IP地址、子网掩码、网关、默认网关

IP地址

定义：ip地址是互联网协议地址，也因特网协议地址也叫网际协议地址。

作用：IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址，作用是为了区分不同的网络主机。

组成：Ip地址 = 网络地址 + 主机地址（又称：网络号+主机号）

网络号相同的主机称之为本地网络中的主机，网络号不相同的主机称之为远程网络中的主机。本地网络中的主机可以直接相互通信，远程网络中的主机要相互通信必须通过本地网关（Gateway）来传递转发数据。

常用IP地址类型：假设IP地址格式：a.b.b.d
A类：网络识别码—a... ; 主机识别码—b.c.d ;—主机数量：256x256x256-2=16777214
B类：网络识别码—a.b.. ; 主机识别码—c.d ;—主机数量：256x256-2=65534
C类：网络识别码—a.b.c. ; 主机识别码—d ;—主机数量：256-2=254

子网掩码

IP地址中网络地址和主机地址各是多少位表示呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。

通过IP地址与子网掩码进行与的运算可以得到网络地址（网络号）。

如主机A与主机B进行通信，要拿主机B的IP地址和主机A的子网进行与的运算 ，用来判断主机A与B是否在同一网段。

子网掩码表示方法

（1）二进制表示：11111111.11111111.11111111.00000000

对应十进制表示：255.255.255.0

（2）CIDR斜线记法：IP地址/n

举例说明：192.168.0.0/24
192.168.0.0: 网络地址
24: 表示子网掩码二进制表示法中，连续的 1 的 个数，这里为：11111111·11111111·11111111·00000000，即 255.255.255.0

网关

1.什么是网关

按照不同的分类标准，网关也有很多种。TCP/IP 协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指 TCP/IP 协议下的网关。

问题：在 TCP/IP 协议中，网络层（通过IP地址识别通信方）封包完成交给下一层数据链路层（通过MAC地址识别通信方）时，需要通过 ARP 广播 获取目标 IP 对应的 MAC 地址。
但因为 ARP 报文只能在相同网络地址内广播，如果目标计算机与源计算机处于不同网络，则无法进行响应，因此源计算机无法完成链路层数据的封装。

网关的概念及作用：网关（Gateway）本质上不是一个产品而是一个网络层的概念，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”，网关实质上是一个网络通向其他网络的 IP 地址。计算机本身不具备路由寻址能力，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。

网关的存在形式：这个网关可以在路由器上，可以在三层交换机上，可以在防火墙上，可以在服务器上，所以和物理的设备无关。现实生活中，很多人也会把具有网关功能的设备称作是网关，比如路由器，这里要理解清楚。

2.默认网关

默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。

网关的 IP 地址必须要和局域网在同一网段，可以是本网段中任何一个地址，默认网关通常使用该网段的第一个可用的地址或最后一个可用的地址（除过广播地址：主机号全为1，网络地址：主机号全为0），这是为了尽可能避免和本网段中的主机地址冲突。

3.不同网络之间通信的实现过程

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。

在如下拓扑图示例中，A与B，C与D，都可以直接相互通信（都是属于各自同一网段，不用经过路由器），但是A与C，A与D，B与C，B与D它们之间不属于同一网段，所以它们通信是要经过本地网关，然后路由器根据对方IP地址，在路由表中查找恰好有匹配到对方IP地址的直连路由，于是从另一边网关接口转发出去实现互连。