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楔子： 以Windows系統(tǒng)中IP地址設置界面為參考(如圖1)， IP地址, 子網掩碼, 默認網關 和 DNS服務器, 這些都是什么意思呢？ 學習IP地址的相關知識時還會遇到網絡地址,廣播地址,子網等概念,這些又是什么意思呢 ？ 一 IP地址 概述 計算機要實現(xiàn)網絡通信，就必須要有一個用于快速定位的網絡地址。IP地址就是計算機在網絡中的唯一身份ID，與現(xiàn)實世界中快遞的配送需要有具體的住宅地址是一個道理。 ip地址以圓點分隔號的四個十進制數字表示，每個數字從0到255，如某一臺主機的ip地址為：128.20.4.1 IP地址的組成 IP地址 = 網絡地址 + 主機地址(又稱：主機號和網絡號組成) 想想，為什么會有行政區(qū)劃的劃定（國家、省市區(qū)、街道等），為了更加高效的進行管理、定位； 相同的，我們通常將網絡也可以分為很多的子網絡，每個子網絡有自己的網絡地址，每個子網絡由很多的計算機組成（當然也可以包含另外一個子網絡）。 我們要找到指定的IP地址，只要先找到指定的網絡地址，然后再該網絡內找到對應的主機地址即可。 IP地址是一個 4 * 8bit（1字節(jié)）由 0/1 組成的數字串（IP4協(xié)議） 以文章開通 win7 截圖中 的 IP地址 192.168.1.168, 子網掩碼 255.255.255.0(下文有詳解) 為例, 這個地址中包含了很多含義: 192.168.100.168（IP地址） = 192.168.1.0 (網絡地址) + 0.0.0.168（主機地址） 網絡地址、主機地址是怎么計算出來的呢？我們需要先簡單學習下子網掩碼 二 子網掩碼(subnet mask) 參照：《百度百科-子網掩碼》 IP中的網絡地址和主機地址各是多少位表示呢？如果不指定，就不知道哪些位是網絡號、哪些是主機號，這就需要通過子網掩碼來實現(xiàn)。 概述 子網掩碼又叫網絡掩碼、地址掩碼、子網絡遮罩，是一個 4 * 8bit（1字節(jié)）由 0/1 組成的數字串。 它的作用是屏蔽（遮?。㊣P地址的一部分以劃分成網絡地址和主機地址兩部分，并說明該IP地址是在局域網上，還是在遠程網上。 通過子網掩碼，可以把網絡劃分成子網，即VLSM（可變長子網掩碼），也可以把小的網絡歸并成大的網絡即超網。 子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。 子網掩碼的規(guī)則 長度 為 4 * 8bit（1字節(jié)），由 連續(xù)的1 以及 連續(xù)的0 兩部分組成， 例如：11111111.11111111.11111111.00000000，對應十進制：255.255.255.0 假設，局域網中 計算機A 的IP地址為 192.168.1.1，子網掩碼為 255.255.255.0， 如下圖所示： 網絡地址: IP 地址中被 連續(xù)的1 遮住的部分，即 11000000.10101000.00000001.00000000, 對應的網絡地址：192.168.1.0 主機地址: IP 地址中被 連續(xù)的0 遮住的部分，即 00000000.00000000.00000000.00000001, 對應的網絡地址：0.0.0.1 排除 該網絡 兩個特殊地址： 廣播地址：192.168.1.255 ?。ㄖ鳈C號全為11111111）（廣播機制及類型見：http://baike.baidu.com/view/473043.htm） 網絡地址：192.168.1.0 ?。ㄖ鳈C號全為00000000） 該子網最大的主機數：2的8次方 256 - 2 其他信息： A類地址來說，默認的子網掩碼是255.0.0.0；對于B類地址來說默認的子網掩碼是255.255.0.0；對于C類地址來說默認的子網掩碼是255.255.255.0。 三 通過子網掩碼計算網絡地址 計算方法 計算過程是這樣的: 1. 將IP地址和子網掩碼都換算成二進制； 2. 將兩者進行 '與運算'，得到網絡地址。 計算過程：上下對齊, 1位1位的算, 1與1=1 , 其余組合都為0 1 0 1 0 與運算 1 0 1 1 ------------------- 結果 1 0 1 0 1)將IP地址和子網掩碼分別換算成二進制 192.168.1.168 換算成二進制為 11000000.10101000.00000001.10101000 2)將二者進行與運算 11000000.10101000.00000001.10101000 與運算 11111111·11111111·11111111·00000000 ---------------------------------------------------------------------------- 結果 11000000.10101000.00000001.00000000
立即實踐 以用網線直接將兩臺計算機連起來為例： 下面是幾種IP地址設置, 看看在不同設置下網絡是通還是不通.
