IP地址，子網掩碼，網關，網段，網卡，DNS服務器，貓和路由器詳解

時間 2020-05-01

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IP地址，子網掩碼，網關，網段，網卡，DNS服務器，貓和路由器詳解

（一）問題解析

問：  IP地址,子網掩碼,默認網關,DNS服務器,有什麼區別呀？我知道沒有IP地址就不能上網，我也知道沒設DNS就不能上外網，可它們都有什麼功能，有什麼區別呢？還有真奇怪,個人計算機沒設DNS,居然能上QQ,卻不能打開網頁,這是爲何呢？

答：  IP是32位二進制數據，一般以十進制表示，並以「.」分隔。IP地址是一種邏輯地地址，用來標識網絡中一個個主機，IP有惟一性，即每臺機器的IP（公網）在全世界是惟一的。
DNS是域名服務器，用來解析域名的（域名與IP之間的解析），若是沒有這東西，你必須輸入網站的IP地址，有了DNS，你就能夠直接輸入網址。
   由於上QQ不須要有DNS(QQ只是一個客戶端程序，用不到DNS)，只有瀏覽網頁(需輸入網址時)纔用到DNS。html

（二）DNS服務器

DNS是指：域名服務器(Domain Name Server)。在Internet上域名與IP地址之間是一一對應的，域名雖然便於人們記憶，但機器之間只能互相認識IP地址，它們之間的轉換工做稱爲域名解析，域名解析須要由專門的域名解析服務器來完成，DNS就是進行域名解析的服務器。(詳見文化基礎P242)服務器

（三）IP地址

電腦之間要實現網絡通訊，就必需要有一個合法的ip地址。IP地址=網絡地址+主機地址，（又稱：主機號和網絡號組成）ip地址的結構使咱們能夠在Internet上很方便的尋址。ip地址一般用更直觀的，以圓點分隔號的四個十進制數字表示，每一個數字從0到255，如某一臺主機的ip地址爲：128.20.4.1在局域網裏，一樣也須要ip地址，通常內網的ip地址是以192.168開頭的，這樣很容易區分公網和內網的ip地址。網絡

完全明白IP地址的含義

無論是學習網絡仍是上網,IP地址都是出現頻率很是高的詞.Windows系統中設置IP地址的界面如圖1所示,圖中出現了IP地址,子網掩碼,默認網關和DNS服務器這幾個須要設置的地方,只有正確設置,網絡才能通,那這些名詞都是什麼意思呢學習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,這些又是什麼意思呢？架構

要解答這些問題，先看一個平常生活中的例子。如圖 2所示，住在北大街的住戶要能互相找到對方，必須各自都要有個門牌號，這個門牌號就是各家的地址，門牌號的表示方法爲：北大街+XX號。假如1號住戶要找6號住戶，過程是這樣的，1號在大街上喊了一聲：" 誰是6號，請回答。"，這時北大街的住戶都聽到了，但只有6號做了回答，這個喊的過程叫 "廣播"，北大街的全部用戶就是他的廣播範圍，假如北大街共有20個用戶，那廣播地址就是：北大街 21號。也就是說，北大街的任何一個用戶喊一聲能讓 " 廣播地址 - 1 " 個用戶聽到。less

從這個例中能夠抽出下面幾個詞：
街道地址：北大街，若是給該大街一個地址則用第一個住戶的地址 - 1，此例爲：北大街0號
住戶的號：如1號，2號等.
住戶的地址：街道地址+XX號，如北大街 1號，北大街 2號等
廣播地址：最後一個住戶的地址+1，此例爲：北大街21號ide

Internet網絡中，每一個上網的計算機都有一個像上述例子的地址，這個地址就是IP地址，是分配給網絡設備的門牌號，爲了網絡中的計算機可以互相訪問，IP地址 = 網絡地址 + 主機地址，學習

圖1中的IP地址是 192.168.100.1，這個地址中包含了不少含義。以下所示：網站

網絡地址(至關於街道地址)：192.168.100.0
主機地址(至關於各戶的門號)：0.0.0.1
IP地址(至關於住戶地址)：網絡地址 + 主機地址 = 192.168.100.1
廣播地址：192.168.100.255spa

網段：網絡地址相同的IP地址屬於同一網段，即同一子網。代理

這些地址是如何計算出來的呢？爲何計算這些地址呢？要想知道如何，先要明白一個道理，學習網絡的目的就是如何讓網絡中的計算機相互通信，也就是說要圍繞着"通"這個字來學習和理解網絡中的概念，而不是隻爲背幾個名詞。

注：192.168.100.1 是私有地址，是不能直接在Internet網絡中應用的，上Internet要轉爲公有地址,下面詳細說明。

1、爲何要計算網絡地址

一句話就是讓網絡中的計算機可以相互通信。先看看最簡單的網絡，圖 3中是用網線(交叉線)直接將兩臺計算機連起來。下面是幾種IP地址設置，看看在不一樣設置下網絡是通仍是不通.。

一、設置1號機的IP地址爲 192.168.0.一、子網掩碼爲 255.255.255.0，2號機的IP地址爲 192.168.0.200、子網掩碼爲 255.255.255.0，這來臺計算機就能正常通信.

