IP地址、子网掩码、默认网关介绍及例题计算_默认网关怎么算

前段时间再公司要连有线来着，要自己设置IP,子网掩码和默认网关，我瞎弄了一通，被旁边的姐姐科普了，还是不太懂，自己鼓捣了两天才大概明白这些玩意，记录一下~~

IP地址

• IP 是 32 位二进制数据，通常以十进制表示，并以 “.” 分隔
• IP 地址用来标识网络中的主机，IP 有唯一性（指的是公网地址），即每台机器的 IP 在全世界是唯一的
• IP 地址 = 网络地址 + 主机地址（又称：网络号和主机号）
• 一个日常小例子
  • 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 号作了回答
  • 这个喊的过程叫 “广播”，北大街的所有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（可以理解为最大广播范围）
  • 
• 在这个例子里，北大街就是网络地址，xx号就相当于主机地址，连起来就是IP地址
• 但是IP地址是私有地址，是不能直接在 Internet 网络中应用的，上 Internet 要转为公有地址
• 这就涉及到地址计算的事情
• 学习网络的目的就是如何让网络中的计算机相互通讯
• 只有计算结果一致的主机才能互相通讯

一个小问题：如何确定网络位和主机位呢？

http://t.zoukankan.com/straybirds-p-5319604.html

• 实际大多通过子网掩码来区分网络位和主机位，子网掩码跟IP地址一一对应，子网掩码为1的是网络位，为0的是主机位。
• 如：192.168.1.2 掩码255.255.255.0 。网络位192.168.1 主机位是2

划分子网

• 
• 所以计算过程是：让网关和子网掩码作相乘运算，得到的值就是子网号，然后+1就是第一个主机号，广播地址是后面为0的位置全部变成1后的值，最大主机号是广播地址-1

子网掩码

• 子网掩码的主要作用就是计算网络地址
• 更具体的说
  • 1、将一类ip地址（也就是只确定的网络号的ip）划分为更加小的子网络
  • 2、将相邻的网络地址合并成同一逻辑网络
    • 这一点需要一个例子说明一下：
    • 两个C类IP地址215.60.30.0与215.60.31.0与子网掩码255.255.254.0
    • 用这个掩码算的两个地址最后是一样的，所以他们之间可以互相通讯，好神奇哟，之前思维已经固化了，只知道255.255.255.0的子网掩码，其实主机号可以不止用最后一个8位表示的，像这个例子里的网络号是27位，主机号是9位

11010111.00111100.00011110.00000000-->215.60.30.0
11010111.00111100.00011111.00000000-->215.60.31.0
11111111.11111111.11111110.10000000-->255.255.254.0//掩码
11010111.00111100.00011110.00000000-->215.60.30.0//都是该网段
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4

• 子网掩码由连续的二进制的1构成，比如$10000000,11000000,11100000,11110000$等，子网掩码的每一段可能的十进制表示的数字：0、128、192、224、240、248、252、254、255，分别为0到8个二进制的1换算而来

1000 0000 ---> 128
1100 0000 ---> 192
1110 0000 ---> 224
1111 0000 ---> 240
1111 1000 ---> 248
1111 1100 ---> 252
1111 1110 ---> 254
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• 计算过程是这样的，将 IP 地址和子网掩码都换算成二进制，然后进行与位运算：$1\&1=1,其他为0$，结果就是网络地址
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• 计算 IP 地址为：202.99.160.50，子网掩码是 255.255.255.0
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• 1、设置 1 号机的 IP 地址为 192.168.0.1，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，这两台计算机就能正常通讯
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• 2、设置 1 号机的 IP 地址为 192.168.0.1，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，不能通讯
  • 

默认网关

网关是啥玩意

• 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。
• 使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。
• 与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求
• 网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
• 从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。
• 网关就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。也就是网络关卡
• 举个例子，当网络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（或集线器）上，TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）与主机的IP 地址作 “与” 运算的结果不同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。这就是网络A向网络B转发数据包的过程。
• 再举个形象的例子
  • 假设你的名字叫小不点(很小，这里你就是一个url地址，指向某个网页资源)，你住在一个大院子里，你的邻居有很多小伙伴，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，并且跑出来跟你玩。
  • 但是你家长不允许你走出大门，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。假如你想找你的同学小明聊天，小明家住在很远的另外一个院子里，他家里也有父母（小明的网关）。但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你们班全体同学的名单和电话号码对照表，你的老师就是你的DNS服务器。
  • 所以你想跟小明取得联系，需要首先告诉你的网关父母，网关获取到联系小明父母的方式后，再联系他们，小明的网关父母再转告小明

默认网关

如果搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，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。

练习：已知网关地址和掩码，计算IP地址范围

• 若网关的地址为 192.168.5.33/28，则该子网中的主机地址可能为（ ）
• A:192.168.5.14
• B:192.168.5.32
• C:192.168.5.40
• D:192.168.5.48

答案：C

解答

• 网络号肯定是192.168.5
• 主机号看最后一位：

掩码应该是8个1/8个1/8个1/11110000
32写成二进制为           00100000
相乘                 =  00100000 =32
主机起始位置：33
可用主机位置2^4 = 16 --> 广播地址 33+16 = 48 --> 最大主机号 48-1 = 47
只有C符合题意
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