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计算机网络知识之URL、IP、子网掩码、端口号

2024-07-03 60

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简介： 计算机网络知识之URL、IP、子网掩码、端口号

客户端：应用C/S（客户端/服务器） B/S(浏览器/服务器)

服务器：为客户端提供服务、数据、资源的机器

请求：客户端向服务端索取数据

响应：服务器对客户端请求作出反应，一般是返回给客户端数据。

1、IP地址

1、ip地址的含义

IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机都分配了一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址（每个机器都有一个编码），是32位二进制（32比特）数据，通常以十进制表示，并以“.”分隔。

互联网里的每个节点（主机）之间都需要一个IP地址。IP地址是一种逻辑地址，是主机唯一的标识，用来保证主机之间的正常通信。在本地局域网上是唯一的。

2、ip地址的作用

用来标识一个节点的网络地址。

3、ip地址的组成

ip地址中一部分是网络ID(NETWORK),另外一部分是主机ID(HOST)

4、ip地址的分类

ip地址被分为A、B、C、D、E类地址。其中d类是组播地址，e类是保留地址，给科学研究使用的。

A类：10.0.0.0~10.255.255.255

B类：172.16.0.0~172.31.255.255

C类：192.168.0.0~192.168.255.255

ip地址也被分为公网ip和内网ip。其中的A、B、C类地址为私网地址，公网ip为除此之外大部分ip;

公网ip和内网ip的区别：

1、网段上的区别

内网IP通常包括10.0.0.0~10.255.255.255，172.16.0.0~172.31.255.255，以及192.168.0.0~192.168.255.255等网段，除此之外大部分ip地址均为公网ip地址。

2、网络可达性上的区别

内网IP局域网，网线都是连接在同一个交换机上，因此IP地址是由交换机或者路由器进行分配，而且每一个IP也是有所不同，但此类IP地址只可以在局域网内访问，无法直接访问internet。如果要访问internet，则需要通过NAT或者PROXY等技术转换，把内网ip和端口映射为公网的ip和端口，方可访问internet。

外网IP网络提供商(ISP)的服务器分配的全球唯一的IP地址，并且每个IP地址仅分配给一个网络设备。通过公网IP，用户无需经过路由器或交换机，可以直接连接internet。

5、ip地址的工作原理

IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的，我们把网络号相同的主机称之为本地网络，网络号不相同的主机称之为远程网络主机，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。

2、IP协议

IP（网络之间互连的协议）它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就可以与因特网互联互通。IP地址有唯一性，即每台机器的IP地址在全世界是唯一的。这里指的是网络上的真实IP它是通过本机IP地址和子网掩码的“与”运算然后通过各种处理算出来的（要遵守TCP洗协议还要加上报文以及端口）。

3、子网掩码

1、子网掩码的概念

子网掩码（Subnet Mask）又叫网络掩码、地址掩码，必须结合IP地址一起对应使用。只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。

子网掩码和IP地址做“与”运算，分离出IP地址中的网络地址和主机地址，用于判断该IP地址是在本地网络上，还是在远程网络网上。

子网掩码还用于将网络进一步划分为若干子网，以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。

子网掩码的作用：用来确定ip地址的网络地址（网络部分）-----确定网段号 32个二进制位

IP地址和子网掩码作逻辑“与”运算得到网络地址（网段号）

0和任何数相与都等于0

1和任何数相与都等于任何数本身

2、子网掩码的组成

同IP地址一样，子网掩码是由长度为32位二进制数组成的一个地址。同IP地址一样，子网掩码是由长度为32位二进制数组成的一个地址。

如：11111111.11111111.11111111.00000000

注：左边连续的1的个数代表网络号的长度，（使用时必须是连续的，理论上也可以不连续），右边连续的0的个数代表主机号的长度。

子网掩码的表示方法:

①点分十进制表示法:二进制转换十进制，每8位用点号隔开

比如：子网掩码二进制11111111.11111111.11111111.00000000，表示为255.255.255.0

② CIDR斜线记法：IP地址/n

192.168.1.100/24，其子网掩码表示为255.255.255.0，二进制表示为11111111.11111111.11111111.00000000

172.16.198.12/20，其子网掩码表示为255.255.240.0，二进制表示为11111111.11111111.11110000.00000000

第一个例子中共有24个１，例2中共有20个１，所以n是这么来的。运营商ISP常用这样的方法给客户分配IP地址。

n为1到32的数字，表示子网掩码中网络号的长度，通过n的个数确定子网的主机数=2^(32-n)-2（-2的原因：主机位全为0时表示本网络的网络地址，主机位全为1时表示本网络的广播地址，这是两个特殊地址）。

