IP,子网掩码，网关，DNS的关系解析

1.比喻介绍IP和网关，DNS之间的关系 
假设你的名字叫小不点，你住在一个大院子里，你的邻居有不少小伙伴，在门口传达室还有个看大门的李大爷，李大爷就是你的网关。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。 
可是你不被容许走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由门口的李大爷（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，他家的院子里也有一个看门的王大爷（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。因而你在家里拨通了门口李大爷的电话，有了下面的对话： 
小不点：李大爷，我想找班主任查一下小明的电话号码行吗？ 
李大爷：好，你等着。（接着李大爷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 
小不点：太好了！李大爷，我想找小明，你再帮我联系一下小明吧。 
李大爷：没问题。（接着李大爷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那个院子的王大爷那里，而后王大爷把电话给转到小明家） 就这样你和小明取得了联系。 
这里是个形象的比喻，下面来些实际的，其实，网关通常就是你路由器的地址，负责转接你对外网络的通讯。DNS就是一个域名解析器，好比你在浏览器栏里输入一个域名，由DNS服务器解析成IP地址再进行链接。通常来讲，DNS也是一个地址，是自动获取的，若是须要手动配置，那么先拔起切换成自动配置，而后命令行输入ipconfig /all进行查看DNS服务器，而后再手动输入。 
2.IP地址 
IP地址是一个32位的二进制数，一般被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址一般用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式。其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），其实是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。 
IP地址分为A、B、C、D、E 5类。 
A类地址： 网络位8位+主机位24位。因为A类地址的首位必须是0（二进制下），0XXXXXXX．YYYYYYYY．YYYYYYYY．YYYYYYYY。因此网络位的8位实际只有7位能够配置，因此网络位共有2^7=128位，十进制下就是0-127，二进制就是（00000000）-（01111111）。可是第一个8位组全0（00000000）表示全部网络不可用，第一个8位组为全1（01111111），表示回环地址，做为测试TCP/IP协议的地址，也不使用，因此A类IP地址的范围经过第一个字段查看的话是1–126。 
由于后面24位是主机标识，因此主机数应该是2的24次幂 16777216，扣除两个保留地址后，主机最大数应该是16777214个。 
B类地址：网络位16位+主机位16位。B类地址的首位必须是10（二进制下），因此网络位的首8位只有6位能够配置，因此2^6=64,转变成十进制的首位是128-191。 
由于后面16位是主机标识，因此主机数应该是2的16次幂 65536，扣除两个保留地址后，主机最大数应该是65534个。 
C类地址：网络位24位+主机位8位，C类地址的首位必须是110(二进制下），因此网络位的首8位只有5位能够配置，2^5=32,转变成十进制的首位就是192-223。 
由于后面8位是主机标识，因此主机数应该是 2的8次幂 256，扣除两个保留地址后，主机最大数应该是254个。 
D类地址：第一个八位组前4位是1110，该类别地址做为多目广播使用，表示一组计算机。 
E类地址：第一个8位组前5位为11110，该类别地址做为科学研究，因此留用。 
3.IP和子网掩码 
之因此把这两个概念放在这里讲，是由于子网掩码是依赖于IP地址存在的，单独的子网掩码毫无心义，它是用于标志IP地址的网络地址（也叫网络标识）和主机地址（也叫主机标识）的一种方式。 
子网掩码也是32位二进制表示，它是标志IP地址的网络地址位数和主机地址位数的，子网掩码中连续的1表示网络地址，如默认状况A类地址的子网掩码为255.0.0.0，B类地址的子网掩码是255.255.0.0，C类地址的子网掩码为255.255.255.0，由于255转成二进制就是11111111，A类有连续8个1，表明首8位是网络地址。 
网络中或一个子网中，须要用IP地址和子网掩码进行逻辑与运算，任何二进制与11111111运算仍然为其自己，任何二进制与00000000仍然为00000000。 
查看某个主机在哪一个子网中须要将IP地址与子网掩码进行逻辑与运算，结果就是子网地址，也能够叫子网号。可是有些状况，如：172.16.0.8 子网掩码为255.255.255.0与172.16.0.9子网掩码为255.255.0.0，乍一看进行IP地址和子网掩码相与后获得的网络地址都是172.16.0.0彷佛能够通信，但事实上不在一个网络里，因此为了表示清楚将采用表示方法172.16.0.0/24和172.16.0.0/16来区分这样的问题，24表示24位网络地址，16表示16位网络地址。 
子网掩码的变长能够将一个大的包含不少主机的网络，经过将子网掩码变长（表示网络的地址向表示主机的地址进行借位），从而使网络数量变多，而每一个网络的主机数量变少。有些子网掩码：如255.255.255.224转变成二进制以后是11111111.11111111.11111111.11100000,如此连续的1有27位，向主机位借了3位，如此子网能够有2^3=8个子网，而主机数原本有256-2=254个，如今只有2^5=32-2=30个了。这个就是向主机地址借位。 
子网中的第一个地址为子网号，表明整个子网全部计算机，子网中最后一个地址为子网广播，子网地址是经过IP地址和子网掩码进行相与获得的，而广播地址是将子网掩码中表示主机的二进制位所有置1，换算为十进制再与子网地址相加得出，主机地址为网络号与广播地址中间包含的地址，能够给计算机配置其中的地址。 
例题： 
（1）求IP地址位201.222.10.60子网掩码为255.255.255.248的地址子网号是什么？广播地址是什么？ 
答：子网掩码：11111111.11111111.11111111.11111000,与IP地址11001001.11011110.00001010.00111100相与获得：11001001.11011110.00001010.00111000，十进制下为201.222.10.56(即为子网地址）。广播地址:主机位是3位，所有置1，换算成十进制是7，56+7=63，所以广播地址为：201.222.10.63。主机的范围是子网号与子网广播之间的IP为 
201.222.10.57;201.222.10.58;201.222.10.59;201.222.10.60;201.222.10.61;201.222.10.62一共有六个IP，也只有这六个IP能够给计算机进行配置。 
（2）计算33.26.155.89/20此IP地址所在的子网号，子网掩码是多少？而且该子网中共有多少主机IP地址能够分配给计算机，子网广播地址是多少？此子网的上一个子网是什么？下一个子网是什么？能够划分多少个子网？ 
答：该地址属于A类地址，默认子网掩码：255.0.0.0，当前表示网络的位数为20位，说明网络位向主机位借位12位，因此子网掩码为255.255.240.0；子网号为33.26.144.0；广播地址按照计算原则计算出为33.26.159.255；子网的主机数量2^12-2,子网数量2^12个；上一个子网为 33.26.128.0 ，下一个子网33.26.159.255。 
（3）若是把一个网络40.15.0.0分为两个子网，第一个子网是40.15.0.0/17,那么第二个子网将会是（）。 
答：A类IP地址，子网掩码默认是255.0.0.0，第一个子网向主机借位9位，第二个子网一样是9位：40.15.128.0/17，这就是最终结果。