網路基礎概念(IP、MAC、閘道器、子網掩碼)
目錄
IP地址
ip地址是用於標識網路中每臺裝置的標識。目前 IPV4 ，用32位表示。IPV6，用128位表示
ip的分類
- A：A類地址保留給政府機構，一個A類地址由1位元組的網路地址和3位元組的主機地址組成，網路地址最高位必須是0，地址範圍是1.0.0.1-127.255.255.254，但是127網段被作為環回地址使用，所以可用的A類網路只有126 個，每個網路能容納 16777216 個主機。A類地址的私有地址為: 10.0.0.0~10.255.255.255，預設子網掩碼為 255.0.0.0
- B：B類地址分配給中等規模的公司，一個B類IP地址由2位元組的網路地址和2位元組的主機地址組成，網路地址的最高位必須是10，地址範圍是128.0.0.1-191.255.255.254，可用的B類網路有16384 個，每個網路能容納 65534 個主機。B類地址的私有地址為: 172.16.0.0~172.31.255.255 ，預設子網掩碼為 255.255.0.0
- C: C類地址分配給任何需要的人，一個C類IP地址由3位元組的網路地址和1位元組的主機地址組成，網路地址、7的最高位必須是110.地址範圍是192.0.0.1-223.255.255.254. C類網路可達 2097152 個，每個網路能容納254個主機。C類地址的私有地址為：192.168.0.0~192.168.255.255，預設子網掩碼為 255.255.255.0
- D：D類地址用於組播，第一個位元組以1110開始，它是一個專門保留的地址，指向特定的網路，目前這一類地址被用在多點廣播中。多點廣播地址用來一次尋找一組計算機，它標識共享同一協議的一組計算機，地址範圍是 224.0.0.1~239.255.255.254
- E：E類地址用於實驗，E類地址不分網路地址和主機地址，它的第1位元組的前五位固定為11110，地址範圍是240.0.0.1~255.255.255.254
MAC地址
MAC（Media Access Control或者Medium Access Control）地址，意譯為媒體訪問控制，或稱為實體地址、硬體地址，用來定義網路裝置的位置。在OSI模型中，第三層網路層負責 IP地址，第二層資料鏈路層則負責 MAC地址。因此一個主機會有一個MAC地址，而每個網路位置會有一個專屬於它的IP地址。MAC地址是網絡卡決定的，是固定的，所有裝置的MAC地址都是全球唯一的
MAC地址是16進製表示的，長度為48bit位，採用冒號分16進製表示
0000000 : 11111111 : 11001110 : 10001000 : 10000010 : 00011101
00:FF:CE:88:82:1D閘道器
閘道器(Gateway)又稱網間聯結器、協議轉換器。閘道器在網路層以上實現網路互連，是最複雜的網路互連裝置，僅用於兩個高層協議不同的網路互連。閘道器既可以用於廣域網互連，也可以用於區域網互連。 閘道器是一種充當轉換重任的計算機系統或裝置。使用在不同的通訊協議、資料格式或語言，甚至體系結構完全不同的兩種系統之間，閘道器是一個翻譯器。與網橋只是簡單地傳達資訊不同，閘道器對收到的資訊要重新打包，以適應目的系統的需求。
子網掩碼
子網掩碼(subnet mask)又叫網路掩碼、地址掩碼、子網路遮罩，它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網，以及哪些位標識的是主機的位掩碼。子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網路地址和主機地址兩部分，子網掩碼是一個32位地址，用於遮蔽IP地址的一部分以區別網路標識和主機標識，並說明該IP地址是在區域網上，還是在遠端網上。例如，A類地址的子網掩碼是255.0.0.0，B類地址的子網掩碼是255.255.0.0 ，C類地址的子網掩碼是255.255.255.0
反子網掩碼
反子網掩碼：把原來子網掩碼中的1換成0 , 0換成1
子網掩碼
子網劃分就是網路位向主機位借位，增加網路位，減少主機位。如果網路位向主機位借了n位，那麼可以劃分的子網的個數就是2n。如果m是主機的位數，那麼每個子網可以有2m-2個主機。為什麼要減去2，因為主機位不能全為0和全為1，全為0表示的是網路位，全為1表示的是廣播地址，即是向這個網路中所傳送廣播的地址。
子網劃分一：
根據需要的子網數確定借多少位，假設借的位數為n，則 2^n >= 子網數
例：假設某公司有網段192.168.10.0/24，需要劃分7個子網
那麼n=3，所以需要向主機位借3位
所以 192.168.10.0/27
一共可以分下面8個子網
192.168.10.000 00000 ----------> 192.168.10.0 /27
192.168.10.001 00000 ----------> 192.168.10.32 /27
192.168.10.010 00000 ----------> 192.168.10.64 /27
