IP地址，子網掩碼、預設閘道器，DNS伺服器之間的聯絡與區別

當茄子遇上鹽發表於2019-06-24
DNS伺服器

IP地址，子網掩碼、預設閘道器，DNS伺服器是什麼意思?

(一) 問題解析

IP地址？
IP是32位二進位制資料，通常以十進位制表示，並以“.”分隔。IP地址是一種邏輯地址，用來標識網路中一個個主機，IP有唯一性（指的是公網地址），即每臺機器的IP在全世界是唯一的。

DNS伺服器？
DNS是域名系統，DNS伺服器用來解析域名的（域名與IP之間的解析），如果沒有這東西，你必須輸入網站的IP地址，有了DNS伺服器，你就可以直接輸入網址。

我知道沒有IP地址就不能上網，我也知道沒設DNS就不能上外網，可它們都有什麼功能，有什麼區別呢？還有真奇怪，我的計算機沒設DNS，竟然能上QQ，卻不能開啟網頁，這是為什麼呢？
因為上QQ不需要有DNS(QQ只是一個客戶端程式，用不到DNS)，只有瀏覽網頁(需輸入網址時)才用到DNS。

(二) DNS伺服器

DNS：域名系統(Domain Name System)。在Internet上，域名與IP地址之間是一 一對應的，域名雖然便於人們記憶，但機器之間只能互相識別IP地址，它們之間的轉換工作稱為域名解析，域名解析需要由專門的域名解析伺服器來完成，DNS伺服器就是進行域名解析的伺服器 。

(三) IP地址

電腦之間要實現網路通訊，就必須要有一個合法的ip地址。IP地址=網路地址+主機地址（又稱：網路號和主機號），ip地址的結構使我們可以在Internet上很方便的定址。ip地址通常用更直觀的，以圓點分隔號的四個十進位制數字表示，每個數字從0到255，如某一臺主機的ip地址為：128.20.4.1。在區域網裡，同樣也需要ip地址，一般內網的ip地址是以192.168開頭的，這樣很容易區分公網和內網的ip地址。

徹底明白IP地址的含義
不管是學習網路還是上網，IP地址都是出現頻率非常高的詞。Windows系統中設定IP地址的介面如圖1所示，圖中出現了IP地址，子網掩碼，預設閘道器和DNS伺服器這幾個需要設定的地方，只有正確設定，網路才能通，那這些名詞都是什麼意思呢？學習IP地址的相關知識時還會遇到網路地址，廣播地址，子網等概念，這些又是什麼意思呢？
在這裡插入圖片描述
        圖1

要解答這些問題，先看一個日常生活中的例子。如圖2所示，住在北大街的住戶要能互相找到對方，必須各自都要有個門牌號，這個門牌號就是各家的地址，門牌號的表示方法為:北大街+XX號。假如1號住戶要找6號住戶，過程是這樣的，1號在大街上喊了一聲: “誰是6號，請回答”，這時北大街的住戶都聽到了，但只有6號作了回答，這個喊的過程叫"廣播"，北大街的所有使用者就是他的廣播範圍，假如北大街共有20個使用者，那廣播地址就是: 北大街 21號。也就是說，北大街的任何一個使用者喊一聲能讓"廣播地址-1"個使用者聽到。
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                 圖2

從這個例中可以抽出下面幾個詞：
街道地址：北大街，如果給該大街一個地址則用第一個住戶的地址-1，此例為: 北大街0號
住戶的號：如1號，2號等.
住戶的地址：街道地址+XX號，如北大街 1號，北大街 2號等
廣播地址：最後一個住戶的地址+1，此例為：北大街21號

Internet網路中，每個上網的計算機都有一個像上述例子的地址，這個地址就是IP地址，是分配給網路裝置的門牌號，為了網路中的計算機能夠互相訪問，IP地址=網路地址+主機地址，圖1中的IP地址是192.168.100.1，這個地址中包含了很多含義。如下所示:
網路地址(相當於街道地址)：192.168.100.0
主機地址(相當於各戶的門號)：0.0.0.1
IP地址(相當於住戶地址)：網路地址+主機地址=192.168.100.1
廣播地址：192.168.100.255

這些地址是如何計算出來的呢？為什麼計算這些地址呢？要想知道如何，先要明白一個道理，學習網路的目的就是如何讓網路中的計算機相互通訊，也就是說要圍繞著"通"這個字來學習和理解網路中的概念，而不是隻為背幾個名詞。

注:192.168.100.1是私有地址，是不能直接在Internet網路中應用的，上Internet要轉為公有地址，下面詳細說明。

  • 為什麼要計算網路地址
    一句話就是讓網路中的計算機能夠相互通訊。先看看最簡單的網路，圖3中是用網線(交叉線)直接將兩臺計算機連起來。下面是幾種IP地址設定，看看在不同設定下網路是通還是不通。
    (1)、設定1號機的IP地址為192.168.0.1，子網掩碼為255.255.255.0，2號機的IP地址為192.168.0.200，子網掩碼為255.255.255.0，這兩臺計算機就能正常通訊。
    (2)、如果1號機地址不變，將2號機的IP地址改為192.168.1.200，子網掩碼還是為255.255.255.0，那這兩臺就無法通訊。
    (3)、設定1號機的IP地址為192.168.0.1，子網掩碼為255.255.255.192，2號機的IP地址為192.168.0.200，子網掩碼為255.255.255.192，注意和第1種情況的區別在於子網掩碼，1為255.255.255.0，本例是255.255.255.192。這臺計算機就不能正常通訊。
    在這裡插入圖片描述
              圖3

