ip、子网掩码、网关之间的关系

一、ip

1. IP地址概念

IP地址是一个32位的二进制数，它由网络ID和主机ID两部份组成，用来在网络中唯一的标识的一台计算机。

网络ID用来标识计算机所处的网段；主机ID用来标识计算机在网段中的位置。

IP地址通常用4组3位十进制数表示，中间用“.”分隔。比如，192.168.0.1。

2.IP地址分类

1）网络地址

IP地址由网络号（包括子网号）和主机号组成，网络地址的主机号为全0，网络地址代表着整个网络。如对于网段：192.168.1.0/24，其对应的网络地址为：192.168.1.0

2）广播地址

广播地址与网络地址的主机号正好相反，广播地址中，主机号为全1。当向某个网络的广播地址发送消息时，该网络内的所有主机都能收到该广播消息。如对于网段：192.168.1.0/24，其对应的广播地址为：192.168.1.255

3）各类地址

• A类地址以0开头，第一个字节作为网络号，地址范围为：0.0.0.0~127.255.255.255；
• B类地址以10开头，前两个字节作为网络号，地址范围是：128.0.0.0~191.255.255.255;
• C类地址以110开头，前三个字节作为网络号，地址范围是：192.0.0.0~223.255.255.255。
• D类地址以1110开头，地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255，D类地址作为组播地址（一对多的通信）；
• E类地址以1111开头，地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255，E类地址为保留地址，供以后使用。

二、子网掩码

子网掩码是在IPv4地址资源紧缺的背景下为了解决lP地址分配而产生的虚拟lP技术，通过子网掩码将A、B、C三类地址划分为若干子网，从而显著提高了IP地址的分配效率，有效解决了IP地址资源紧张的局面。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： 是一个32位的2进制数，其对应网络地址的所有位都置为1，对应于主机地址的所有位置都为0。

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​子网掩码的作用​

​： 子网掩码只有一个作用，就是通过逻辑运算，将一个IP地址划分为网络地址和主机地址，使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的，从而正确地进行路由，只有网络地址相同的两台主机在无路由的情况下才能相互通信。

子网掩码、IP、网关的应用关系： 网络A把数据与源宿IP地址打包，路由器根据子网掩码与源宿IP地址进行逻辑运算判断是否属于同一子网，若不是同一子网，则将数据包发送到A的网关，利用路由功能转发到B的网关，再发到宿点IP地址上。

三、网关

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。

网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。

与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。

那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）与主机的IP 地址作 “与” 运算的结果不同判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。这就是网络A向网络B转发数据包的过程。

所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。

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