說明：第1種情況能通是因為這兩臺計算機處在同一網絡192.168.0.0, 所以能通,而2,3種情況下兩臺計算機處在不同的網絡,所以不通. 網絡地址的計算過程同上，不再贅述。 結論: 用網線直接連接 或 通過 HUB（集線器）、普通交換機鏈接的計算機必須處于同一網絡(網絡地址) 并且主機地址必須不一樣 才能通信。 注意：同一網絡不是指物理連接，而是指網絡地址. 舉個例子，兩臺計算機鏈接到相同路由器（簡單理解為同一個鏈路），如果他們設置的網絡地址不一致，則他們也是不能通信的。 擴展：IP網段表示法 舉例說明：192.168.0.0/24 192.168.0.0: 網絡地址 24: 表示子網掩碼二進制表示法中，連續(xù)的 1 的 個數，這里為：11111111·11111111·11111111·00000000，即 255.255.255.0 四. 默認網關（地址） 參考：《百度百科-網關》 什么是網關？ ?。梢月?lián)想下海關？什么是海關？） 連接兩個不同的網絡的設備都可以叫網關設備；網關的作用就是實現(xiàn)兩個網絡之間進行通訊與控制。 網關設備可以是 交互機（三層及以上才能跨網絡）、路由器、啟用了路由協(xié)議的服務器、代理服務器、防火墻等 網關地址就是網關設備的IP地址。 假設我們有兩個網絡： 網絡A的IP地址范圍為“192.168.1.1~192.168.1.254”，子網掩碼為255.255.255.0 網絡B的IP地址范圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網掩碼為255.255.255.0 要實現(xiàn)這兩個網絡之間的通信，則必須通過網關。 如果網絡A中的主機發(fā)現(xiàn)數據包的目的主機不在本地網絡中，就把數據包轉發(fā)給它自己的網關，再由網關轉發(fā)給網絡B的網關，網絡B的網關再轉發(fā)給網絡B的某個主機（如附圖所示）。網絡A向網絡B轉發(fā)數據包的過程。 只有設置好網關的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實現(xiàn)不同網絡之間的相互通信。 默認網關 一臺主機可以有多個網關。默認網關的意思是一臺主機如果找不到可用的網關，就把數據包發(fā)給默認指定的網關，由這個網關來處理數據包?，F(xiàn)在主機使用的網關，一般指的是默認網關。 擴展：自動設置默認網關 自動設置就是利用DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol, 動態(tài)主機配置協(xié)議）服務器來自動給網絡中的計算機分配IP地址、子網掩碼和默認網關 。 一旦網絡的默認網關發(fā)生了變化時，只要更改了DHCP服務器中默認網關的設置，那么網絡中所有的計算機均獲得了新的默認網關的IP地址。這種方法適用于網絡規(guī)模較大、TCP/IP參數有可能變動的網絡。 另外一種自動獲得網關的辦法是通過安裝代理服務器軟件（如MS Proxy）的客戶端程序來自動獲得，其原理和方法和DHCP有相似之處。 擴展說明 問：在網上看到一些人提問：連接到相同（二層）交換機或集線器上的計算機，如果設置不同的網絡地址，為什么不能通信。 答： 在 TCP/IP 協(xié)議中，網絡層（通過IP地址識別通信方）封包完成交給下一層數據鏈路層（通過MAC地址識別通信方）時，需要通過 ARP 廣播 獲取目標 IP 對應的 MAC 地址。 