ip地址、网关、子网掩码和MAC

总结：
IP地址是在网络中唯一标识你的计算机的.
子网掩码是区分IP地址中网络部分(包括子网部分)和主机部分的编码.
网关:是在一个网络中通向另一个网络的出口.(也是一个IP地址啊)
MAC地址:是一个固定的地址,例如我们用的网卡,每个网卡都有一个MAC地址的.
在你的计算机中用IPCONFIG/ALL这条命令就可以列出你的这些基本信息

MAC地址
MAC（Media Access Control或者Medium Access Control）地址，意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置。在OSI模型中，第三层网络层负责 IP地址，第二层数据链路层则负责 MAC地址。因此一个主机会有一个MAC地址，而每个网络位置会有一个专属于它的IP地址。[1]
MAC地址是网卡决定的，是固定的。
ip是虚拟地址
mac是网卡地址全世界只有一种没重复的
一、IP地址
对于IP地址，相信大家都很熟悉，即指使用TCP/IP协议指定给主机的32位地址。IP地址由用点分隔开的4个8八位组构成，如192.168.0.1就是一个IP地址，这种写法叫点分十进制格式。
IP地址由网络地址和主机地址两部分组成，分配给这两部分的位数随地址类（A类、B类、C类等）的不同而不同。网络地址用于路由选择，而主机地址用于在网络或子网内部寻找一个单独的主机。
一个IP地址使得将来自源地址的数据通过路由而传送到目的地址变为可能。
二、MAC地址
对于MAC地址，由于我们不直接和它接触，所以大家不一定很熟悉。在OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）7层网络协议（物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层）参考模型中，第二层为数据链路层（Data Link）。
它包含两个子层，上一层是逻辑链路控制（LLC：Logical Link Control），下一层即是我们前面所提到的MAC（Media Access Control）层，即介质访问控制层。所谓介质（Media），是指传输信号所通过的多种物理环境。常用网络介质包括电缆
（如：双绞线，同轴电缆，光纤），还有微波、激光、红外线等，有时也称介质为物理介质。
MAC地址也叫物理地址、硬件地址或链路地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。这个地址与网络无关，也即无论将带有这个地址的硬件（如网卡、集线器、路由器等）接入到网络的何处，它都有相同的MAC地址，MAC地址一般不可改变，不能由用户自己设定。

什么是子网掩码和默认网关

什么是子网掩码
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，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；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。附图所示的就是IP地址为“192.168.1.1”和子网掩码为“255.255.255.0”的二进制对照。其中，“1”有24个，代表与此相对应的IP地址左边24位是网络号；“0”有8个，代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。这样，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。

常用的子网掩码
子网掩码有数百种，这里只介绍最常用的两种子网掩码，它们分别是“255.255.255.0”和“255.255.0.0”。

子网掩码是“255.255.255.0”的网络：最后面一个数字可以在0~255范围内任意变化，因此可以提供256个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是256-2，即254个，因为主机号不能全是“0”或全是“1”。
子网掩码是“255.255.0.0”的网络：后面两个数字可以在0~255范围内任意变化，可以提供2552个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是2552-2，即65023个。
IP地址的子网掩码设置不是任意的。如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的判断而认为目的机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。因此，子网掩码应该根据网络的规模进行设置。
如果一个网络的规模不超过254台电脑，采用“255.255.255.0”作为子网掩码就可以了，现在大多数局域网都不会超过这个数字，因此“255.255.255.0”是最常用的IP地址子网掩码；笔者见到的最大规模的中小学校园网具有1500多台电脑，这种规模的局域网可以使用“255.255.0.0”。
默认子网掩码
在Windows 2000 Server中，如果给一个网卡指定IP地址，系统会自动填入一个默认的子网掩码。这是Windows 2000 Server为了节省用户输入时间自动产生的子网掩码。比如，局域网最常使用的IP地址“192.168.x.x”默认的子网掩码是“255.255.255.0”。一般情况下，IP地址使用默认子网掩码就可以了。
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。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。
如何设置默认网关
一台电脑的默认网关是不可以随随便便指定的，必须正确地指定，否则一台电脑就会将数据包发给不是网关的电脑，从而无法与其他网络的电脑通信。默认网关的设定有手动设置和自动设置两种方式。
手动设置
手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的情况，比如只有几台到十几台电脑。因为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”，非常费劲，一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的IP地址，就会给网管带来很大的麻烦，所以不推荐使用。
在Windows 9x中，设置默认网关的方法是在“网上邻居”上右击，在弹出的菜单中点击“属性”，在网络属性对话框中选择“TCP/IP协议”，点击“属性”，在“默认网关”选项卡中填写新的默认网关的IP地址就可以了。
需要特别注意的是：默认网关必须是电脑自己所在的网段中的IP地址，而不能填写其他网段中的IP地址。
自动设置
自动设置就是利用DHCP服务器来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置，那么网络中所有的电脑均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。

