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【2的八次方】计算机网络:IP地址、子网掩码、网段显示、默认网关详细信息

使用Windows系统的IP地址设置接口(如下)、IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器意味着什么?

学习IP地址的知识时,还会遇到网络地址、广播地址、子网等概念,这意味着什么?

1个IP地址

概述

计算机要实现网络通信,必须有快速定位的网络地址。IP地址是计算机在互联网上的唯一标识,需要实际快递配送和具体的住宅地址,这是有道理的。

Ip地址分别由0到255之间的点分隔符表示为4位十进制数。例如,一台主机的IP地址为128.20.4.1

IP地址的配置

IP地址=网络地址主机地址(由主机编号和网络编号组成)

想想为什么可以更有效地管理和定位行政区域(国家、省、城市、街道等)。

同样,我们通常可以将网络划分为多个子网。每个子网都有自己的网络地址,每个子网由多台计算机组成(当然,还可以包含其他子网)。

要找到指定的IP地址,可以先找到指定的网络地址,然后在该网络中找到该主机地址。

IP地址是一个数字字符串(IP4协议),由4 * 8位(1字节)0/1组成

以文章开通win7截图中的IP地址192.168.1.168、子网掩码255.255.255.0(下文详细介绍)为例,该地址包含很多含义:

192.168.100.168(IP地址)=192.168.1.0(网络地址)0.0.0.168(主机地址)

网络地址、主机地址是如何计算的?我们首先要简单学习子网掩码。

2子网掩码(subnet mask)

请参阅《百度百科-子网掩码》

IP的网络地址和主机地址分别用多少位表示?如果不指定,则无法知道哪个位是网络号,哪个位是主机号。此操作必须通过子网掩码完成。

概述

子网掩码(也称为网络掩码、地址掩码和子网掩码)是一个数字字符串,由4 * 8位(1字节)0/1组成。

此功能用于屏蔽(屏蔽)IP地址的一部分,将其分为网络地址和主机地址两部分,并说明IP地址是在LAN上还是在远程网络上。

子网掩码允许您将网络划分为子网、可变长子网掩码(VLSM),或将较小的网络合并为较大的网络,即超级网络。

子网掩码不能单独存在,必须与IP地址一起使用。

子网掩码规则

长度为4 * 8位(1字节),由连续1和连续0组成。

例如,11111111111 . 111111111 . 111111111 . 00000000等于十进制数:255.255.255.0

假设局域网中计算机a的IP地址为192.168.1.1,子网掩码为255.255.255.0,如下图所示。

网络地址: IP地址中连续被1遮盖的部分,即110000000.10101000.00000001.000000000,对应的网络地址:192.168.1.0

主机地址: IP地址部分(例如,00000000 . 0000000 . 0000000 . 0000000 . 00000001,对应的网络地址:0.0.0.1),连续被零遮挡

排除此网络的两个特殊地址。

广播地址:192.168.1.255(主机编号均为11111111)(请参阅广播机制和类型)

网络地址:192.168.1.0(主机编号均为000000)

此子网上的最大主机数:2的8胜256-2

其他信息:

对于a类地址,默认子网掩码为255.0.0.0。b类地址的默认子网掩码为255.255.0.0。c类地址的默认子网掩码为255.255.255.0。

3通过子网掩码计算网络地址

注《IP地址,子网掩码,默认网关,DNS服务器详解》

计算法

计算过程是这样的:

1.IP地址和子网掩码都转换为二进制。

2.两者都执行“和运算”以获得网址。

计算过程:上/下排序、1位1位计算、1和1=1、其馀组合为0

1 0 1 0

和运算1 0 1 1

-

结果1 0 1 0

IP地址为192.168.1.168,子网掩码为255.255.255。

0, 则网络地址换算步骤如下:

1)将IP地址和子网掩码分别换算成二进制

192.168.1.168 换算成二进制为 11000000.10101000.00000001.10101000

255.255.255.0 换算成二进制为 11111111.11111111.11111111.00000000

2)将二者进行与运算

11000000.10101000.00000001.10101000

与运算 11111111·11111111·11111111·00000000

----------------------------------------------------------------------------

结果 11000000.10101000.00000001.00000000

3) 将运算结果换算成十进制: 192.168.1.0

立即实践

以用网线直接将两台计算机连起来为例:

下面是几种IP地址设置, 看看在不同设置下网络是通还是不通.

说明:第1种情况能通是因为这两台计算机处在同一网络192.168.0.0, 所以能通,而2,3种情况下两台计算机处在不同的网络,所以不通.

网络地址的计算过程同上,不再赘述。

结论:

用网线直接连接 或 通过 HUB(集线器)、普通交换机链接的计算机必须处于同一网络(网络地址) 并且主机地址必须不一样 才能通信。

注意:同一网络不是指物理连接,而是指网络地址.

举个例子,两台计算机链接到相同路由器(简单理解为同一个链路),如果他们设置的网络地址不一致,则他们也是不能通信的。

扩展:IP网段表示法

举例说明:192.168.0.0/24

192.168.0.0: 网络地址

24: 表示子网掩码二进制表示法中,连续的 1 的 个数,这里为:11111111·11111111·11111111·00000000,即 255.255.255.0

四. 默认网关(地址)

参考:《百度百科-网关》

什么是网关?

(可以联想下海关?什么是海关?)

连接两个不同的网络的设备都可以叫网关设备;网关的作用就是实现两个网络之间进行通讯与控制。

网关设备可以是 交互机(三层及以上才能跨网络)、路由器、启用了路由协议的服务器、代理服务器、防火墙等

网关地址就是网关设备的IP地址。

假设我们有两个网络:

网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0

网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”,子网掩码为255.255.255.0

要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。

如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机(如附图所示)。网络A向网络B转发数据包的过程。

只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。

默认网关

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。

扩展:自动设置默认网关

自动设置就是利用DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol, 动态主机配置协议)服务器来自动给网络中的计算机分配IP地址、子网掩码和默认网关 。

一旦网络的默认网关发生了变化时,只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置,那么网络中所有的计算机均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。

另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件(如MS Proxy)的客户端程序来自动获得,其原理和方法和DHCP有相似之处。

扩展说明

问:在网上看到一些人提问:连接到相同(二层)交换机或集线器上的计算机,如果设置不同的网络地址,为什么不能通信。

答:

在 TCP/IP 协议中,网络层(通过IP地址识别通信方)封包完成交给下一层数据链路层(通过MAC地址识别通信方)时,需要通过 ARP 广播 获取目标 IP 对应的 MAC 地址。

但因为 ARP 报文只能在相同网络地址内广播,如果目标计算机与源计算机处于不同网络,则无法进行响应,因此源计算机无法完成链路层数据的封装。

关于作者: luda

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