二、若是1號機地址不變，將2號機的IP地址改成 192.168.1.200，子網掩碼仍是爲255.255.255.0，那這兩臺就沒法通信.

三、設置1號機的IP地址爲 192.168.0.一、子網掩碼爲 255.255.255.192，2號機的IP地址爲 192.168.0.200、子網掩碼爲 255.255.255.192，注意和第1種狀況的區別在於子網掩碼，例1爲255.255.255.0，本例是255.255.255.192。這兩臺計算機就不能正常通信。

第1種狀況能通是由於這兩臺計算機處在同一網絡 192.168.0.0，因此能通，而2，3種狀況下兩臺計算機處在不一樣的網絡，因此不通。

這裏先給個結論：

用網線直接鏈接的計算機或是經過HUB（集線器）或普通交換機間接的計算機之間要可以相互通，計算機必需要在同一網絡，也就是說它們的網絡地址必須相同，並且主機地址必須不同，若是不在一個網絡就沒法通。這就像咱們上面舉的例子，同是北大街的住戶因爲街道名稱都是北大街，且各自的門牌號不一樣，因此可以相互找到對方。計算網絡地址就是判斷網絡中的計算機在不在同一網絡，在就能通，不在就不能通。注意，這裏說的在不在同一網絡指的是IP地址而不是物理鏈接。那麼如何計算呢？

2、如何計算網絡地址（子網掩碼）

咱們平常生活中的地址如：北大街1號，從字面上就能看出街道地址是北大街，而咱們從IP地址中卻難以看出網絡地址，要計算網絡地址，必須藉助咱們上邊提到過的子網掩碼。
計算過程是這樣的，將IP地址和子網掩碼都換算成二進制，而後進行與運算，結果就是網絡地址。與運算以下所示，上下對齊，1位1位的算，1與1=1，其他組合都爲0

（四）子網掩碼

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絡的根據。最爲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絡上的，能夠進行直接的通信。（具體子網掩碼各位的含義待補充。）

（五）默認網關

什麼是網關？

那麼網關究竟是什麼呢？網關實質上是一個網絡通向其餘網絡的IP地址。好比有網絡A和網絡B，網絡A的 IP地址範圍爲「192.168.1.1 ~ 192. 168.1.254」，子網掩碼爲 255.255.255.0；網絡B的 IP地址範圍爲「192.168.2.1 ~ 192.168.2.254」，子網掩碼爲 255.255.255.0。在沒有路由器的狀況下，兩個網絡之間是不能進行TCP/IP通訊的，即便是兩個網絡鏈接在同一臺交換機（或集線器）上，TCP/IP協議也會根據子網掩碼（255.255.255.0）斷定兩個網絡中的主機處在不一樣的網絡裏。而要實現這兩個網絡之間的通訊，則必須經過網關。若是網絡A中的主機發現數據包的目的主機不在本地網絡中，就把數據包轉發給它本身的網關，再由網關轉發給網絡B的網關，網絡B的網關再轉發給網絡B的某個主機（如附圖所示）。網絡A向網絡B轉發數據包的過程。
因此說，只有設置好網關的IP地址，TCP/IP協議才能實現不一樣網絡之間的相互通訊。那麼這個 IP地址是哪臺機器的 IP地址呢？網關的 IP地址是具備路由功能的設備的 IP地址，具備路由功能的設備有路由器、啓用了路由協議的服務器（實質上至關於一臺路由器）、代理服務器（也至關於一臺路由器）。
在和 Novell NetWare 網絡交互操做的上下文中，網關在 Windows 網絡中使用的服務器信息塊 (SMB) 協議以及 NetWare網絡使用的 NetWare 核心協議 (NCP) 之間起着橋樑的做用。網關也被稱爲 IP路由器。

網關工做原理圖

舉例說明：

假設你的名字叫小不點(很小)，你住在一個大院子裏，你的鄰居有不少小夥伴，父母是你的網關。當你想跟院子裏的某個小夥伴玩，只要你在院子裏大喊一聲他的名字，他聽到了就會迴應你，而且跑出來跟你玩。
可是你家長不容許你走出大門，你想與外界發生的一切聯繫，都必須由父母（網關）用電話幫助你聯繫。假如你想找你的同窗小明聊天，小明家住在很遠的另一個院子裏，他家裏也有父母（小明的網關）。可是你不知道小明家的電話號碼，不過你的班主任老師有一份大家班全體同窗的名單和電話號碼對照表，你的老師就是你的 DNS服務器。因而你在家裏和父母有了下面的對話：

1.小不點：媽媽(或爸爸),我想找班主任查一下小明的電話號碼行嗎？
2.家長：好，你等着。（接着你家長給你的班主任掛了一個電話，問清楚了小明的電話）問到了，他家的號碼是 211.99.99.99
3.小不點：太好了！媽(或爸),我想找小明，你再幫我聯繫一下小明吧。
4.家長：沒問題。（接着家長向電話局發出了請求接通小明家電話的請求，最後一關固然是被轉接到了小明家家長那裏，而後他家長把電話給轉到小明）.
就這樣你和小明取得了聯繫。

