IP地址，子网掩码，网关，网段，网卡，DNS服务器，猫和路由器详解

IP地址，子网掩码，网关，网段，网卡，DNS服务器，猫和路由器详解

（一）  问题解析

 问：  IP地址,子网掩码,默认网关,DNS服务器,有什么区别呀？我知道没有IP地址就不能上网，我也知道没设DNS就不能上外网，可它们都有什么功能，有什么区别呢？还有真奇怪,个人计算机没设DNS,居然能上QQ,却不能打开网页,这是为何呢？

答：  IP是32位二进制数据，一般以十进制表示，并以“.”分隔。IP地址是一种逻辑地地址，用来标识网络中一个个主机，IP有惟一性，即每台机器的IP（公网）在全世界是惟一的。
DNS是域名服务器，用来解析域名的（域名与IP之间的解析），若是没有这东西，你必须输入网站的IP地址，有了DNS，你就能够直接输入网址。
     由于上QQ不须要有DNS(QQ只是一个客户端程序，用不到DNS)，只有浏览网页(需输入网址时)才用到DNS。

（二）DNS服务器

     DNS是指：域名服务器(Domain Name Server)。在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的，域名虽然便于人们记忆，但机器之间只能互相认识IP地址，它们之间的转换工做称为域名解析，域名解析须要由专门的域名解析服务器来完成，DNS就是进行域名解析的服务器 。(详见文化基础P242)

（三）IP地址

    电脑之间要实现网络通讯，就必需要有一个合法的ip地址。IP地址=网络地址+主机地址，（又称：主机号和网络号组成）ip地址的结构使咱们能够在Internet上很方便的寻址。ip地址一般用更直观的，以圆点分隔号的四个十进制数字表示，每一个数字从0到255，如某一台主机的ip地址为：128.20.4.1在局域网里，一样也须要ip地址，通常内网的ip地址是以192.168开头的，这样很容易区分公网和内网的ip地址。

完全明白IP地址的含义

   无论是学习网络仍是上网,IP地址都是出现频率很是高的词.Windows系统中设置IP地址的界面如图1所示,图中出现了IP地址,子网掩码,默认网关和DNS服务器这几个须要设置的地方,只有正确设置,网络才能通,那这些名词都是什么意思呢 学习IP地址的相关知识时还会遇到网络地址,广播地址,子网等概念,这些又是什么意思呢 ？

 

要解答这些问题，先看一个平常生活中的例子。如图 2所示，住在北大街的住户要能互相找到对方，必须各自都要有个门牌号，这个门牌号就是各家的地址，门牌号的表示方法为：北大街+XX号。假如1号住户要找6号住户，过程是这样的，1号在大街上喊了一声：" 谁是6号，请回答。"，这时北大街的住户都听到了，但只有6号做了回答，这个喊的过程叫 "广播"，北大街的全部用户就是他的广播范围，假如北大街共有20个用户，那广播地址就是：北大街 21号。也就是说，北大街的任何一个用户喊一声能让 " 广播地址 - 1 " 个用户听到。

从这个例中能够抽出下面几个词：
街道地址：北大街，若是给该大街一个地址则用第一个住户的地址 - 1，此例为：北大街0号
住户的号：如1号，2号等.
住户的地址：街道地址+XX号，如北大街 1号，北大街 2号等
广播地址：最后一个住户的地址+1，此例为：北大街21号

Internet网络中，每一个上网的计算机都有一个像上述例子的地址，这个地址就是IP地址，是分配给网络设备的门牌号，为了网络中的计算机可以互相访问，IP地址 = 网络地址 + 主机地址，

图1中的IP地址是 192.168.100.1，这个地址中包含了不少含义。以下所示：

网络地址(至关于街道地址)：192.168.100.0
主机地址(至关于各户的门号)：0.0.0.1
IP地址(至关于住户地址)：网络地址 + 主机地址 = 192.168.100.1
广播地址：192.168.100.255

网段：网络地址相同的IP地址属于同一网段，即同一子网。

这些地址是如何计算出来的呢？为何计算这些地址呢？要想知道如何，先要明白一个道理，学习网络的目的就是如何让网络中的计算机相互通信，也就是说要围绕着"通"这个字来学习和理解网络中的概念，而不是只为背几个名词。

注：192.168.100.1 是私有地址，是不能直接在Internet网络中应用的，上Internet要转为公有地址,下面详细说明。

 

1、为何要计算网络地址

一句话就是让网络中的计算机可以相互通信。先看看最简单的网络，图 3中是用网线(交叉线)直接将两台计算机连起来。下面是几种IP地址设置，看看在不一样设置下网络是通仍是不通.。

一、设置1号机的IP地址为 192.168.0.一、子网掩码为 255.255.255.0，2号机的IP地址为 192.168.0.200、子网掩码为 255.255.255.0，这来台计算机就能正常通信.

