IP地址、子網掩碼、預設閘道器、DNS伺服器

文章目錄

• IP地址、子網掩碼、預設閘道器、DNS伺服器
• 1、IP地址
• 2、子網掩碼(subnet mask)
• 3、閘道器
• 4、DNS伺服器

1、IP地址

• 概述
  計算機要實現快速網路通訊，就必須有一個快速定位的網路地址。ip地址就是這麼的一個存在，為了在茫茫的網路中，快速定位到你這臺機器的唯一身份ID。就好像送快遞的得知道你的地址才能給你送東西。
• IP地址的組成
  (1) 按照TCP/IP協議規定，IP地址用二進位制表示，每個IP地址長32bit，32位元，換算成位元組就是4位元組。
  比如：00001010 00000000 00000000 00000001
  處理起來太費勁，所以為了方便表示，常用10進位制形式表示，中間使用"."分開不同的位元組。於是上面的就可以表示為 10.0.0.1
  (2) IP地址 = 網路地址+主機地址，當想要找到你這臺主機的時候，首先先找到網路地址，然後根據網路地址在找到你的主機地址。通常網路會分成很多的子網路，每個子網路也都有自己的網路地址，每個子網路由很多計算機組成（也可以包含另外一個子網路）。這麼劃分就好像為什麼會有行政區劃（國家、省市區、街道等等）的劃分一個道理，為了更高效的管理。
  (3) 假如有一個IP地址是 192.168.100.168，子網掩碼 255.255.255.0，那麼，
  192.168.1.168（IP地址） = 192.168.1.0 (網路地址) + 0.0.0.168（主機地址）
  計算方法是這樣的：
  192.168.1.168 換算成二進位制為 11000000.10101000.00000001.10101000
  255.255.255.0 換算成二進位制為 11111111.11111111.11111111.00000000
  將二者進行與運算
  　　　　　11000000.10101000.00000001.10101000
  與運算　　11111111.11111111.11111111.00000000
  結果是　　 11000000.10101000.00000001.00000000
  結果換算成十進位制： 192.168.1.0

2、子網掩碼(subnet mask)

子網掩碼與IP地址是一起出現的，子網掩碼的作用就是為了標識IP地址的網路地址和主機地址。如果不指定，就不知道哪些位是網路號、哪些是主機號，這就需要通過子網掩碼來實現。

子網掩碼是用來判斷任意兩臺計算機的ip地址是否屬於同一子網路的根據。最為簡單的理解就是兩臺計算機各自的ip地址與子網掩碼進行and運算後，得出的結果是相同的，則說明這兩臺計算機是處於同一個子網路上的，可以進行直接的通訊

• 概述
  子網掩碼又叫網路掩碼、地址掩碼、子網路遮罩，是一個 32bit（4位元組）由 0/1 組成的數字串。它的作用是遮蔽（遮住）IP地址的一部分以劃分成網路地址和主機地址兩部分，並說明該IP地址是在區域網上，還是在遠端網上。通過子網掩碼，可以把網路劃分成子網，即VLSM（可變長子網掩碼），也可以把小的網路歸併成大的網路即超網。
• 規則
  例如：11111111.11111111.11111111.00000000，對應十進位制：255.255.255.0
  假設，區域網中 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：
  
  網路地址: IP 地址中被 連續的1 遮住的部分，即 11000000.10101000.00000001.00000000, 對應的網路地址：192.168.1.0
  主機地址: IP 地址中被 連續的0 遮住的部分，即 00000000.00000000.00000000.00000001, 對應的主機地址：0.0.0.1
  排除 該網路 兩個特殊地址：
  　　廣播地址：192.168.1.255　　（主機號全為11111111）
  　　網路地址：192.168.1.0 　　　（主機號全為00000000）
  該子網最大的主機數：2的8次方 256 - 2
• 其他資訊
  對於A類地址來說，預設的子網掩碼是255.0.0.0；
  對於B類地址來說預設的子網掩碼是255.255.0.0；
  對於C類地址來說預設的子網掩碼是255.255.255.0。
• 通過子網掩碼計算網路地址
  計算過程是這樣的:
  1. 將IP地址和子網掩碼都換算成二進位制；
  2. 將兩者進行 “與運算”，得到網路地址。
     計算過程：上下對齊, 1位1位的算, 1與1=1 , 其餘組合都為0
     　　　　　　　　　　1 0 1 0
     　　　　　與運算　　1 0 1 1
     　　　　　-------------------
     　　　　　結果　　　1 0 1 0　　　　
     假設 IP地址為 192.168.1.168，子網掩碼為 255.255.255.0， 則網路地址換算步驟如下:
     1)將IP地址和子網掩碼分別換算成二進位制 　　
     192.168.1.168 換算成二進位制為 11000000.10101000.00000001.10101000
     255.255.255.0 換算成二進位制為 11111111.11111111.11111111.00000000
     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