1、什么是IP地址？
IP地址就是指给每个连接在Internet上的电脑主机分配的一个32bit地址（IPv6为64位），按照TCP/IP协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。
例如一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”（最新的IPV6更长，达到64位），地址太长人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。
于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多，但计算机内部数据处理器仅支持二进制，也就是说仅能识别0和1，因此我们看到的IP地址都是由计算机转换成十进制后所看到的结果。

IP地址又分为公网IP（也叫外网IP）和内网IP（也叫本地IP），公网IP是全球独一无二的。内网IP则通常为192.168.1.*(*为2-254之间的数值），它是由路由器或交换机分配。
2、什么是网关？
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输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。
举个例子：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。顾名思义，网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
按照不同的分类标准，网关也有很多种。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。
再来说下网关的ip地址
网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址，网关在网段内的可用ip中选一个，不过，一般用的是第1个和最后一个。

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255.255.255.0；
如果需要与其它网段通信，那么它的网关可以设置为192.168.1.1，当然也可以设置为网段内其它的一个ip地址。
网络B：的IP地址范为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码255.255.255.0。
如果需要与其它网段通信，那么它的网关可以设置为192.168.2.1，当然也可以设置为网段内其它的一个ip地址。

网关是如何实现通信？
在没有路由器的情况下，不同的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)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(如附图所示)。网络B向网络A转发数据包的过程。
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。
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。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。
3、什么是DNS服务器地址？
DNS是域名解析服务器（Domain Name System），是把网址变成IP地址的服务器。
DNS说白了是把域名翻译成IP地址用的，这里面举个例子，大家就很容易清楚了。
例如我们在浏览器里面输入www.pc841.com的时候，机器要跟电脑百事网这个网站进行通信，机器要往外面发送数据包，数据包里面要写百度这台服务器的IP地址，我们不知道IP地址是多少，那么就需要主机问DNS服务器，DNS服务器就自动帮我们把www.pc841.com这个域名翻译成了IP地址111.161.3.162。然后写到了数据包的目的IP地址里面就可以进行通信，这个IP地址一般可以通过Ping来查看，如图。

这其实就跟我们写信一样，你得写个收信人的地址邮局才能给你发送吧，你给国外写信，你写中文地址邮局不认识，需要这个一个人帮你翻译成英语。这就是DNS的作用，所以你的在本地连接里面写DNS才可以正常浏览网页，如果不设置DNS，是无法正常访问网页的。
4、什么子网掩码？
子网掩码是为了区分网络位和主机位，上面我们说到过，一个ip地址是由网络部分和主机部分。正如一个人的名字由姓与名组成。
那么我们可以把IP地址比作一个人的名字，那么子网掩码就像是一份名单，可以快速的知道那些人同姓，那些人不同姓，把同姓的人分在一组，让他们之前可以互相交流。
举个例子：
有一个网段是192.168.1.0-192.1.254，这个网段就像一个村子一样，就称它为安防村，此这网段有个ip地址是192.168.1.1，我们就叫他安防一，另外一个人叫安防二，它的ip地址为192.168.1.2，我们一看他们，就知道他们是同村的。
另外有一个网段，是192.168.0.0——192.168.255.254，我们叫它安村，村里有个同样有两个ip地址192.168.1.1与192.168.1.2，也叫安防一，安防二，那么问题来了？这个时候，如何区分他们是属于那个村的？
这个时候就需要子网掩码了来判断他们是属于那个网段的，需要把安防一、安防二带到村里去认下，就知道他们是属于那个村了，安防村的网段是255.255.255.0，安村的网段是255.255.0.0。
网络中也会出现类似于“同名”和“同姓”的IP地址，如何区分他们到底是属于那个网段，就需要依靠子网掩码了。
5、什么是MAC地址
讲到MAC地址，就不得不提ip地址。虽然现在已经ipv6了，但我们基本用的大多数还是ipv4协议，所谓ip就是你电脑整个网络的编号。其他电脑想访问电脑就得需要这个编号。但是这个编号很多情况下是一直在变化的，而唯一不变的是你的MAC地址：物理地址。
MAC是网络中用来标识网卡设备的唯一网络地址。由相关硬件制造商统一分配，每台电脑的MAC地址都是唯一的。
做个比喻，你经常搬家，你没搬一次家都有一个地址，XX小区XX单元XX号，这个就是IP。但是你的名字不变，这个就是MAC，不同的是我们的MAC不允许重名。