二、若是1号机地址不变，将2号机的IP地址改成 192.168.1.200，子网掩码仍是为255.255.255.0，那这两台就没法通信.

三、设置1号机的IP地址为 192.168.0.一、子网掩码为 255.255.255.192，2号机的IP地址为 192.168.0.200、子网掩码为 255.255.255.192，注意和第1种状况的区别在于子网掩码，例1为255.255.255.0，本例是255.255.255.192。这两台计算机就不能正常通信。

第1种状况能通是由于这两台计算机处在同一网络 192.168.0.0，因此能通，而2，3种状况下两台计算机处在不一样的网络，因此不通。

这里先给个结论：

用网线直接链接的计算机或是经过HUB（集线器）或普通交换机间接的计算机之间要可以相互通，计算机必需要在同一网络，也就是说它们的网络地址必须相同，并且主机地址必须不同，若是不在一个网络就没法通。这就像咱们上面举的例子，同是北大街的住户因为街道名称都是北大街，且各自的门牌号不一样，因此可以相互找到对方。计算网络地址就是判断网络中的计算机在不在同一网络，在就能通，不在就不能通。注意，这里说的在不在同一网络指的是IP地址而不是物理链接。那么如何计算呢？

 

2、如何计算网络地址 （子网掩码）

咱们平常生活中的地址如：北大街1号，从字面上就能看出街道地址是北大街，而咱们从IP地址中却难以看出网络地址，要计算网络地址，必须借助咱们上边提到过的子网掩码。
计算过程是这样的，将IP地址和子网掩码都换算成二进制，而后进行与运算，结果就是网络地址。与运算以下所示，上下对齐，1位1位的算，1与1=1，其他组合都为0

 

 

 

 

 

（四）子网掩码

子网掩码是用来判断任意两台计算机的 ip地址是否属于同一子网络的根据。最为简单的理解就是两台计算机各自的 ip地址与子网掩码进行 and运算后，得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，能够进行直接的通信。（具体子网掩码各位的含义待补充。）

（五）默认网关

什么是网关？

那么网关究竟是什么呢？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（如附图所示）。网络A向网络B转发数据包的过程。
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）。
在和 Novell NetWare 网络交互操做的上下文中，网关在 Windows 网络中使用的服务器信息块 (SMB) 协议以及 NetWare网络使用的 NetWare 核心协议 (NCP) 之间起着桥梁的做用。网关也被称为 IP路由器。

网关工做原理图

举例说明：

假设你的名字叫小不点(很小)，你住在一个大院子里，你的邻居有不少小伙伴，父母是你的网关。当你想跟院子里的某个小伙伴玩，只要你在院子里大喊一声他的名字，他听到了就会回应你，而且跑出来跟你玩。
可是你家长不容许你走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由父母（网关）用电话帮助你联系。假如你想找你的同窗小明聊天，小明家住在很远的另一个院子里，他家里也有父母（小明的网关）。可是你不知道小明家的电话号码，不过你的班主任老师有一份大家班全体同窗的名单和电话号码对照表，你的老师就是你的 DNS服务器。因而你在家里和父母有了下面的对话：

1.小不点：妈妈(或爸爸),我想找班主任查一下小明的电话号码行吗？
2.家长：好，你等着。（接着你家长给你的班主任挂了一个电话，问清楚了小明的电话）问到了，他家的号码是 211.99.99.99
3.小不点：太好了！妈(或爸),我想找小明，你再帮我联系一下小明吧。
4.家长：没问题。（接着家长向电话局发出了请求接通小明家电话的请求，最后一关固然是被转接到了小明家家长那里，而后他家长把电话给转到小明）.
就这样你和小明取得了联系。

 

 

什么是默认网关 ？

若是搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间能够有多扇门同样，一台主机能够有多个网关。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。

如何设置默认网关

一台电脑的默认网关是不能够随随便便指定的，必须正确地指定，不然一台电脑就会将数据包发给不是网关的电脑，从而没法与其余网络的电脑通讯。默认网关的设定有手动设置和自动设置两种方式。

一、手动设置

手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的状况，好比只有几台到十几台电脑。由于这种方法须要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”，很是费劲，一旦由于迁移等缘由致使必须修改默认网关的IP地址，就会给网管带来很大的麻烦，因此不推荐使用。

