什麼是IP地址、子網掩碼和網關

1.IP地址

  IP地址有一個32位的連接地址,由4個8位字段組成,8位字段稱爲8位位組,每個8位位組之間用點號隔開,用於標識TCP/IP宿主機。每個IP地址都包含兩部分:網絡ID和主機ID,網絡ID 標識在同一個物理網絡上的所有宿主機,主機ID標識網絡上的每一個宿主機,運行TCP/IP的每個計算機都需要唯一的IP地址。

  Intenet委員會定義了五種地址類型以適應不同尺寸的網絡。地址類型定義網絡ID使用哪些位,它也定義了網絡的可能數目和每個網絡可能的宿主機數目.

 

2.子網掩碼(Subnet Netmask)
  要想理解什麼是子網掩碼,就不能不瞭解IP地址的構成。互聯網是由許多小型網絡構成的,每個網絡上都有許多主機,這樣便構成了一個有層次的結構。IP地址在設計時就考慮到地址分配的層次特點,將每個IP地址都分割成網絡號和主機號兩部分,以便於IP地址的尋址操作。
  IP地址的網絡號和主機號各是多少位呢?如果不指定,就不知道哪些位是網絡號、哪些是主機號,這就需要通過子網掩碼來實現。
什麼是IP地址、子網掩碼和網關

  子網掩碼不能單獨存在,它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用,就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。
  子網掩碼的設定必須遵循一定的規則。與IP地址相同,子網掩碼的長度也是32位,左邊是網絡位,用二進制數字“1”表示;右邊是主機位,用二進制數字“0”表示。附圖所示的就是IP地址爲“192.168.1.1”和子網掩碼爲“255.255.255.0”的二進制對照。其中,“1”有24個,代表與此相對應的IP地址左邊24位是網絡號;“0”有8個,代表與此相對應的IP地址右邊8位是主機號。這樣,子網掩碼就確定了一個IP地址的32位二進制數字中哪些是網絡號、哪些是主機號。這對於採用TCP/IP協議的網絡來說非常重要,只有通過子網掩碼,才能表明一臺主機所在的子網與其他子網的關係,使網絡正常工作。

 

3.網關(Gateway)

      網關就是一個網絡連接到另一個網絡的“關口”。按照不同的分類標準,網關也有很多種。TCP/IP協議裏的網關是最常用的,在這裏我們所講的“網關”均指TCP/IP協議下的網關。那麼網關到底是什麼呢?網關實質上是一個網絡通向其他網絡的IP地址。比如有網絡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。在沒有路由器的情況下,兩個網絡之間是不能進行TCP/IP通信的,即使是兩個網絡連接在同一臺交換機(或集線器)上,TCP/IP協議也會根據子網掩碼(255.255.255.0)判定兩個網絡中的主機處在不同的網絡裏。而要實現這兩個網絡之間的通信,則必須通過網關。

      如果網絡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自己的網關,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。網絡B向網絡A轉發數據包的過程也是如此。所以說,只有設置好網關的IP地址,TCP/IP協議才能實現不同網絡之間的相互通信。那麼這個IP地址是哪臺機器的IP地址呢?網關的IP地址是具有路由功能的設備的IP地址,具有路由功能的設備有路由器、啓用了路由協議的服務器(實質上相當於一臺路由器)、代理服務器(也相當於一臺路由器)。

      什麼是默認網關?如果搞清了什麼是網關,默認網關也就好理解了。就好像一個房間可以有多扇門一樣,一臺主機可以有多個網關。默認網關的意思是一臺主機如果找不到可用的網關,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。

 

再述:

      子網掩碼的主要功能是告知網絡設備,一個特定的IP地址的哪一部分是包含網絡地址與子網地址,哪一部分是主機地址。網絡的路由設備只要識別出目的地址的網絡號與子網號即可作出路由尋址決策,IP地址的主機部分不參與路由器的路由尋址操作,只用於在網段中唯一標識一個網絡設備的接口。本來,如果網絡系統中只使用A、B、C這三種主類地址,而不對這三種主類地址作子網劃分或者進行主類地址的彙總,則網絡設備根據IP地址的第一個字節的數值範圍即可判斷它屬於A、B、C中的哪一個主類網,進而可確定該IP地址的網絡部分和主機部分,不需要子網掩碼的輔助。  

      但爲了使系統在對A、B、C這三種主類網進行子網的劃分,或者採用無類別的域間選路技術(Classless Inter-Domain Routing,CIDR)對網段進行彙總的情況下,也能對IP地址的網絡及子網部分與主機部分作正確的區分,就必須依賴於子網掩碼的幫助。  

      子網掩碼使用與IP相同的編址格式,子網掩碼爲1的部分對應於IP地址的網絡與子網部分,子網掩碼爲0的部分對應於IP地址的主機部分。將子網掩碼和IP地址作"與"操作後,IP地址的主機部分將被丟棄,剩餘的是網絡地址和子網地址。例如,一個IP分組的目的IP地址爲:10.2.2.1,若子網掩碼爲:255.255.255.0,與之作"與"運算得:10.2.2.0,則網絡設備認爲該IP地址的網絡號與子網號爲:10.2.2.0。

      在Internet中的網關一般是指用於連接兩個或者兩個以上網段的網絡設備,通常使用路由器(Router)作爲網關。在TCP/IP網絡體系中,網關的基本作用是根據目的IP地址的網絡號與子網號,選擇最佳的出口對IP分組進行轉發,實現跨網段的數據通信。

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