什麼是默認網關？

若是搞清了什麼是網關，默認網關也就好理解了。就好像一個房間能夠有多扇門同樣，一臺主機能夠有多個網關。默認網關的意思是一臺主機若是找不到可用的網關，就把數據包發給默認指定的網關，由這個網關來處理數據包。如今主機使用的網關，通常指的是默認網關。

如何設置默認網關

一臺電腦的默認網關是不能夠隨隨便便指定的，必須正確地指定，不然一臺電腦就會將數據包發給不是網關的電腦，從而沒法與其餘網絡的電腦通訊。默認網關的設定有手動設置和自動設置兩種方式。

一、手動設置

手動設置適用於電腦數量比較少、TCP/IP參數基本不變的狀況，好比只有幾臺到十幾臺電腦。由於這種方法須要在聯入網絡的每臺電腦上設置「默認網關」，很是費勁，一旦由於遷移等緣由致使必須修改默認網關的IP地址，就會給網管帶來很大的麻煩，因此不推薦使用。

在Windows 9x中，設置默認網關的方法是在「網上鄰居」上右擊，在彈出的菜單中點擊「屬性」，在網絡屬性對話框中選擇「TCP/IP協議」，點擊「屬性」，在「默認網關」選項卡中填寫新的默認網關的IP地址就能夠了。

須要特別注意的是：默認網關必須是電腦本身所在的網段中的IP地址，而不能填寫其餘網段中的IP地址。

二、自動設置
自動設置就是利用 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol, 動態主機配置協議）服務器來自動給網絡中的電腦分配IP地址、子網掩碼和默認網關。這樣作的好處是一旦網絡的默認網關發生了變化時，只要更改了DHCP服務器中默認網關的設置，那麼網絡中全部的電腦均得到了新的默認網關的IP地址。這種方法適用於網絡規模較大、TCP/IP參數有可能變更的網絡。另一種自動得到網關的辦法是經過安裝代理服務器軟件（如MS Proxy）的客戶端程序來自動得到，其原理和方法和DHCP有類似之處。因爲篇幅所限，就再也不詳述了。

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol, 動態主機配置協議）服務器來自動給網絡中的電腦分配IP地址、子網掩碼和默認網關。

DHCP指的是由服務器控制一段IP地址範圍，客戶機登陸服務器時就能夠自動得到服務器分配的IP地址和子網掩碼，提高地址的使用率。

路由器（Windows下叫默認網關，網關就是路由，路由就是網關）

MAC地址：

MAC（Medium/MediaAccess Control, 介質訪問控制）MAC地址是收錄在NetworkInterfaceCard(網卡,NIC)裏的.MAC地址,也叫硬件地址,是由48比特/bit長（6字節/byte，1byte=8bits），16進制的數字組成。前24位叫作組織惟一標誌符（Organizationally Unique Identifier,即OUI），是識別LAN（局域網）節點的標識。後24位是由廠家本身分配。網卡的物理地址一般是由網卡生產廠家燒入網卡EPROM（一種閃存芯片，一般能夠經過程序擦寫），它存儲的是傳輸數據時真正賴以標識發出數據的電腦和接收數據的主機的地址。也就是說，在網絡底層的物理傳輸過程當中，是經過物理地址來識別主機的，它必定是全球惟一的。在OSI（Open System Interconnection，開放系統互連）7層網絡協議（物理層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層）參考模型中，MAC對應於第二層數據鏈路層（Data Link），而IP對應於網絡層。

那麼，說到如今，你們必定會疑惑，有了IP地址還要MAC地址幹嗎，有了MAC地址還要IP地址幹嗎

MAC地址與IP地址的區別：

有人曾這麼比喻，你已經有了手機號，爲何還要一個身份證號呢？你的身份證號是你惟一標識號，只要有這個號碼就能找的到你。可是你的朋友爲何不用身份證找你而是用手機號呢？方便不是。可是你要是犯了罪，警察用你手機號找你，你換了號怎麼辦？那不就得用你的身份證號才能逮到你了？

網卡：(又叫網絡適配器) 負責的是物理層和數據鏈路層，網卡上有MAC地址，對應着網絡層中的ip地址，同時網卡還負責將數字信號轉換爲光電等信號與電纜、光纜進行通訊；而網關是網絡層的應用，主要負責ip地址的路由選擇；

網段：網絡地址相同的IP地址屬於同一網段，即同一子網。
網關：同一網段（子網）間終端可直接通訊，如終端A和終端B；不在同一網段（子網）的終端不能直接通訊，須要經過網關才能通訊，如終端A和終端C。

ip地址=網絡地址+主機地址(又稱網絡號+主機號) ；

以上圖爲例：192.168.1.168(ip地址)=192.168.1.0(網絡地址)+0.0.0.168(主機地址)；