深入理解IP地址、子网掩码、网关的概念
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通俗来讲：IP地址，是标注一台电脑的身份，如同每个人都有的身份证；子网掩码表示所使用的网络属于哪种网络段，两个IP地址同属于一个网段就可以直接通信，当属于不同的网络段时则需要网关来发挥作用了；而网关指的是所发送的信息（数据包）出去的出口，一般指的是路由器地址。
IP地址
什么是IP协议/地址？
即“网络之间能相互连通的协议”，即计算机与计算机之间借助网络的相互通信都得遵循IP协议。IP地址是用来标识每台计算机的身份，它为互联网上的每台计算机分配一个逻辑地址，标识这台计算机的唯一。即计算机的网络身份证。
打个比方，你开车允许你上高速公路，那么你的车辆就必须得上牌照，别人的车辆也上了牌照，那么大家都可以上高速公路，车辆没上牌照的就不能上公路了。而在这里这个IP协议，就相当于车辆需要安装的牌照。
IP协议的位置
在OSI（网络七层模型）中位于“网络层”一处。
IP协议的组成
它将数据链路层传来的数据帧打包成“IP数据包”的格式来传递到下一层。
IP地址的组成：
IP地址 = 网格号 + 主机号。
想象一下，我们有一个快递系统，而IP协议在这个系统中扮演着非常重要的角色。
IP协议的位置 ：就像快递公司在物流网络中的位置，IP协议在网络的七层模型中位于"网络层"。这一层负责将数据从一个地方传送到另一个地方，就像快递公司负责将包裹从一个城市送到另一个城市。
IP协议的组成 ：IP协议将数据链路层（可以想象成街道和门牌号）传来的数据帧（包裹）打包成"IP数据包"。这个过程就像是将包裹装入一个标准的快递箱，这样无论包裹大小如何，都能被统一处理和运输。
IP地址的组成 ：IP地址就像是包裹上的地址标签，它由两部分组成：网段号（网格号）和主机号。网段号告诉我们包裹应该送到哪个区域，而主机号则告诉我们在这个区域内，包裹应该送到哪个具体的地址。
- 网段号 ：相当于一个小区或者街道的名称，它帮助快递公司知道包裹应该送到哪个大致区域。
- 主机号 ：在这个小区或街道内，具体哪栋楼哪个房间，告诉快递公司包裹应该送到具体的哪一家。
这样，通过IP协议，数据就可以在互联网上从一个设备安全、准确地传送到另一个设备，就像快递包裹一样。
子网掩码
什么是子网掩码
即用来判断两台计算机的IP地址是否属于同一个网络段的判断。如果两台计算机处于同一个网络字段上，则这两台计算机就可以直接进行通信交流。
屏蔽IP地址的一部分用来表示区别是网络标识和主机标识，以此来判断出IP地址是在局域网还是，Internet网上，将整个巨大的IP
网络划分成若干个小的子网，除此之外通过计算机的子网掩码，可以判断出两台计算机是否是处在同一个网络段的。
即将计算机的IP地址和子网掩码都转化为二进制，进行AND运算，得出结果相同的话，则说明两台计算机处在同一个网络段，可以直接通信。
子网掩码的组成
由32位的二进制组成，例如：
11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000 即表示为： 255 .255 . 255 . 0
IP地址和子网掩码
IP地址：4段十进制，共32位二进制，如：192.168.1.1二进制就是：11000000｜10101000｜00000001｜00000001
子网掩码可以看出有多少位是网络号，有多少位是主机号：
255.255.255.0二进制是：11111111 11111111 11111111 00000000
网络号24位，即全是1；主机号8位，即全是0
129.168.1.1 /24 ，这个24就是网络号是24位，主机号是8位，也就相当于子网掩码是：11111111 11111111 11111111
00000000即：255.255.255.0
172.16.10.33/27中的/27，也就是说子网掩码是255.255.255.224，即27个全1 ，11111111 11111111
11111111 11100000
网关
通常指默认网关，比如通过子网掩码判断出两台计算机处于不同的网络字段，两台计算机就不能直接进行通信，为了能进行通信，这个时候网关就出现了，可以将不同网络频段的两台计算机联系在一起，从而进行通信。
打个比方：在古代我们从一个地方到另一个地方，需要经过一个城门口，比如说从东北进入内地需要经过山海关。这个城门口叫做“关口“。那么同样道理而言，从一个网络通道进入另一个网络通道是，也必须要经历这样的一个“关口”，在这里我们称之为网关。即从一个网络连接进入另一个网络的“入口“。
再打个比方：你和一个美国人进行交流，而你不懂英语，美国人也不懂汉语，那怎么办？你们互相说话的话，都是无法交流的。