    第1種情況能通是因為這兩臺計算機處在同一網路192.168.0.0，所以能通，而2,3種情況下兩臺計算機處在不同的網路，所以不通。
    這裡先給個結論: 用網線直接連線的計算機或是通過HUB（集線器）或普通交換機間接的計算機之間要能夠相互通，計算機必須要在同一網路，也就是說它們的網路地址必須相同，而且主機地址必須不一樣。如果不在一個網路就無法通，這就像我們上面舉的例子，同是北大街的住戶由於街道名稱都是北大街，且各自的門牌號不同，所以能夠相互找到對方。 計算網路地址就是判斷網路中的計算機在不在同一網路，在就能通，不在就不能通。注意，這裡說的在不在同一網路指的是IP地址而不是物理連線，那麼如何計算呢？

  • 如何計算網路地址 （子網掩碼）

    我們日常生活中的地址如: 北大街1號，從字面上就能看出街道地址是北大街，而我們從IP地址中卻難以看出網路地址，要計算網路地址，必須藉助我們上邊提到過的子網掩碼。
    計算過程是這樣的，將IP地址和子網掩碼都換算成二進位制，然後進行與運算，結果就是網路地址。與運算如下所示，上下對齊，1位1位的算，1與1=1，其餘組合都為0。
    在這裡插入圖片描述
         圖4

    例如: 計算IP地址為:202.99.160.50，子網掩碼是255.255.255.0的網路地址步驟如下:
    1)將IP地址和子網掩碼分別換算成二進位制
    202.99.160.50 換算成二進位制為 11001010·01100011·10100000·00110010
    255.255.255.0 換算成二進位制為 11111111·11111111·11111111·00000000
    2)將二者進行與運算
    在這裡插入圖片描述
               圖5

    3)將運算結果換算成十進位制，這就是網路地址。
    11001010·01100011·10100000·00000000換算成十進位制就是202.99.160.0

    現在我們就可以解答上面三種情況的通與不通的問題了。

    第一種，從下面運算結果可以看出二臺計算機的網路地址都為192.168.0.0且IP地址不同，所以可以通。
    在這裡插入圖片描述
                     圖6

    第二種，從下面運算結果可以看出1號機的網路地址為192.168.0.0，2號機的網路地址為192.168.1.0 不在一個網路，所以不通。
    在這裡插入圖片描述
                     圖7

    第三種，從下面運算結果可以看出1號機的網路地址為192.168.0.0,2號機的網路地址為192.168.0.192 不在一個網路,所以不通
    在這裡插入圖片描述
                     圖8

    相信看到這應該明白了為何計算網路地址和如何計算了。

(四) 子網掩碼

子網掩碼是用來判斷任意兩臺計算機的ip地址是否屬於同一子網路的根據。最為簡單的理解就是兩臺計算機各自的ip地址與子網掩碼進行and運算後，得出的結果是相同的，則說明這兩臺計算機是處於同一個子網路上的，可以進行直接的通訊。（具體子網掩碼各位的含義待補充。）

(五) 預設閘道器

什麼是預設閘道器 ？
如果搞清了什麼是閘道器，預設閘道器也就好理解了。就好像一個房間可以有多扇門一樣，一臺主機可以有多個閘道器。預設閘道器的意思是一臺主機如果找不到可用的閘道器，就把資料包發給預設指定的閘道器，由這個閘道器來處理資料包。現在主機使用的閘道器，一般指的是預設閘道器。

如何設定預設閘道器
一臺電腦的預設閘道器是不可以隨隨便便指定的，必須正確地指定，否則一臺電腦就會將資料包發給不是閘道器的主機，從而無法與其他網路的主機通訊。預設閘道器的設定有手動設定和自動設定兩種方式。

  1. 手動設定
    手動設定適用於電腦數量比較少、TCP/IP引數基本不變的情況，比如只有幾臺到十幾臺電腦。因為這種方法需要在聯入網路的每臺電腦上設定“預設閘道器”，非常費勁，一旦因為遷移等原因導致必須修改預設閘道器的IP地址，就會給網管帶來很大的麻煩，所以不推薦使用。
    在Windows 9x中，設定預設閘道器的方法是在“網路上的芳鄰”上右擊，在彈出的選單中點選“屬性”，在網路屬性對話方塊中選擇“TCP/IP協議”，點選“屬性”，在“預設閘道器”選項卡中填寫新的預設閘道器的IP地址就可以了。
    需要特別注意的是：預設閘道器必須是電腦自己所在的網段中的IP地址，而不能填寫其他網段中的IP地址。

  2. 自動設定
    自動設定就是利用DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol, 動態主機配置協議）伺服器來自動給網路中的電腦分配IP地址、子網掩碼和預設閘道器 。這樣做的好處是一旦網路的預設閘道器發生了變化時，只要更改了DHCP伺服器中預設閘道器的設定，那麼網路中所有的電腦均獲得了新的預設閘道器的IP地址。這種方法適用於網路規模較大、TCP/IP引數有可能變動的網路。另外一種自動獲得閘道器的辦法是通過安裝代理伺服器軟體（如MS Proxy）的客戶端程式來自動獲得，其原理和方法和DHCP有相似之處。由於篇幅所限，就不再詳述了

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