【好玩的網絡-第2期】家庭中常用的網絡設備（中）:講解路由器之前的基礎概念補充，

IP地址是怎麼配？子網是什麼？如何實現兩台主機在子網通信？認識局域網，局域網信息怎麼傳播？了解路由器工作原理前的基礎知識。自由組網前的基礎知識。

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本系列視頻/文章

嗨，大家好！我是你們的小夥伴果子。上一期視頻，我們對光貓和交換機有了初步的認識，在上期視頻的結尾，我也給出了幾個常用的網絡拓撲圖，提出了幾個問題，大家有結合日常的經驗思考過嗎？這一期，我将帶領大家更深入的分析家庭網絡。

我們經常能聽到IP地址這個名詞，一提到IP地址，大家肯定會有初步的印象，不就是那幾個數字嗎？實際上，關于IP地址的規定還真不簡單，不過，我們僅僅需要了解冰山一角就可以很好的完成基礎組網了。

IP地址在網絡中起到了舉足輕重的作用，也是變化最複雜的一部分。

IP地址由32個2進制數字組成，我們平常為了方便，将每8個二進制數字分為1組，并把每一組轉化為10進制數字，并用“點”隔開，每一組的二進制數字的範圍從0-255（0-2^8-1）。

例如我們最熟悉最常用的192.168.1.1，其實代表的是這一串二進制數字，11000000.10101000.00000001.00000001。

IP地址的的表示

IP地址有兩部分構成，将32位二進制數字從中間任意位置劈開，左邊的為“網絡”編号，右邊的為主機編号。

例如我們将192.168.1.1從第三個“點”位劈開，其中192.168.1就是網絡編号，最後的1就是主機編号。當然，這樣理解并不完整，這樣表示網絡地址也不完整，大家先有個初步的印象，稍後我會進行詳細的講解。

IP地址的構成

我們剛剛将IP地址從任意位置劈開成為“網絡編号”和“主機編号”。這裡我要強調“任意”兩個字。我們剛剛在劃分IP地址時，自然的找了一個有“點”的位置切開，這也是我們通常的做法。

IP地址切開的位置

為了規定“從哪裡切開”，我們現在新引入一個概念，子網掩碼。

子網掩碼我們聽說的比較多，有時候配置網絡時，子網掩碼你不知道怎麼填，你去網上查資料，資料會告訴你子網掩碼填255.255.255.0。但是為什麼呢？

配置IP地址，填寫子網掩碼

子網掩碼就是告訴我們“從哪裡切”的信息。

子網掩碼同樣是32個二進制數字，子網掩碼也是切出來的，從切開的位置，左邊全部都是1，右邊全部都是0。IP地址與子網掩碼相對應，當子網掩碼為1時，IP地址對應網絡位編号，當子網掩碼為0時，IP地址對應主機編号。

比如255.255.255.0這個子網掩碼，前24位全都是1，後8位是0。則192.168.1為網絡編号，最後的1為主機編号。

子網掩碼舉例，case1，2，3

那麼如果我想把前面28位和最後4位切開，那麼子網掩碼應該是什麼呢？

子網掩碼的前28位全是1，後面四位全都是0。

最後一段的二進制為11110000，轉化為10進制後是240，因此對應的子網掩碼是255.255.255.240。

子網掩碼舉例，case4

哎，太麻煩了，這麼複雜幹嘛？幹脆一台設備一個IP就行了呗，幹嘛還劃分網絡段和主機号？這個東西既然存在，也就有存在的道理，而且這個東西還很重要，我們馬上來揭曉。

我們剛才花費了很大的功夫初步了解了一下IP地址和子網掩碼，現在我們終于能用上了。而當一個設備剛剛連接上互聯網，信息的傳播方式基本上都是基于廣播。

電腦剛開機，有時候甚至連自己的IP都不知道，就像一個剛出生的嬰兒一樣，不知道自己的名字，也對外界的信息一無所知。

首先得有個名字吧？我們可以自己設置自己的IP地址（手動），也可以有人給我們分配一個IP地址（DHCP服務器分配，自動獲取）。

DHCP服務器給主機分配IP地址

假設我是192.168.1.1，我想給張三192.168.1.3寄一份快遞，但是我不知道張三的家在哪（MAC地址）。所以我（發送ARP報文）大吼一聲，張三，你在哪裡？