192.168.10.011 00000 ----------> 192.168.10.96 /27
192.168.10.100 00000 ----------> 192.168.10.128 /27
192.168.10.101 00000 ----------> 192.168.10.160 /27
192.168.10.110 00000 ----------> 192.168.10.192 /27
192.168.10.111 00000 ----------> 192.168.10.224 /27子網劃分二：
根據子網需要的主機數來確定需要預留多少主機位數，確定主機位數後，從而進一步確定能夠借多少位。先大後小，先滿足主機數多的，再滿足主機數小的。主機數，這裡的n指的是主機位數
例：某公司有網段192.168.10.0/24 。要劃分給部門1 100臺主機，部門2 60臺主機，部門3 20臺主機，部門4 10臺主機，另外還需要4個子網，並且每個子網要求預留2個可用ip
2的n次方-2>=100，所以n=7，所以向主機位借1位,以下標紅色網段分給部門1
192.168.10.0 0000000 ----------> 192.168.10.0 /25 192.168.10.1-126 /25(可用主機ip，去掉網路ip和廣播ip)
192.168.10.1 0000000 192.168.10.128 /252的n次方-2>=60，所以n=6，所以向主機位借1位,以下標紅色網段分給部門2
192.168.10.10 000000 ----------> 192.168.10.128 /26 192.168.10.129-190 /26 (可用主機ip，去掉網路ip和廣播ip)
192.168.10.11 000000 192.168.10.192 /262的n次方-2>=20，所以n=5，所以向主機位借1位,以下標紅色網段分給部門3
192.168.10.110 00000 ----------> 192.168.10.192 /27 192.168.10.193-222 /27 (可用主機ip，去掉網路ip和廣播ip)
192.168.10.111 00000 192.168.10.224 /272的n次方-2>=10，所以n=4，所以向主機位借1位,以下標紅色網段分給部門4
192.168.10.1110 0000 ----------> 192.168.10.224 /28 192.168.1.225-238 /28(可用主機ip，去掉網路ip和廣播ip)
192.168.10.1111 0000 192.168.10.240 /28還需要4個子網，所以需要向主機位借2位
192.168.10.111100 00 ----------> 192.168.10.240 /30
192.168.10.111101 00 ----------> 192.168.10.244 /30
192.168.10.111110 00 ----------> 192.168.10.248 /30
192.168.10.111111 00 ----------> 192.168.10.252 /30子網匯聚
子網匯聚就是主機位向網路位借位，減少網路位，增加主機位。形成超網
192.168.1.1 /24 192.168.2.1 /24 192.168.3.1 /24
可以形成 192.168.0.0 /22 的超網廣播域
廣播是一種資訊的傳播方式，指網路中的某一裝置同時向網路中所有的其它裝置傳送資料，這個資料所能廣播到的範圍即為廣播域。簡單點說，廣播域就是指網路中所有能接收到同樣廣播訊息的裝置的集合。廣播域是基於OSI參考模型的資料鏈路層。同一個交換機上的主機在一個廣播域中，路由器可以隔離廣播域，VLAN也可以隔離廣播域
衝突域
在乙太網中，如果某個CSMA/CD網路上的兩臺計算機在同時通訊時會發生衝突，那麼這個CSMA/CD網路就是一個衝突域（collision domain)。如果乙太網中的各個網段以集線器連線，因為不能避免衝突，所以它們仍然是一個衝突域。衝突域是基於OSI參考模型的物理層。集線器(HUB)、中繼器連線的兩臺裝置在一個衝突域中，交換機可以隔離衝突域.
CSMA/CD
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）即帶衝突檢測的載波監聽多路訪問技術(載波監聽多點接入/碰撞檢測)。在傳統的共享乙太網中，所有的節點共享傳輸介質。如何保證傳輸介質有序、高效地為許多節點提供傳輸服務，就是乙太網的介質訪問控制協議要解決的問題。CSMA/CD工作在半雙工資料傳輸模式下
CSMA/CD媒體訪問控制方法的工作原理，可以概括如下：
- 先聽後說，邊聽邊說；
- 一旦衝突，立即停說；
- 等待時機，然後再說；
單工資料傳輸只支援資料在一個方向上傳輸；
半雙工資料傳輸允許資料在兩個方向上傳輸，但是，在某一時刻，只允許資料在一個方向上傳輸，它實際上是一種切換方向的單工通訊；
全雙工資料通訊允許資料同時在兩個方向上傳輸，因此，全雙工通訊是兩個單工通訊方式的結合，它要求傳送裝置和接收裝置都有獨立的接收和傳送能力