什么是IP地址、子网掩码、路由和网关?

ip地址

IP地址有一个32位的链接地址,由4个8位字段组成,8位字段称为8位位组,每一个8位位组之间用点号隔开,用于标识TCP/IP宿主机。
每一个IP地址都包含两部分:网络ID和主机ID,网络ID标识在同一个物理网络上的全部宿主机,主机ID标识网络上的每个宿主机,运行TCP/IP的每一个计算机都须要惟一的IP地址。 Intenet委员会定义了五种地址类型以适应不一样尺寸的网络。地址类型定义了网络ID使用哪些位,它也定义了网络的可能数目和每一个网络可能的宿主机数目。

上面的ip准确的说是ipV4。

ipV6:
IPv6是下一版本的互联网协议,也能够说是下一代互联网的协议。
它的提出最初是由于随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,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,拟经过IPv6从新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度,几乎能够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的设计过程当中,除了一劳永逸地解决了地址短缺问题之外,还考虑了在IPv4中解决很差的其它问题,主要有端到端IP链接、服务质量(QoS)、安全性、多播、移动性、即插即用等。

ipv4和ipv6的区别

1. ipv6有更大的地址空间。
IPv4中规定IP地址长度为32,即有2^32-1个地址;而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。

2. ipv6有更小的路由表。
IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减少了路由器中路由表的长度,提升了路由器转发数据包的速度。

3. ipv6有加强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。

整体上,
IPv6的出现使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量(QoS)控制提供了良好的网络平台;
加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持,这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤为是局域网)的管理更加方便和快捷;
更高的安全性,在使用IPv6网络中用户能够对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,这极大的加强了网络安全。



子网掩码(Subnet Mask)

使用子网能够把单个大网分红多个物理网络,并用路由器把它们链接起来,路由器会本身分配一个网关。

子网掩码用于屏蔽IP地址的一部分,使得TCP/IP可以区别网络ID和宿主机ID。

当TCP/IP宿主机要通讯时,子网掩码用于判断一个宿主机是在本地网络仍是在远程网络。
用于子网掩码的位数决定可能的子网数目和每一个子网的宿主机数目,子网掩码的位数越多,则子网越多,可是宿主机也较少。
缺省的子网掩码:用于不分红子网的TCP/IP网络,对应于网络ID的全部位都置为1,每一个8位位组的十进制数是255,对应于宿主机ID的全部位都置为0。 

例如:假设A类地址子网数是14,则所需位数至少为4,
用于子网的位为: 11111111, 11110000, 00000000, 00000000,
子网掩码为255.240.0.0,每一个子网的宿主机数目为2^20-2=1,048, 574个。



网关和路由

TCP/IP网络是由网关(Gateways)或路由器(Routers)链接的。

A、顾名思义,网关(Gateway)就是一个网络链接到另外一个网络的“关口”。按照不一样的分类标准,网关也有不少种。TCP/IP协议里的网关是最经常使用的,在这里咱们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。

理解网络、网关、主机的概念能够阅读另外一篇博文->
网关实质上是一个网络通向其余网络的IP地址。
好比有网络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。
在没有路由器的状况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通讯的,即便是两个网络链接在同一台交换机(或集线器)上,
TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)断定两个网络中的主机处在不一样的网络里。
而要实现这两个网络之间的通讯,则必须经过网关。
若是网络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本身的网关,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。
网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。
因此说,只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不一样网络之间的相互通讯。
那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?
网关的IP地址是具备路由功能的设备的IP地址,具备路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上至关于一台路由器)、代理服务器(也至关于一台路由器)。
注意一个概念:什么是默认网关?
就比如一个房间能够有多扇门同样,一台主机能够有多个网关。(一个网络就是一个院子,院子门卫就是网关,房间就是主机)
默认网关的意思是一台主机若是找不到可用的网关,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。
如今主机使用的网关,通常指的是默认网关。


B、路由和路由器
要解释路由器的概念,首先得知道什么是路由。
所谓“路由”,是指把数据从一个地方传送到另外一个地方的行为和动做,而路由器,正是执行这种行为动做的机器,它的英文名称为Router,是一种链接多个网络或网段的网络设备。
路由器能将不一样网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们可以相互 “读懂”对方的数据,从而构成一个更大的网络。
路由器有两个ip地址

简单的讲,路由器主要有如下几种功能:
    第一,网络互连,路由器支持各类局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不一样网络互相通讯;
    第二,数据处理,提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能;
    第三,网络管理,路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
注意一个概念:路由表
为了完成“路由”的工做,在路由器中保存着各类传输路径的相关数据,路由表(Routing Table),供路由选择时使用。
路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。
路由表能够是由系统管理员固定设置好的,也能够由系统动态修改,能够由路由器自动调整,也能够由主机控制。
在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念,那就是:静态路由表和动态路由表。
由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态(static)路由表,通常是在系统安装时就根据网络的配置状况预先设定的,它不会随将来网络结构的改变而改变。
动态(Dynamic)路由表是路由器根据网络系统的运行状况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)提供的功能,自动学习和记忆网络运行状况,在须要时自动计算数据传输的最佳路径。
目前,生产路由器的厂商,国外主要有CISCO(思科)公司、北电网络等,国内厂商包括华为等。
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