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计算机网络基础

IP地址

IP地址由网络号(包括子网号)和主机号组成,网络号(包括子网号)相同意味着在同一网段下。在IPv4中,IP地址是一个32位的整数,对应4个字节,通常用x.x.x.x的点式十进制方式来表示。

**主机号为全0时,代表当前网络地址;主机号为全1时,代表当前网络的广播地址。**当向某个网络的广播地址发送消息时,该网络内的所有主机都能收到该广播消息。

IP地址可以分为A,B,C,D类地址:

A类地址以0开头,第一个字节作为网络号,地址范围为:0.0.0.0~127.255.255.255;

B类地址以10开头,前两个字节作为网络号,地址范围是:128.0.0.0~191.255.255.255;

C类地址以110开头,前三个字节作为网络号,地址范围是:192.0.0.0~223.255.255.255。

D类地址以1110开头,地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255,D类地址作为组播地址(一对多的通信);

E类地址以1111开头,地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255,E类地址为保留地址,供以后使用。

只有A,B,C有网络号和主机号之分,D类地址和E类地址没有划分网络号和主机号。

255.255.255.255和0.0.0.0

广播地址通常称为直接广播地址,是为了区分受限广播地址(255.255.255.255)。

受限广播地址只能用于本地网络,路由器不会转发以受限广播地址为目的地址的分组;一般广播地址既可在本地广播,也可跨网段广播。

0.0.0.0常用于寻找自己的IP地址,例如在我们的RARP,BOOTP和DHCP协议中,若某个未知IP地址的无盘机想要知道自己的IP地址,它就以255.255.255.255为目的地址,向本地范围(具体而言是被各个路由器屏蔽的范围内)的服务器发送IP请求分组。

回环地址

127.0.0.0/8被用作回环地址,回环地址表示本机的地址,常用于对本机的测试,用的最多的是127.0.0.1。

这里的/8表示子网掩码的位数。

A、B、C类私有地址

私有地址(private address)也叫专用地址(即内网IP),只能在局域网使用,不能直接连上互联网,必须通过公网IP(公有地址)上网。

因为IPv4协议的IP地址不够全球用户使用,所以需要私有地址来解决这个问题。比如运营商分配公网IP给某个局域网,一个局域网中的所有主机使用私有IP来识别,并通过同一个公网IP来上网。

A类私有地址:10.0.0.0/8,范围是:10.0.0.0~10.255.255.255

B类私有地址:172.16.0.0/12,范围是:172.16.0.0~172.31.255.255

C类私有地址:192.168.0.0/16,范围是:192.168.0.0~192.168.255.255

这就是为什么我们用ipconfig(Linux用的是ifconfig命令)得到的IP地址通常都是172.开头的B类私有地址,或者是192.168.开头的C类私有地址。如果百度IP,则会得到一个公网IP。

子网掩码

由于IPv4中网络号占位较多,导致主机号数量较少。为了解决这个问题,通过将主机号的高位再次划分为子网络号,以此形成多个子网,提供给不同规模的用户群使用。

不同子网下的主机不能直接通信,好处是缩小看广播域,减少广播风暴,相对安全性能提高,出现问题也更易定位。

无论是公有地址还是私有地址,都能通过划分为多个子网。子网掩码就是用来划分子网的一个32位二进制地址,1表示网络位,0表示主机位。将一个IP地址与子网掩码进行&运算,主机号会被屏蔽(变成全0),就可以得到网络号地址。

网关

不同网段的网络无法直接通信,需要经过各自网络的网关来互相通信。网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。

网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。网关也被称为IP路由器。

一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关,一般指的是默认网关。

DNS服务器

DNS即域名服务器(Domain Name Server)。由于IP地址都是数字,不方便记忆,于是就有了域名。通过DNS将域名解析为对应的IP,这样就可以通过访问域名来访问到对应的IP地址。

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