局域網信息傳播最開始是基于廣播的

随後，街頭小巷都聽到了我的聲音，當然也包括李四192.168.1.4。李四仔細聽了一下，喊得不是他，所以他置之不理。聲音傳遍大街小巷後，張三終于聽到了，并且告訴了我他家的地址（MAC地址），我終于可以和張三正常通信了。

ARP報文傳播類比圖

那麼假如我和張三相距天涯海角，我豈不是要喊的全世界都知道了？李四也很煩，那個誰誰誰怎麼天天喊張三啊，不光他喊，王五也喊張三，王六也喊，王七也喊，就連王八都喊，全世界的人都在喊，還讓不讓我李四睡覺啊？這個時候有人提議，給你們個範圍吧，自己隻能對着自己周圍喊。

廣播傳播模拟圖

這個時候子網就出現了。

子網能使廣播信息隻在一個區域傳播，如果出了子網，廣播就會被阻斷。

我們剛才已經講了ip地址和子網掩碼，通過這個就可以确定自己所處的子網了。

現在我們看看子網的表示方法，我們使用IP地址的網絡地址 0号主機地址再加一個斜杠，後面跟子網掩碼的1的位數。比如IP為192.168.1.1，掩碼為255.255.255.0，那麼這個IP所在的子網可以寫為192.168.1.0/24，子網内的主機号可以為1-254，也就是192.168.1.1-192.168.1.254。

子網的表示192.168.1.0/24

子網内的主機号

如果掩碼為255.255.255.240(11110000)，那麼子網可以寫為192.168.1.0/28，主機号可以為1-14。我們可以看到，當子網掩碼的1越多，剩下能夠分配主機IP的範圍也就越小，有時候也會很不方便。比如192.168.1.1/28和192.168.1.17/28就需要跨子網通信了，很不方便，所以配置子網時要結合需求來配置。

子網192.168.1.0/28中的主機

主機192.168.1.1/28和192.168.1.17/28不在同一個子網内

在同一個子網有兩個特殊的地址，第0個主機号為網段地址，最後一個主機号為廣播地址。

如192.168.1.17/28(00010001)這個主機地址所在的網段為192.168.1.16/28(00010000)，廣播地址為192.168.1.31 (00011111)。我們常用的192.168.1.1/24，所在的子網地址是192.168.1.0/24，廣播地址為192.168.1.255(11111111)。

網段地址與廣播地址

IP地址那麼多，我們能不能随意設置呢？這當然是不行的。

IP地址被劃分為5類，有公網用的，有局域網用的，也有組播地址。

對于我們來說，根本用不着這麼複雜。我們隻需要記住幾個基本的地址，基本上就能完成組網操作。

IP地址的分類

有兩類專門供局域網用的子網地址，一個是我們最熟悉的192.168開頭的，還有一個是10開頭的。192.168前兩組數字不變，子網掩碼如果設置成常用的255.255.255.0，那麼第三段可以接0-254，一共255個網段，網段的數量夠你用了吧？每個網段還能分配254個主機也足夠你用了。比如子網可以設置為192.168.0.0/24，192.168.1.0/24，192.168.2.0/24等等。一般家庭最多也就3個子網，這已經足夠完成組網的需求了。

192.168.X.X可以擴展出很多網段

另外一個10開頭的IP地址，我們隻要知道它不是公網IP就行了，一般在企業用的比較多。

還有一個非常特殊的IP地址，127.0.0.1，這個是本地環回地址，這個地址不需要設置，每個主機上都有，這個地址也隻能本機使用。後期我們講搭建服務的時候，會經常用到這個地址。

本地環回地址與本地域名

還有一個地址是0.0.0.0/0，這個地址代表任意地址，以後搭建服務，講防火牆時會遇到。除了這幾個地址外，你看到的一些奇奇怪怪得地址，你都暫且認為它是公網IP吧。

設置防火牆規則的0.0.0.0/0

到現在為止，隻要網線是相通的（包括交換機傳遞），我們已經可以完全通過自己配置IP地址和子網掩碼實現兩台局域網主機的通訊了！

我們剛才說過，一個設備最初的連接都是基于廣播的，而且遠距離IP也被子網給隔離了，那麼我想要傳消息給遠在天涯海角的張三，如何讓消息傳過去呢？這時候路由器就登場了。歡迎（點擊跳轉“路由器”）

跨子網通信

圖文編輯：旋律果子 貓小爪

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旋律果子： 網絡Geek/Linux開發者/中國科學院大學在讀博士/科技數碼博主/國家二級建造師/優質科技領域創作者

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