子網

3.1 主機和子網介紹

IP 地址用於識別網絡上的設備。要通過網絡與其他設備通信，必須為每個網絡設備（包括計算機、服務器、路由器、打印機）分配一個 IP 地址。網絡上的此類設備稱為主機。

網絡設備也有自己的號碼。由特定網絡設備服務的所有計算機稱為子網。每個子網都有一個模式，網絡設備通過該模式為其子網分配 IP 地址。這種模式稱為子網掩碼。

子網掩碼允許您將一個網絡劃分為多個子網，還可以設置贊助主機的最大數量。

IP地址簡介

IP 地址由四部分組成，以點分十進制數字形式書寫（例如，192.168.1.1）。這四個部分中的每一個都稱為八位字節。一個八位位組是八個二進制數字，例如00001111.

00000000因此，每個八位位組都可以採用從到11111111或從0到十進制的二進制值255。

IP地址結構

IP地址的第一部分是網絡號，另一部分是主機ID。它們一起形成一個唯一的主機 IP 地址。網絡號越短，它能容納的主機就越多。如果網絡號佔用，那麼每個主機號（網絡中的3 bytes最大主機數）將只保留一個字節。255

網絡號被路由器（路由器、路由器）用來將數據包轉發到所需的網絡，而主機 ID 則標識該網絡上應該將數據包傳遞到的特定設備。

網絡和主機號示例

下圖顯示了一個 IP 地址的示例，其中前三個八位字節 ( 192.168.1) 是網絡號，第四個八位字節 ( 16) 是主機 ID。

IP 地址中每個網絡號的二進制位數和地址中每個主機 ID 的位數可能不同，具體取決於子網掩碼。

3.2 子網掩碼

私有IP

Internet 上的每個主機都必須有一個唯一的地址。本地網絡中的 IP 地址除外。

如果您的辦公室有自己的本地網絡，那麼它的計算機將有自己的非唯一 IP 地址。但是，如果它是直接連接到 Internet 的計算機或服務器，那麼它必須具有公開的唯一 IP 地址。

有一個專門的組織（IANA）負責處理IP地址的分配。ISP 以塊（子網）的形式從中購買 IP 地址，然後將它們出售給他們的客戶。因此，如果您為白色 IP 地址付費，那麼一切都正常（提供商也為此付費）。

此外，IANA 還確定了幾個常用於非公共局域網的子網。由於這些子網是非公開的，因此任何人都可以出於任何目的使用它們。共有三個這樣的子網：大、中和小。

以下三塊IP地址是為他們預留的：

• 10.0.0.0—10.255.255.255
• 172.16.0.0—172.31.255.255
• 192.168.0.0—192.168.255.255

這些私有子網的 IP 地址有時稱為“灰色”地址。

子網掩碼

為了確定 IP 地址的哪些位表示主機號，哪些位表示子網號，使用了所謂的子網掩碼。

假設您有一個以二進制形式編寫的 IP 地址：

11110101 01010101 11111111 00000001

負責網絡號的位標記為紅色，負責主機號的位標記為綠色。是的，這也是可能的。沒有硬綁定到字節。

子網掩碼將被稱為這樣的數字，其中子網位對應於 1，主機位對應於 0。先前地址的子網掩碼示例：

11111111 11111111 11110000 00000000

所有子網位都相等1，所有主機位都相等0。

提取 IP 地址中的網絡號和主機 ID 的示例：

子網掩碼總是由一系列連續的 1 組成，從掩碼的最左邊的位開始，接著是一系列連續的 0，總共為 bits 32。

子網掩碼可以定義為地址中表示網絡號的位數（值為“ 1”的位數）。例如，“ 8-bit mask”是一個掩碼，其中8位為 1，其餘24位為 0。

子網掩碼以點分十進製表示法書寫，就像 IP 地址一樣。以下示例顯示了8-bit、16-bit和子網掩碼的二進制24-bit和29-bit十進製表示法。

子網掩碼：

3.3 DHCP

在本地網絡內部，既可以有靜態 IP 地址，也可以有動態 IP 地址。系統管理員可以為計算機分配靜態地址。動態的使用DHCP服務自動分配給計算機。

動態主機配置協議(DHCP) 是一種應用協議，它允許網絡設備自動獲取 IP 地址和在 TCP/IP 網絡上運行所需的其他參數。

計算機啟動後，操作系統訪問 DHCP 服務器（通常內置於路由器中）並從中接收 IP 地址（和其他必要參數）。這避免了在網絡上手動配置計算機。大多數本地網絡都使用這種方法。

IP地址分配

DHCP協議提供了三種分配IP地址的方式：

手動分發。在這種方法中，網絡管理員將每台計算機的硬件地址（MAC 地址）映射到一個特定的 IP 地址。事實上，這種地址分配方法與手動配置每台計算機的不同之處僅在於地址信息集中存儲（在 DHCP 服務器上），因此在必要時更容易更改。

自動分配。使用這種方法，每台計算機都會從管理員定義的範圍內分配一個任意的免費 IP 地址，以供永久使用。

動態分佈。這種方法與自動分配類似，不同之處在於地址分配給計算機不是永久使用，而是在一定時期內使用。這稱為地址租約。租約到期後，IP 地址再次被認為是免費的，客戶端有義務請求一個新的（但是，結果可能是一樣的）。此外，客戶本人可以拒絕收到的地址。

當新地址分配給客戶端計算機時，高級 DHCP 服務能夠自動更新對應於客戶端計算機的 DNS 記錄。當您有一個使用內部 DNS 作為服務器和計算機名稱的大型公司網絡時，這會很有用。

DHCP 選項

除了 IP 地址，DHCP 還可以為客戶端提供正常網絡操作所需的附加參數。這些選項稱為 DHCP 選項。有很多，但你只需要知道其中的幾個。

一些最常用的選項是：

• 默認路由器 IP 地址；
• 子網掩碼;
• DNS 服務器地址；
• DNS 域名。

3.4 本地主機和 127.0.0.1

了解幾個有用的 IP 地址。例如，路由器的 IP 地址。另一個有用的 IP 地址是127.0.0.1.現在我們將更詳細地討論它。

什麼是 127.0.0.1？

IP 地址127.0.0.1稱為環回地址，但您可以將其視為localhost。當您將瀏覽器指向 時127.0.0.1，它會嘗試連接到您正在使用的計算機。當您想連接到計算機上的服務器時，這很方便。

127.0.0.1在IP地址中是特殊的。通常，IP 地址對於本地網絡和 Internet 上的每台計算機都是唯一的。但是，無論如何，127.0.0.1它始終指向您當前使用的計算機。

例如，您在工作計算機上設置了一個服務器，您可以通過127.0.0.1在工作中的瀏覽器中鍵入來連接到它。但是，當您回到家並輸入 時127.0.0.1，您將連接到您的家用計算機。要連接到工作計算機，您將需要其公共 IP 地址。

什麼是本地主機？

localhost其實就是一個域名，和localhost沒有什麼127.0.0.1.特別的區別127.0.0.1。你可以這樣寫，那樣寫，隨你喜歡。

您可以將 localhost 視為地址的“名稱” 127.0.0.1，就像“www.google.com”是 Google IP 地址的“名稱”一樣。但是，當您訪問 www.google.com 時，它必須通過 DNS 服務器，以便您的計算機可以確定哪個 IP 地址與該名稱匹配。

Localhost 不需要 DNS 服務器，因為您的計算機已經知道您要連接到它。這樣即使您沒有互聯網連接也可以使用本地主機。