我们的IP分为两个部分：如上图分为网络部分和主机部分。网络部分好比就是你在XX省XX市XX镇，这个是国家固定下来了的。但是XX小区XX单元XX号是开发商自己定的。两个编号加起来就是你的ip了。不同的是在现实中两个编号的长度是固定的，在网络上A、B、C、D的IP地址却是变化的。

我们先从一个网购的故事开始：双十一，住在上海的小凹在淘宝从北京的一家店铺买了一台电脑和一个手机。发货时打算一起发顺丰寄出。
但是正好是“双十一”，顺丰说公司爆仓啦，只能发体积小的手机，电脑运不出去了。无奈之下，卖家又选择了一家压力略小的申通快递，将2件物品分别打包运走。

快递开始运输

两家快递公司走了不同的路径，最后将手机和电脑送到了目的地——位于上海市普陀区乌拉路乌拉小区2楼3单元33号，小凹家。
网购结束，开始正题。
IP地址
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台主机和每一个网络分配一个逻辑地址。IP地址是逻辑地址，是逻辑层面的，可以修改变化。IP地址为32位。
比如小凹家的地址：上海市普陀区乌拉路乌拉小区2楼3单元33号。五年前可能叫上海市普陀区叽叽路叽叽小区，但无论名字改成啥，小凹家还在那里，我们可以通过新的地址来找到小凹家。
子网掩码
区分IP地址中主机号和网络号的编码。1对应网络地址，0对应主机地址。它必须和IP地址成对出现，否则没有意义。
192.168.1.2
255.255.255.0
IP地址由4段8位二进制数表示。8位都是1就是十进制的255。所以192.168.1为网络地址，.2为主机地址。
而且可分配192.168.1.1—192.168.254这254个IP地址。
MAC地址
网络设备的物理地址，一般不可更改。就好像我们的身份证号一样。
如果小凹家的门牌变了，但是物理位置没变。那么快递只要去过一次，就会记住新门牌，也就记住了门牌（IP）和物理地址（MAC）的新的对应关系。
网关
网关是在传输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。也就是不同网络之间的连接。
例如快递员拿着小凹的快递去小凹的小区送快递，但是到了小区门口，门口的大爷不让快递小哥进，这时大爷喊小凹出来，让小凹拿快递。大爷就相当于网关，连接着小区外部和小区内部。
DNS
DNS是域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库。让用户通过域名去找网站，而不是IP地址。
例如北京的卖家想要用顺丰发货，他只知道顺丰这个名字（域名），但不知道具体地址（IP地址）。这时他就用高德地图输入顺丰，然后找到了地址。这是高德地图就是一个域名和IP地址的数据库，也就是DNS。
TCP协议
TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接，由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯。
TCP将数据分成适当长度的报文段。
小凹的快递被分成两部分传输。
数据帧
数据帧在数据包的基础上，又增加了源MAC地址和目标MAC地址，另外还有一些同步信息和校验信息。
数据被分成无数个包后，这些包都含有相同的IP地址和MAC地址。到达目的地后再根据这些信息将杂乱的数据包重新归类，组合，还原。
IP地址：小凹家的地址：上海市普陀区乌拉路乌拉小区2楼3单元33号
MAC地址：小凹家的物理地址
两个快递到达上海顺丰，上海申通公司后，因为含有相同的“IP地址”和“MAC地址”，所以被归为同一“数据”，一起送到“目的主机”——小凹家。

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