3. 將運算結果換算成十進位制： 192.168.1.0

• 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地址設定, 看看在不同設定下網路是通還是不通.

3、閘道器

假設有兩個網路：
　　網路A的IP地址範圍為“192.168.1.1~192.168.1.254”，子網掩碼為255.255.255.0
　　網路B的IP地址範圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網掩碼為255.255.255.0
要實現這兩個網路之間的通訊，則必須通過閘道器。
如果網路A中的主機發現資料包的目的主機不在本地網路中，就把資料包轉發給它自己的閘道器，再由閘道器轉發給網路B的閘道器，網路B的閘道器再轉發給網路B的某個主機。

• 預設閘道器
  一臺主機可以有多個閘道器。預設閘道器的意思是一臺主機如果找不到可用的閘道器，就把資料包發給預設指定的閘道器，由這個閘道器來處理資料包。現在主機使用的閘道器，一般指的是預設閘道器。

4、DNS伺服器

• 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字尾，以指明組織的型別或該域所在的國家或地區。
  然而計算機之間的通訊網路通訊是通過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伺服器。
  DNS 維護著 域名(domain name)和IP地址 (IP address)的對照表表，以解析訊息的域名。
• DNS查詢過程
  （1）在瀏覽器中輸入www.qq.com域名，作業系統會先檢查自己本地的hosts檔案是否有這個網址對映關係，如果有，就先呼叫這個IP地址對映，完成域名解析。
  （2）如果hosts裡沒有這個域名的對映，則查詢本地DNS解析器快取，是否有這個網址對映關係，如果有，直接返回，完成域名解析。
  （3）如果hosts與本地DNS解析器快取都沒有相應的網址對映關係，首先會找TCP/ip引數中設定的首選DNS伺服器，在此我們叫它本地DNS伺服器，此伺服器收到查詢時，如果要查詢的域名，包含在本地配置區域資源中，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伺服器區域解析，但該伺服器已快取了此網址對映關係，則呼叫這個IP地址對映，完成域名解析，此解析不具有權威性。
  （5）如果本地DNS伺服器本地區域檔案與快取解析都失效，則根據本地DNS伺服器的設定（是否設定轉發器）進行查詢，如果未用轉發模式，本地DNS就把請求發至13臺根DNS，根DNS伺服器收到請求後會判斷這個域名(.com)是誰來授權管理，並會返回一個負責該頂級域名伺服器的一個IP。本地DNS伺服器收到IP資訊後，將會聯絡負責.com域的這臺伺服器。這臺負責.com域的伺服器收到請求後，如果自己無法解析，它就會找一個管理.com域的下一級DNS伺服器地址(qq.com)給本地DNS伺服器。當本地DNS伺服器收到這個地址後，就會找qq.com域伺服器，重複上面的動作，進行查詢，直至找到www.qq.com主機。
  （6）如果用的是轉發模式，此DNS伺服器就會把請求轉發至上一級DNS伺服器，由上一級伺服器進行解析，上一級伺服器如果不能解析，或找根DNS或把轉請求轉至上上級，以此迴圈。不管是本地DNS伺服器用是是轉發，還是根提示，最後都是把結果返回給本地DNS伺服器，由此DNS伺服器再返回給客戶機。
  參考：https://www.cnblogs.com/iceJava/p/5372033.html