但因為 ARP 報文只能在相同網絡地址內廣播，如果目標計算機與源計算機處于不同網絡，則無法進行響應，因此源計算機無法完成鏈路層數據的封裝。 ARP 協(xié)議相關信息可見 這里。 五. DNS服務器 參考：《DNS原理及其解析過程》 域名與DNS 我們訪問一個網站的時候，往往使用的是域名（相對IP來說更加語義清晰、更加容易記憶，例如 www.baidu.com)。 域名是由一串用點分隔的名字組成的，通常包含組織名，而且始終包括兩到三個字母的后綴，以指明組織的類型或該域所在的國家或地區(qū)。 然而計算機之間的通信網絡通信是通過IP進行的， 因此需要將域名解析為對應的IP，DNS就是進行域名解析的服務器。 DNS 維護著 域名(domain name)和IP地址 (IP address)的對照表表，以解析消息的域名。 DNS 查詢的過程如下圖所示
DNS 維護著 域名(domain name)和IP地址 (IP address)的對照表表，以解析消息的域名。 1、在瀏覽器中輸入www.qq.com域名，操作系統(tǒng)會先檢查自己本地的hosts文件是否有這個網址映射關系，如果有，就先調用這個IP地址映射，完成域名解析。 2、如果hosts里沒有這個域名的映射，則查找本地DNS解析器緩存，是否有這個網址映射關系，如果有，直接返回，完成域名解析。 3、如果hosts與本地DNS解析器緩存都沒有相應的網址映射關系，首先會找TCP/ip參數中設置的首選DNS服務器，在此我們叫它本地DNS服務器，此服務器收到查詢時，如果要查詢的域名，包含在本地配置區(qū)域資源中，則返回解析結果給客戶機，完成域名解析，此解析具有權威性。 4、如果要查詢的域名，不由本地DNS服務器區(qū)域解析，但該服務器已緩存了此網址映射關系，則調用這個IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有權威性。 5、如果本地DNS服務器本地區(qū)域文件與緩存解析都失效，則根據本地DNS服務器的設置（是否設置轉發(fā)器）進行查詢，如果未用轉發(fā)模式，本地DNS就把請求發(fā)至13臺根DNS，根DNS服務器收到請求后會判斷這個域名(.com)是誰來授權管理，并會返回一個負責該頂級域名服務器的一個IP。本地DNS服務器收到IP信息后，將會聯(lián)系負責.com域的這臺服務器。這臺負責.com域的服務器收到請求后，如果自己無法解析，它就會找一個管理.com域的下一級DNS服務器地址(qq.com)給本地DNS服務器。當本地DNS服務器收到這個地址后，就會找qq.com域服務器，重復上面的動作，進行查詢，直至找到www.qq.com主機。 6、如果用的是轉發(fā)模式，此DNS服務器就會把請求轉發(fā)至上一級DNS服務器，由上一級服務器進行解析，上一級服務器如果不能解析，或找根DNS或把轉請求轉至上上級，以此循環(huán)。不管是本地DNS服務器用是是轉發(fā)，還是根提示，最后都是把結果返回給本地DNS服務器，由此DNS服務器再返回給客戶機。 五. 附錄 未在文中說到的相關知識點： 《計算機網絡七層結構模型： 開放式系統(tǒng)互聯(lián)通信參考模型（簡稱為OSI模型）》 《ARP協(xié)議處理詳細過程-交換機工作原理-及廣播風暴問題分析》 《交換機與路由器的區(qū)別，以及2層-7層交換機的區(qū)別》 工具： |
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