.168.1.1~192.168.1.254
标准子网掩码
A类的默认子网掩码
255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000
一个子网最多可以容纳1677万多台电脑
B类的默认子网掩码
255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000
一个子网最多可以容纳6万台电脑
C类的默认子网掩码
255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000
一个子网最多可以容纳254台电脑(256-2)
DNS(Domain Name System)
域名系统
作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便地访问互联网。
DNS使用UDP端口53
通俗理解
即使是将32位的二进制IP地址写成4个0~255的十位数形式,也依然太长、太难记。
因此,人们发明了域名(Domain Name),域名可将一个IP地址关联到一组有意义的字符上去。
访问一个网站的时候,既可以输入该网站的IP地址,也可以输入其域名
例如:微软公司的Web服务器的IP地址是207.46.230.229 通过DNS域名映射后,输入www.microsoft.com即可访问其网站(当然,输入207.46.230.229也可以)
为什么要手动设置 DNS?
阻截广告
加快某些特定的站点的连接速度。比如 Apple 的 iCloud 服务。
预防安全风险,如DNS劫持