3、子网掩码的分类

①、缺省子网掩码：默认子网掩码，即未划分子网，对应的网络号的位都置 1 ，主机号都置 0 。

子网掩码对应ip地址的网络部分的用1表示；

子网掩码对应ip地址的主机部分的用0表示；

未做子网划分的IP地址：网络号＋主机号

A类网络缺省子网掩码： 255.0.0.0，用CIDR表示为/8，
对应的二进制：11111111.00000000.00000000.00000000
B类网络缺省子网掩码： 255.255.0.0，用CIDR表示为/16，
对应的二进制： 11111111.11111111.00000000.00000000
C类网络缺省子网掩码： 255.255.255.0，用CIDR表示为/24
对应的二进制：11111111.11111111.11111111.00000000

②、自定义子网掩码

将一个网络划分子网后，把原本的主机号位置的一部分给了子网号，余下的才是给了子网的主机号。做子网划分后的IP地址：网络号＋子网号＋子网主机号

如：192.168.1.100/25，其子网掩码表示：255.255.255.128 就是将192.168.1.0这个网段的主机位的最高1位划分为了子网。

子网划分的理解：

子网掩码的位数也是32位，分4段，每段8位

子网掩码的位数对应于ip地址网络部分的位数

子网掩码的作用是用来确定网段的。

网段号=网段大小

4、为什么要使用子网掩码？

子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址，那为什么要分离呢？因为两台主机要通信，首先要判断是否处于同一网段，即网络地址是否相同。如果相同，那么可以把数据包直接发送到目标主机，否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。

就比如说：A主机要与B主机通信，A和B各自的IP地址与A主机的子网掩码进行And与运算，看得出的结果：

结果如果相同，则说明这两台主机是处于同一个网段，这样A可以通过ARP广播发现B的MAC地址，B也可以发现A的MAC地址来实现正常通信。
如果结果不同，ARP广播会在本地网关终结，这时候A会把发给B的数据包先发给本地网关，网关再根据B主机的IP地址来查询路由表，再将数据包继续传递转发，最终送达到目的地B。

5、子网掩码和IP地址的关系

子网掩码是用来判断任意两台主机的IP地址是否属于同一网络的依据，就是拿双方主机的IP地址和自己主机的子网掩码做与运算，如结果为同一网络，就可以直接通信。

4、端口号

1、端口号的概述

在网络技术中，端口包括逻辑端口和物理端口两种类型。物理端口是用于连接物理设备之间的接口。如ADSL Modem、集线器、交换机、路由器上用于连接其他网络设备的接口。逻辑端口是指逻辑意义上用于区分服务的端口，比如用于浏览网页服务的80端口，用于FTP服务的21端口等。如TCP/IP协议中的服务端口，通过不同的逻辑端口来区分不同的服务。一个ip地址的端口通过16bit进行编号，最多可以有65536个端口。端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是0到65535。

2、端口号的作用

端口号的主要作用是表示一台计算机中的特定进程所提供的服务。网络中的计算机是通过IP地址来代表其身份的，它只能表示某台特定的计算机，但是一台计算机上可以同时提供多个服务，比如数据库服务、FTP服务、Web服务等，我们就通过端口号来区别相同计算机所提供的这些不同的服务，如常见的端口号21表示的是FTP服务，端口号23表示的是Telnet服务端口号25指的是SMTP服务等。端口号一般习惯为4位整数，在同一台计算机上端口号不能重复，否则，就会产生端口号冲突这样的例外。TCP与UDP段结构中端口地址都是16比特，可以有在0---65535范围内的端口号。

3、查看端口号

windows中查看端口的命令：

用“netstat ”查看端口状态。在Windows中，可以在命令提示符下使用“netstat ”查看系统端口状态，可以列出系统正在开放的端口号及其状态。

Linux查看端口的命令：

用“netstat -anplut”命令，以数字格式显示地址和端口信息。

[root@nginx-kafka01 ~]# netstat -anplut|grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      6810/nginx: master
[root@nginx-kafka01 ~]# lsof -i:80
COMMAND  PID  USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
nginx   6810  root    7u  IPv4  46855      0t0  TCP *:http (LISTEN)
nginx   6813 nginx    7u  IPv4  46855      0t0  TCP *:http (LISTEN)

lsof命令，语法“lsof -i:端口号”，可查看端口占用情况；

[root@sc-mysql ~]# lsof -i:22
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
sshd    6801 root    3u  IPv4  37761      0t0  TCP *:ssh (LISTEN)
sshd    6801 root    4u  IPv6  37770      0t0  TCP *:ssh (LISTEN)
sshd    8151 root    3u  IPv4  91883      0t0  TCP nginx-kafka02:ssh->192.168.2.105:61973 (ESTABLISHED)

“netstat -tunlp”命令，可显示tcp，udp的端口和进程等相关情况。
语法“netstat -nltp | grep 端口号”。

[root@sc-mysql ~]# netstat -tunlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      6801/sshd           
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      7113/master         
tcp6       0      0 :::3306                 :::*                    LISTEN      7017/mysqld         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      6801/sshd           
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      7113/master         
udp        0      0 127.0.0.1:323           0.0.0.0:*                           6241/chronyd        
udp6       0      0 ::1:323                 :::*                                6241/chronyd