在Windows 9x中，设置默认网关的方法是在“网上邻居”上右击，在弹出的菜单中点击“属性”，在网络属性对话框中选择“TCP/IP协议”，点击“属性”，在“默认网关”选项卡中填写新的默认网关的IP地址就能够了。

须要特别注意的是：默认网关必须是电脑本身所在的网段中的IP地址，而不能填写其余网段中的IP地址。

二、自动设置
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电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关 。这样作的好处是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，那么网络中全部的电脑均得到了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变更的网络。另一种自动得到网关的办法是经过安装代理服务器软件（如MS Proxy）的客户端程序来自动得到，其原理和方法和DHCP有类似之处。因为篇幅所限，就再也不详述了。

 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol, 动态主机配置协议）服务器来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关 。

DHCP指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登陆服务器时就能够自动得到服务器分配的IP地址和子网掩码，提高地址的使用率。

路由器（Windows下叫默认网关，网关就是路由，路由就是网关）

MAC地址：

MAC（Medium/MediaAccess Control, 介质访问控制）MAC地址是收录在NetworkInterfaceCard(网卡,NIC)里的.MAC地址,也叫硬件地址,是由48比特/bit长（6字节/byte，1byte=8bits），16进制的数字组成。前24位叫作组织惟一标志符（Organizationally Unique Identifier,即OUI），是识别LAN（局域网）节点的标识。后24位是由厂家本身分配。网卡的 物理地址一般是由网卡生产厂家烧入网卡EPROM（一种 闪存芯片，一般能够经过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的 主机的地址。也就是说，在网络底层的物理传输过程当中，是经过 物理地址来识别主机的，它必定是全球惟一的。在OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）7层网络协议（物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层）参考模型中，MAC对应于第二层数据链路层（Data Link），而IP对应于网络层。

那么，说到如今，你们必定会疑惑，有了IP地址还要MAC地址干吗，有了MAC地址还要IP地址干吗

MAC地址与IP地址的区别：

有人曾这么比喻，你已经有了 手机号，为何还要一个身份证号呢？ 你的身份证号是你惟一标识号，只要有这个号码就能找的到你。可是你的朋友为何不用身份证找你而是用手机号呢？方便不是。可是你要是犯了罪，警察用你手机号找你，你换了号怎么办？那不就得用你的身份证号才能逮到你了？

网卡：(又叫网络适配器) 负责的是物理层和数据链路层，网卡上有MAC地址，对应着网络层中的ip地址，同时网卡还负责将数字信号转换为光电等信号与电缆、光缆进行通讯；   而网关是网络层的应用，主要负责ip地址的路由选择；

 

 

网段：网络地址相同的IP地址属于同一网段，即同一子网。
网关：同一网段（子网）间终端可直接通讯，如终端A和终端B；不在同一网段（子网）的终端不能直接通讯，须要经过网关才能通讯，如终端A和终端C。

 

ip地址=网络地址+主机地址(又称网络号+主机号) ；

以上图为例：192.168.1.168(ip地址)=192.168.1.0(网络地址)+0.0.0.168(主机地址)；

猫和路由器的区别

猫是电话线拉进来转换成网络信号的东西，路由器是能够一个信号分支出几个信号的东西，
因此只有路由器没有猫是不能上网的。只有猫能够一台电脑上网的。加上路由器能够好几个电脑都上网。

1，猫是调制解调器，是用来经过电话线上网的（包括ADSL宽带和普通电话线上网），而路由器是用来组建局域网（包括无线和有线的），也能够与猫一块儿使用达到一条电话线多台电脑同时上网。

2，直接连猫的速度要快。大部分在链接路由器后的有线链接的速度衰减很小能够忽略不计，无线的速度没有有线的快。

3，上网猫又叫调制调解器，是转换和转发信号的。一端链接电信或网通的网线一端连电脑网线，在电脑里面打开“宽带链接”，填网络供应商给你的帐号和密码就能上网了。

 

路由器和猫链接

电信/移动/联通光纤-------->猫-------->路由器wan口；

路由器lan口------->-电脑，路由器wlan天线--------->手机WiFi

 

 

 

 

 

路由器上面 LAN、WAN和WLAN

一、LAN 局域网(Local Area Network)接口，通俗讲就是路由和用户之间网线口；

二、WAN 广域网(Wide Area Network)，通俗讲就是和猫外部网链接的网线口；

三、WLAN无线局域网(Wireless LAN)，数据经过电磁波传输；

通俗点说，WAN口是对外的接口，和运营商、上级网络打交道。

LAN和WLAN是对内的接口，内部的电脑、手机、PAD，都是接入到LAN或者WLAN。

 

通常大型移动设备网络架构图