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子网掩码、广播地址、DNS和网关

子网掩码、广播地址、DNS和网关

文本关键字：子网掩码、广播地址、DNS、网关

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一、子网掩码

1. 子网掩码作用

子网掩码从字面上的理解就是一种子网的遮罩，也就是说单单从一个IP地址其实我们并不能够判断该地址的网络号与主机号是多少位。虽然我们知道A类、B类、C类地址有一个自己的区间范围，由此可以知道该类型网络的网络号与主机号是多少位，但这也是以子网掩码是默认值为前提的。

  • A类网址的子网掩码默认为：255.0.0.0
  • B类网址的子网掩码默认为：255.255.0.0
  • C类网址的子网掩码默认为：255.255.255.0

当给定一个IP地址后，我们通过相应的子网掩码即可得出该地址所在网络的网络号位数，以此判断该网络能够容纳的机器的个数（即主机号位数）。另外的一个作用就是可以通过运算判断两台机器是否处在同一子网。

2. 判断两台机器是否处在同一子网（网段）

子网掩码是由32位二进制数字组成的四组数字，左边是网络位，用二进制数字1表示，1的个数等于网络位数的长度，右边是主机位，用二进制数字0表示，0的个数等于主机位的长度。在进行自定义子网掩码时，1和0必须分别连续。
对于每类网络默认的子网掩码，其实确定网段还是相对容易的，因为每一个255刚好是8个二进制位为1的情况，用一个英文句点隔开，这样我们直接保留255对应的部分，清除0对应的部分即可得到。

  • A类地址网址：113.88.87.65 -> 网段：113.0.0.0
  • B类地址网址：183.14.23.92 -> 网段：183.221.0.0
  • C类地址网址：200.67.83.77 -> 网段：200.67.83.0

那么复杂一些，如果我们人为指定了子网掩码，相当于将IP地址划分为了三部分：网络号、子网号、子网主机号。也就是说主机号的一部分被子网号占用了，那我们很难立刻判断出两个IP地址是否处在同一个子网中，这个时候需要进行二进制的与运算。

  • 与运算规则：
    • 1 AND 1 = 1
    • 1 AND 0 = 0
    • 0 AND 1 = 0
    • 0 AND 0 = 0

以28位的子网掩码为例：225.225.255.240（11111111.11111111.11111111.11110000），直观来看，子网主机号只有四位，那么如果两台机器处在同一子网，在前24位（前三组）网络地址全部相同的前提下，最后一组数字的二进制表示将不能超过00001111，否则两台机器一定不在同一个子网，不在同一个子网的两个机器需要通信必须借助路由器。

  • 示例1：200.67.83.3和200.67.83.14（前三组数字相同，比较时可忽略）
    • 直接比较：3 - > 0000 0011，14 -> 0000 1110，在同一子网
    • 通过与运算比较，结果相同，在同一子网
      • 1111 0000 AND 0000 0011 = 0000 0000
      • 1111 0000 AND 0000 1110 = 0000 0000
  • 示例2：200.67.83.13和200.67.83.77
    • 直接比较：13 -> 0000 1101，77 -> 0010 1101，后者的主机号部分已超出限定位数，必不在同一个子网
    • 通过与运算比较，结果不同，不在同一子网
      • 1111 0000 AND 0000 1101 = 0000 0000
      • 1111 0000 AND 0010 1101 = 0010 0000

二、广播地址

1. 广播地址有什么用？

广播地址是专门用于同时向该网络中所有主机进行广播的一个地址。这就好像我们去收听一个广播频道，广播频道本身就是一个广播地址，播音员向这个地址去进行推送，那么只要能够收到这个频道的听众就都能够听到广播。那么这个广播的覆盖面到底有多光呢，这还是取决于我们的网络号。我们知道，一个完整的IP地址是由网络号和主机号两部分组成的，那么广播的覆盖范围就是其所在网络下的所有主机。

2. 广播地址如何计算？

广播地址的计算其实十分简单，只要把主机号所在的二进制位全部变为1即可得到广播地址。

  • 局域网地址：192.168.211.32/24（斜杠后的数字代表子网掩码的二进制位数，那么主机号的位数为32-24=8），所以广播地址为：192.168.211.255

三、DNS

1. DNS是什么？

NDS本身是Domain Name System（域名系统）的缩写，这也是Internet核心服务之一。以大家使用网络的经验，仿佛输入一个网址，然后直达一个网站已经是再正常不过的事情。其实我们享受到的各种功能服务来自于一个个具体的公网服务器，这些服务器都具有各自的公网IP。那么会有这么几个问题：

  • IP地址不方便记忆
  • IP地址的分配由网络运营商管理，有可能被分配给其他机器或收回
  • 用户可以方便的进行访问

假如我们一直使用我们的小本本记录下了各种宝藏网站的IP地址，那么如果因为性能升级、服务器租用到期等其他原因，出现了运营商更换的情况，那么原有的IP地址必定会被收回或分配给其他个人或公司。那这就导致我们辛苦收集的IP地址完全无用了，那么给IP地址增加一个别名就是一个不错的方式。我们可以建立一个别名和IP地址的映射关系，用户只需要记住这个别称就可以了，即使服务器发生了更换，我们只需要重新建立IP地址和这个别名的映射关系就可以了！
那我们所说的域其实指的就是com、edu、cn、net等名称的后缀，在使用和访问上其实没有任何区别，只是因为是不同含义的缩写而被不同的用户所选择，也就是说一个完整的域名包含名称和后缀两部分。

2. 配置DNS服务器地址？

NDS服务器也就是负责提供域名解析服务的服务器，在分布式数据库中存储了大量的域名与IP地址的映射信息。

  • 114.114.114.114：国内移动、电信、联通通用的DNS
  • 115.159.157.26：阿里公共DNS
  • 8.8.8.8：谷歌公司提供的DNS，全球通用

四、网关

从字面的意思来理解，网关就是一个关卡，当我们需要和网络进行通信时，需要经过层层的路由器，这个时候总要有人来负责指挥交通，并且维护整个秩序。
当我们的计算机进行网络通信时，都要经过网关来处理，那么网关具体的体现其实也是一个IP地址，但是这个IP地址通常是具有路由功能的设备被分配到的地址，如：路由器。
网关的IP地址一般由网络管理员提供或者使用DHCP的方式自动进行获取。


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