Linux 入门记录：十四、网络基础

一、IP地址

IP 地址是因特网上的每个网络节点在全球范围内的唯一标识符，一个 IP 地址唯一标识一个主机（严格来说是标识一个网卡接口 network interface card）。

现在应用最为广泛的是 IPv4 地址，已逐渐向 IPv6 地址切换。IPv4 地址为 32 位长，IPv6 地址为 128 位长。这里主要讨论 Ipv4 地址。

一个 IPv4 地址分为两个部分：网络部分（网络号）和主机部分（主机号）。网络部分用来标识所属网络区域，主机部分用来标识该区域中的哪台主机。

所以整个 Internet 上的每台计算机都依靠各自惟一的 IP 地址来标识。

二、IPv4地址

IPv4 地址是一个 32 位的二进制串，如 11001010011100010100010010101101 。为了提高可读性，我们常把 32 位 IPv4 地址中的每 8 位转换为对应的十进制，并在每个十进制数之间插入一个点，即 202.113.68.173，这种记法就是常用的点分十进制记法。

三、子网掩码

子网掩码（subnet mask）又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个 IP 地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。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。子网掩码是一个 32 位地址，用于屏蔽 IP 地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该 IP 地址是在局域网上，还是在远程网上。（引用自互动百科）

怎样判断不同 IP 在同一个局域网（网段）？

方法1：比较它们的网络号是否相同。

将 IP 号和子网掩码进行与运算，就可以得到网络号了。

方法2：直接用一台电脑 ping 另一台电脑的 IP。

如果收到数据包，则在同一局域网；如果接收超时，则不在同一局域网。

四、同一网络之间进行通信

同一网络下，主机之间基于 ARP 协议解析出对方的 MAC 地址，通过交换机实现信息帧的转发，进而实现通信。

1. MAC地址（Media Access Control Address，媒体访问控制地址）

MAC 地址中的 MAC ，人们习惯上把它称之为网卡地址、硬件地址、适配器地址，是一种物理地址，如同我们的身份证号，具有全球唯一性。

MAC 地址用一个十六进制数字来表示，共 6 字节 48 位，前 3 字节（高 24 位）是由 IEEE 的注册管理机构 RA 负责给不同厂家分配的代码，也称为“编制上唯一的标识符”，后 3 字节（低 24 位）由各厂家自行指派给生产的适配器接口，称为扩展标识符（唯一性）。一个地址块可以生成 2 ^ 24 个不同的地址。

2. ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）

在 TCP/IP 网络环境下，每个主机都分配了一个 IP 地址，这种互联网地址是在网际范围标识主机的一种逻辑地址。为了让报文在物理网路上传送，必须知道对方目的主机的物理地址（MAC 地址）。这样就存在把 IP 地址变换成 MAC 地址的地址转换问题。以以太网环境为例，为了正确地向目的主机传送报文，必须把目的主机的 IP 地址转换成为 MAC 地址。这就需要在互连层有一组服务将 IP 地址转换为相应的 MAC 地址，这组协议就是 ARP 协议。APR 协议实现了通过 IP 地址解析出物理地址，保证了通信的顺利进行。

3. 交换机（switch hub）

交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路，实现信息帧的转发，也称为交换式集线器。

五、不同网络之间通信

不同的网络下，需要经过路由（网关）转发实现主机间的通信。实现路由转发的可以是路由器（网关）或具有路由功能的主机。

路由

在不同网络之间传输数据的功能叫做路由功能，具有路由功能的设备叫做路由器，路由器一般有多个接口，连接到不同的网络中，并且通过路由表进行数据转发。

路由表中包含一系列路由规则，可用于判断网络流量的导向目的地。

六、域名

IP 地址很难记忆，使用一个名称更容易。用于表示 TCP/IP 地址的名字被称为域名。

一个完整的域名分为三个部分，用 "." 分割：

类型：标识该域名的类型（com, net, org, edu, gov 等等）
域名：域名称
主机名：该域中的某台主机名称

例如 "www.cnblogs.com"，"www" 主机名，"cnblogs" 域名，"com" 类型，连起来就是“cnblogs.com这个域名下的 www 主机”。

七、DNS（Domain Name System，域名解析服务器）

每个域名代表一个 IP，而 DNS 服务器就是用来在域名和 IP 之间进行双向解析的。

八、基本网络配置参数

1. 配置一个局域网通信的计算机，需要：

IP 地址
子网掩码

2. 配置一个跨网段通信的计算机，需要：

IP 地址
子网掩码
网关

3. 配置一个可上网通信的计算机，需要：

IP 地址
子网掩码
网关
DNS

参考链接：

网络基础知识整理

Ipv4地址和下一代IP地址

怎么判断两个IP在同一个局域网？

MAC地址是什么？

ARP协议