IP,子網掩碼，網關，DNS的關係解析

1.比喻介紹IP和網關，DNS之間的關係 
假設你的名字叫小不點，你住在一個大院子裏，你的鄰居有不少小夥伴，在門口傳達室還有個看大門的李大爺，李大爺就是你的網關。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。 
可是你不被容許走出大門，你想與外界發生的一切聯繫，都必須由門口的李大爺（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，他家的院子裏也有一個看門的王大爺（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。因而你在家裏撥通了門口李大爺的電話，有了下面的對話： 
小不點：李大爺，我想找班主任查一下小明的電話號碼行嗎？ 
李大爺：好，你等着。（接着李大爺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 
小不點：太好了！李大爺，我想找小明，你再幫我聯繫一下小明吧。 
李大爺：沒問題。（接着李大爺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那個院子的王大爺那裏，而後王大爺把電話給轉到小明家） 就這樣你和小明取得了聯繫。 
這裏是個形象的比喻，下面來些實際的，其實，網關通常就是你路由器的地址，負責轉接你對外網絡的通訊。DNS就是一個域名解析器，好比你在瀏覽器欄裏輸入一個域名，由DNS服務器解析成IP地址再進行鏈接。通常來講，DNS也是一個地址，是自動獲取的，若是須要手動配置，那麼先拔起切換成自動配置，而後命令行輸入ipconfig /all進行查看DNS服務器，而後再手動輸入。 
2.IP地址 
IP地址是一個32位的二進制數，一般被分割爲4個「8位二進制數」（也就是4個字節）。IP地址一般用「點分十進制」表示成（a.b.c.d）的形式。其中，a,b,c,d都是0~255之間的十進制整數。例：點分十進IP地址（100.4.5.6），其實是32位二進制數（01100100.00000100.00000101.00000110）。 
IP地址分爲A、B、C、D、E 5類。 
A類地址： 網絡位8位+主機位24位。因爲A類地址的首位必須是0（二進制下），0XXXXXXX．YYYYYYYY．YYYYYYYY．YYYYYYYY。因此網絡位的8位實際只有7位能夠配置，因此網絡位共有2^7=128位，十進制下就是0-127，二進制就是（00000000）-（01111111）。可是第一個8位組全0（00000000）表示全部網絡不可用，第一個8位組爲全1（01111111），表示迴環地址，做爲測試TCP/IP協議的地址，也不使用，因此A類IP地址的範圍經過第一個字段查看的話是1–126。 
由於後面24位是主機標識，因此主機數應該是2的24次冪 16777216，扣除兩個保留地址後，主機最大數應該是16777214個。 
B類地址：網絡位16位+主機位16位。B類地址的首位必須是10（二進制下），因此網絡位的首8位只有6位能夠配置，因此2^6=64,轉變成十進制的首位是128-191。 
由於後面16位是主機標識，因此主機數應該是2的16次冪 65536，扣除兩個保留地址後，主機最大數應該是65534個。 
C類地址：網絡位24位+主機位8位，C類地址的首位必須是110(二進制下），因此網絡位的首8位只有5位能夠配置，2^5=32,轉變成十進制的首位就是192-223。 
由於後面8位是主機標識，因此主機數應該是 2的8次冪 256，扣除兩個保留地址後，主機最大數應該是254個。 
D類地址：第一個八位組前4位是1110，該類別地址做爲多目廣播使用，表示一組計算機。 
E類地址：第一個8位組前5位爲11110，該類別地址做爲科學研究，因此留用。 
3.IP和子網掩碼 
之因此把這兩個概念放在這裏講，是由於子網掩碼是依賴於IP地址存在的，單獨的子網掩碼毫無心義，它是用於標誌IP地址的網絡地址（也叫網絡標識）和主機地址（也叫主機標識）的一種方式。 
