TCP/IP协议族的网络层基础（1）——网段划分
- 主机：配有IP地址，但不进行路由控制的设备
- 路由器：既配有IP地址，又能进行路由控制的设备
- 节点：主机和路由器的统称
本文先来了解一下网络层的IP地址是怎么来划分的。
- 网络号：保证相互连接的两个网段具有不同的标识
- 主机号：同一网段内，主机之间具有相同的网络号，但是必须有不同的主机号
- 不同的子网其实就是把网络号相同的主机放到一起
- 如果在子网中新增一台主机，则这台主机的网络号和这个子网的网络号一致，但是主机号必须不能和子网中其他的主机重复
- 引入了一个额外的子网掩码（subnet mask）来区分网络号和主机号
- 子网掩码是一个32位的正整数，通常用一串“0”来结尾
- 将IP地址与子网掩码进行按位与操作，得到的结果就是网络号
- 网络号和主机号的划分与这个IP地址是A类、B类还是C类无关
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IP地址
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140.252.20.68
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8C FC 14 44
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子网掩码
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255.255.255.0
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FF FF FF 00 |
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网络号
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140.252.20.0
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8C FC 14 00
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子网地址范围
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140.252.20.0-140.252.20.255
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|
IP地址
|
140.252.20.68
|
8C FC 14 44
|
|
子网掩码
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255.255.255.240
|
FF FF FF F0
|
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网络号
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140.252.20.64
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8C FC 14 40
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子网地址范围
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140.252.20.64-140.252.20.79
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- 将IP地址中的主机地址全部设为0，就是网络号，表示这个局域网
- 将IP地址中的主机地址全部设为1，就称为了广播地址，用于给同一链路中相互连接的所有主机发送数据包（ARP协议中就用到了）
- 127.*的IP地址通常用于本机环回（loop back）测试，通常是127.0.0.1
- 动态分配IP地址：只给接入网络的设备分配IP地址。因此同一个MAC地址的设备，每次接入互联网中，得到的IP地址不一定是相同的。
- NAT技术（重要），这在之后的文章中会有讲到
- IPv6：与IPv4是两个互不相干的协议，它用16字节的128位来表示一个地址
- 10.*：前8位是网络号，后24位用来表示主机号，一共是2^24=16777216个地址
- 172.16--172.31.：前12位是网络号，一共是2^20=1048579个地址
- 192.168.*：前16位是网络号，共65536个地址
- 包含在这个范围中的，都称为私有IP，其余的全是公网IP
- 一个路口器可以配置两个IP地址，一个是WAN口IP，一个是LAN口IP（子网IP）
- 路由器LAN口连接的主机，都从属于当前这个路由器子网中
- 不同的路由器，子网IP其实都是一样的（通常都是192.168.1.1），子网内的主机IP地址不能重复，但是不同子网之间的IP的地址就可以重复了（如上图）
- 最外层的运营商路由器，WAN口IP就是一个公网IP了
- 子网内的主机需要和外网进行通信时，路由器将IP首部中的IP地址进行转换（替换成WAN口IP），这样逐级替换，最终数据包中的IP地址称为一个公网IP。这种技术称为NAT（网络地址转换）
- 如果希望自己的服务器，能够在公网上被访问到，就需要把程序部署在一台具有外网IP的服务器上
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