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第三十一讲 IP地址

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发表于 2018-10-24 16:53:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
第三十一讲 IP地址
学习目标
1.熟悉IP地址的表示方法;
2.知道子网掩码的表示方法;
3.知道网关的作用;
4.知道域名及DNS;
5.了解DHCP。
学习内容
本地连接 属性
Internet 协议版本 4 (TCP/IPv4)属性
    IP地址
        IP是英文Internet Protocol的缩写,意思是“网络之间互连的协议”,也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。
        大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址,才能正常通信。IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。IP地址是指互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),是IP Address的缩写。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。
        常见的IP地址,分为IPv4与IPv6两大类。IPv4地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“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),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110)。
        IP地址可以视为网络标识号码与主机标识号码两部分,网络号的位数直接决定可以分配的网络数(计算方法2^网络号位数-2);主机号的位数则决定网络中最大的主机数(计算方法2^主机号位数-2)。因此IP地址分为两部分组成,一部分为网络地址,另一部分为主机地址。由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大,也可能比较小,设计者聪明的选择了一种灵活的方案:将IP地址空间划分成不同的类别,每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。IP地址分为A、B、C、D、E5类,它们适用的类型分别为:大型网络;中型网络;小型网络;组播地址;备用。常用的是B和C两类
IP地址的分类
        公有地址(Public address)由Inter NIC(Internet Network Information Center因特网信息中心)负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。私有地址(Private address)属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。以下为留用的内部私有地址:A类 10.0.0.0--10.255.255.255;B类 172.16.0.0--172.31.255.255;C类 192.168.0.0--192.168.255.255。
        由于互联网的蓬勃发展,全球IPv4位址在2011年2月3日分配完毕,为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议,号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址。IPv6的地址长度为128b,是IPv4地址长度的4倍,采用冒分十六进制表示法,格式为xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx(每个x代表1个16进制数),用“:”分成8段。例如:ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789。
    子网掩码
        子网掩码(subnet mask)是每个使用互联网的人必须要掌握的基础知识,只有掌握它,才能够真正理解TCP/IP协议的设置。要想理解什么是子网掩码,就不能不了解IP地址的构成。互联网是由许多小型网络构成的,每个网络上都有许多主机,这样便构成了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点,将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分,以便于IP地址的寻址操作。IP地址的网络号和主机号各是多少位呢?如果不指定,就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号,这就需要通过子网掩码来实现。子网掩码(subnet mask),用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网,以及哪些位标识的是主机,即将某个IP地址划分成网络地址主机地址两部分。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用
        子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与二进制IP地址相同,子网掩码由1和0组成,且1和0分别连续子网掩码的长度也是32位,左边是网络位,用二进制数字“1”表示,1的数目等于网络位的长度;右边是主机位,用二进制数字“0”表示,0的数目等于主机位的长度。这样做的目的是为了让掩码与ip地址做按位与运算时用0遮住原主机数,而不改变原网络段数字,而且很容易通过0的位数确定子网的主机数(2的主机位数次方-2,因为主机号全为1时表示该网络广播地址,全为0时表示该网络的网络号,这是两个特殊地址)。对于A类地址来说,默认的子网掩码是255.0.0.0;对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0;对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。利用子网掩码可以把大的网络划分子网,即VLSM(可变长子网掩码),也可以把小的网络归并成大的网络即超网
        通过计算机的子网掩码判断两台计算机是否属于同一网段的方法是,将计算机十进制的IP地址和子网掩码转换为二进制的形式,然后进行二进制“与”(AND)计算(全1则得1,不全1则得0),如果得出的结果是相同的,那么这两台计算机就属于同一网段。
    网关
        顾名思义,网关(Gateway) 就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层上以实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连  。
        TCP/IP协议里的网关是最常用的,在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。那么网关到底是什么呢?网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络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。在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机上,TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。如果网络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自己的网关,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。所以说,只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。
    域名
        IP地址是Internet主机的作为路由寻址用的数字体标识,人不容易记忆。因而产生了域名这一种字符型标识。域名(英语:Domain Name),简称域名、网域,是由一串用分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称,用于在数据传输时标识计算机的电子方位(有时也指地理位置)。
        一个完整的域名由2个或2个以上的部分组成,各部分之间用英文的句号“.”来分隔。其基本格式是:主机名.机构名.网络名.地区域或行业域名。最后一个“.”的右边部分称为顶级域名(TLD,也称为一级域名),最后一个“.”的左边部分称为二级域名(SLD),二级域名的左边部分称为三级域名,以此类推,每一级的域名控制它下一级域名的分配。
        因特网的顶级域名分为两大类:
        1.以所从事的行业领域作为顶级域名——即“行业域名”
            .COM--商业
            .NET--网络服务机构
            .GOV--政府机构
            .EDU--教育机构
            .ORG--民间团体或组织
        2.以国别作为顶级域名——即“地区域名”
        国家代码由两个字母组成的顶级域名,如.cn,.uk,.de和.jp称为国家代码顶级域名(ccTLDs),其中.cn是中国专用的顶级域名, 其注册归CNNIC管理, 以.cn结尾的二级域名我们简称为国内域名
        DNS是计算机域名系统 (Domain Name System 或Domain Name Service) 的缩写,它是由域名解析器和域名服务器组成的。域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址,并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。其中域名必须对应一个IP地址,一个IP地址可以有多个域名,而IP地址不一定有域名。域名系统采用类似目录树的等级结构。域名服务器通常为客户机/服务器模式中的服务器方,它主要有两种形式:主服务器和转发服务器。将域名映射为IP地址的过程就称为“域名解析”。
        DNS(Domain Name System,域名系统),万维网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使用户更方便的访问互联网,而不用去记住能够被机器直接读取的IP地址数串。例如,www.baidu.com是一个域名,和IP地址61.135.169.121相对应。DNS就像是一个自动的电话号码簿,我们可以直接拨打baidu的名字来代替电话号码(IP地址)。我们直接调用网站的名字以后,DNS就会将便于人类使用的名字(如www.baidu.com)转化成便于机器识别的IP地址(如61.135.169.121)。
    DHCP
        DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作, 主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段

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