子網掩碼也是32位二進制表示，它是標誌IP地址的網絡地址位數和主機地址位數的，子網掩碼中連續的1表示網絡地址，如默認狀況A類地址的子網掩碼爲255.0.0.0，B類地址的子網掩碼是255.255.0.0，C類地址的子網掩碼爲255.255.255.0，由於255轉成二進制就是11111111，A類有連續8個1，表明首8位是網絡地址。 
網絡中或一個子網中，須要用IP地址和子網掩碼進行邏輯與運算，任何二進制與11111111運算仍然爲其自己，任何二進制與00000000仍然爲00000000。 
查看某個主機在哪一個子網中須要將IP地址與子網掩碼進行邏輯與運算，結果就是子網地址，也能夠叫子網號。可是有些狀況，如：172.16.0.8 子網掩碼爲255.255.255.0與172.16.0.9子網掩碼爲255.255.0.0，乍一看進行IP地址和子網掩碼相與後獲得的網絡地址都是172.16.0.0彷佛能夠通信，但事實上不在一個網絡裏，因此爲了表示清楚將採用表示方法172.16.0.0/24和172.16.0.0/16來區分這樣的問題，24表示24位網絡地址，16表示16位網絡地址。 
子網掩碼的變長能夠將一個大的包含不少主機的網絡，經過將子網掩碼變長（表示網絡的地址向表示主機的地址進行借位），從而使網絡數量變多，而每一個網絡的主機數量變少。有些子網掩碼：如255.255.255.224轉變成二進制以後是11111111.11111111.11111111.11100000,如此連續的1有27位，向主機位借了3位，如此子網能夠有2^3=8個子網，而主機數原本有256-2=254個，如今只有2^5=32-2=30個了。這個就是向主機地址借位。 
子網中的第一個地址爲子網號，表明整個子網全部計算機，子網中最後一個地址爲子網廣播，子網地址是經過IP地址和子網掩碼進行相與獲得的，而廣播地址是將子網掩碼中表示主機的二進制位所有置1，換算爲十進制再與子網地址相加得出，主機地址爲網絡號與廣播地址中間包含的地址，能夠給計算機配置其中的地址。 
例題： 
（1）求IP地址位201.222.10.60子網掩碼爲255.255.255.248的地址子網號是什麼？廣播地址是什麼？ 
答：子網掩碼：11111111.11111111.11111111.11111000,與IP地址11001001.11011110.00001010.00111100相與獲得：11001001.11011110.00001010.00111000，十進制下爲201.222.10.56(即爲子網地址）。廣播地址:主機位是3位，所有置1，換算成十進制是7，56+7=63，所以廣播地址爲：201.222.10.63。主機的範圍是子網號與子網廣播之間的IP爲 
201.222.10.57;201.222.10.58;201.222.10.59;201.222.10.60;201.222.10.61;201.222.10.62一共有六個IP，也只有這六個IP能夠給計算機進行配置。 
（2）計算33.26.155.89/20此IP地址所在的子網號，子網掩碼是多少？而且該子網中共有多少主機IP地址能夠分配給計算機，子網廣播地址是多少？此子網的上一個子網是什麼？下一個子網是什麼？能夠劃分多少個子網？ 
答：該地址屬於A類地址，默認子網掩碼：255.0.0.0，當前表示網絡的位數爲20位，說明網絡位向主機位借位12位，因此子網掩碼爲255.255.240.0；子網號爲33.26.144.0；廣播地址按照計算原則計算出爲33.26.159.255；子網的主機數量2^12-2,子網數量2^12個；上一個子網爲 33.26.128.0 ，下一個子網33.26.159.255。 
（3）若是把一個網絡40.15.0.0分爲兩個子網，第一個子網是40.15.0.0/17,那麼第二個子網將會是（）。 
答：A類IP地址，子網掩碼默認是255.0.0.0，第一個子網向主機借位9位，第二個子網一樣是9位：40.15.128.0/17，這就是最終結果。