IP地址、子网掩码、网关、DNS服务器
1.IP地址
IP是英文Internet Protocol的缩写,意思是“网络之间互连的协议”,也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。正是因为有了IP协议,因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此,IP协议也可以叫做“因特网协议”。IP地址(IP Adress)被用来给Internet上的电脑进行编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址,才能正常通信。
IP地址类型
最初设计互联网络时,为了便于寻址以及层次化构造网络,每个IP地址包括两个标识码(ID),即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID,网络上的一个主机(包括网络上工作站,服务器和路由器等)有一个主机ID与其对应。Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络,即A类~E类。
其中A、B、C3类(如下表格)由InternetNIC在全球范围内统一分配,D、E类为特殊地址。
D类IP地址
D类IP地址在历史上被叫做多播地址(multicast address),即组播地址。在以太网中,多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。多播地址的最高位必须是“1110”,范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
特殊的地址
每一个字节都为0的地址(“0.0.0.0”)对应于当前主机;
IP地址中的每一个字节都为1的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址;
IP地址中凡是以“11110”开头的E类IP地址都保留用于将来和实验使用。
IP地址中不能以十进制“127”作为开头,该类地址中数字127.0.0.1到127.255.255.255用于回路测试,如:127.0.0.1可以代表本机IP地址,用“http://127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。
网络ID的第一个8位组也不能全置为“0”,全“0”表示本地网络。
公有地址与私有地址
公有地址
公有地址(Public address)由Inter NIC(Internet Network Information Center因特网信息中心)负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。
私有地址
私有地址(Private address)属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。
以下列出留用的内部私有地址。
A类 10.0.0.0--10.255.255.255
B类 172.16.0.0--172.31.255.255
C类 192.168.0.0--192.168.255.255
公有IP地址与私有IP地址也就是我们所说的真IP地址与假IP地址,详情参考我之前的博文:请点击
IPV4和IPV6
现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行的。IPv6是下一版本的互联网协议,也可以说是下一代互联网的协议,它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,而地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间,拟通过IPv6以重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,估计在~间被分配完毕,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址,整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除解决了地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它一些问题,主要有端到端IP连接、服务质量(QoS)、安全性、多播、移动性、即插即用等。
2.子网掩码
子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩,它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网,以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
求解网络号的方法
将IP地址与子网掩码都化成二进制,然后做与运算,结果就是网络号,在确定网络号的同时,我们也确定了主机号。
运算过程如下:
下图列出了从4位网络号到30位网络号的子网掩码情况:
3.网关
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,是最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。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间。
网关是一个大概念,不具体特指一类产品,只要连接两个不同的网络的设备都可以叫网关,而这里面最典型的就是路由器。路由器能够实现路由寻找和转发的特定类产品,因此路由器很显然能够实现网关的功能。目前通常指的网关就是指一个网络上出口路由器的IP地址。从出口(网关)出去后就为网络地址,寻找网络地址(其他网关)
默认网关
理解了网关之后,默认网关就很好理解了,如果没有设置其他网关,数据就会直接发往默认网关处。
网关的工作原理
比如有网络A和网络B,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。在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上,TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而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。
4.Domain Name
域名(Domain Name),简称域名、网域,是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称,用于在数据传输时标识计算机的方位。
使用域名的理由很简单,因为IP地址不好记忆,因此就引入了域名。
域名也有一定的分类:顶级域名、二级域名、三级域名。以为例:
.表示根
org则表示顶级域名
wikipedia则表示二级域名
ru表示三级域名
DNS
DNS(Domain Name Server)即域名服务器,是进行域名(domain name)和与之相对应的IP地址 (IP address)转换的服务器。DNS中保存了一张域名(domain name)和与之相对应的IP地址 (IP address)的表,以解析消息的域名。
一句话来说,DNS服务器就是用来将域名转换成IP地址的。
域名解析的具体过程
事实上域名解析非常复杂。下面以访问百度为例:
主机解析域名的顺序
找本机的hosts文件,没找到接着第2步。
浏览器缓存:浏览器会按照一定的频率缓存DNS记录,没找到接着第3步。
操作系统缓存:如果浏览器缓存中找不到需要的DNS记录,那就去操作系统中找,没找到接着第4步。
路由缓存:路由器也有DNS缓存,没找到接着第5步。
ISP的DNS服务器:ISP是互联网服务提供商(Internet Service Provider)的简称,ISP有专门的DNS服务器应对DNS查询请求,没找到接着第6步。
根服务器:ISP的DNS服务器还找不到的话,它就会向根服务器发出请求,进行递归查询(DNS服务器先问根域名服务器.com域名服务器的IP地址,然后再问.com域名服务器,依次类推)。
补充:hosts是一个没有扩展名的系统文件,可以用记事本等工具打开,其作用就是将一些常用的网址域名与其对应的IP地址建立一个关联“数据库”。