这时，我们可以借助于一个翻译机，可以将对方所说的话翻译成我所能听得懂的语言。这样就可以了，网关的作用也是这样的，两个不同网络频段的计算机，经过网关（网关需要靠路由器来实现协议作用）可以进行无障碍的交流通信。
网关的作用
比如现有网络a和网络b两个网络，而如果两个网络之间要是没有路由器的话，网络a和网络b之间是不能进行TCP/IP通信。根据子网掩码我们判断出网络a和网络b是处于不同的网络，因此要使两个网络可以互相连通，则必须通过网关。
总结
好的，我们继续用快递的例子来讲解IP地址、子网掩码和网关的概念。
IP地址
IP地址就像是每个家庭的门牌号，它唯一标识互联网上的每个设备。就像每个家庭都有一个地址一样，每个连接到互联网的设备也需要一个IP地址来接收和发送信息。
子网掩码
子网掩码帮助我们理解IP地址中的哪一部分是网段号（网格号），哪一部分是主机号。继续用快递的例子，子网掩码就像是快递公司的区域划分规则，它告诉我们一个区域内的包裹应该先送到哪个分拣中心。
例如，如果一个IP地址是192.168.1.10，子网掩码是255.255.255.0，这意味着：
- 前三个数字（192.168.1）是网段号，表示这个IP地址属于一个大的区域或网络。
- 最后一个数字（10）是主机号，表示这个网络内的具体设备。
网关
网关可以想象成是小区的大门或者是一个快递分拣中心。当你的设备（比如你的电脑）想要发送数据到互联网上时，它首先会把数据发送到网关。网关的作用是连接不同的网络，它知道如何将数据从一个网络转发到另一个网络。
例如，如果你的电脑在一个局域网内（比如家里或办公室），它想要访问互联网，那么它就会先把数据发送到局域网的网关，然后网关会将数据转发到互联网。
关联
- IP地址 ：每个设备的网络身份。
- 子网掩码 ：帮助区分IP地址中的网络部分和主机部分。
- 网关 ：连接不同网络的桥梁，负责转发数据。
这三者之间的关系可以这样理解：你的IP地址告诉你在网络中的位置，子网掩码帮助你理解这个位置的具体含义，而网关则是帮助你的数据从你的网络出发，到达目的地的中转站。就像你的家庭地址告诉你住在哪里，快递公司的区域划分规则告诉你包裹应该先送到哪个分拣中心，而分拣中心则是帮助你的包裹从一个地方到达另一个地方的关键环节。
当我们在互联网上进行通信时，比如你使用一个应用程序与我聊天，这背后涉及到一系列的技术，使得不同网段的设备能够相互访问。这里有几个关键的网络概念和设备：
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路由器 ：路由器是一种网络设备，它在不同网络之间转发数据包。它能够识别数据包的目的地，并决定如何将数据包从一个网络传输到另一个网络。
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公网IP地址 ：每个连接到互联网的设备通常有一个私有（局域网）IP地址，用于在局域网内部通信。同时，路由器会有一个公网IP地址，用于在互联网上标识这个网络。
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NAT（网络地址转换） ：NAT是一种技术，它允许多个设备共享一个公网IP地址来访问互联网。路由器使用NAT将私有IP地址转换为公网IP地址，反之亦然。
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DNS（域名系统） ：当你输入一个网址时，DNS服务会将这个易于记忆的网址转换为IP地址，这样你的设备就可以找到目标服务器。
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TCP/IP协议 ：这是互联网通信的基础，它定义了数据如何在网络中传输。
当你想要使用互联网与我聊天时，这里发生了什么：
- 你在自己的设备上输入网址或启动应用程序。
- 你的设备通过DNS查找我的服务器的IP地址。
- 你的设备通过NAT将私有IP地址转换为公网IP地址，并通过路由器发送数据包到互联网。
- 路由器使用路由表决定如何将数据包发送到目标IP地址。
- 数据包通过多个路由器和交换机，最终到达我的服务器。
- 我的服务器接收到数据包，解析信息，并回复给你。
- 数据包再次通过互联网返回到你的设备，路由器将其从公网IP地址转换回你的私有IP地址，然后你的设备接收到回复。
这样，即使我们不在同一个网段，我们仍然能够通过互联网进行通信。这个过程涉及到复杂的网络基础设施和协议，但对于用户来说，它通常是透明的，你只需要点击发送，剩下的工作就由网络设备和协议来完成了
