IP&IP地址、ipv4&ipv6、子網掩碼、網段計算、網路廣播ID計算、預設閘道器、DNS伺服器、DHCP伺服器
文章是學習各方知識的總結，力求言簡意賅。
IP和IP地址：
IP(Internet Protocol)網路之間互連的協議（網協）。
網路之間互連的協議：為計算機網路相互連線進行通訊而設計的協議。在因特網中，它是能使連線到網上的所有計算機網路實現相互通訊的一套規則，規定了計算機在因特網上進行通訊時應當遵守的規則。任何廠家生產的計算機系統，只要遵守IP協議就可以與因特網互連互通。
IP地址(Internet Protocol Address)網際網路協議地址(網際協議地址)
網際網路協議地址：一種在Internet上的給主機編址的方式。
IP地址是IP協議提供的一種統一的地址格式，它為網際網路上的每一個網路和每一臺主機分配一個邏輯地址，以此來遮蔽實體地址的差異。
IP地址分類
常見的IP地址，分為IPv4與IPv6兩大類
IPv4
IPv4，網際網路協議的第四版，也是第一個被廣泛使用，構成現今網際網路技術的基礎的協議，現有的網際網路是在IPv4協議的基礎上執行的。
格式
IPv4中規定IP地址長度為4個位元組，即32（按TCP/IP參考模型劃分) ，即有2^32-1個地址IPv4採用32位地址長度。一般的書寫法為4個用小數點分開的十進位制數。便於記憶，可把4位數字化成一個十進位制長整數。
組成及分類
- IP地址=網路地址+主機地址 or
IP地址=網路地址+子網地址+主機地址
網路號（網路地址）：用於識別主機所在的網路；
主機號（主機地址）：用於識別該網路中的主機。
根據網路地址，IP地址分為五類，各類可容納的地址數目不同。
- A類保留給政府機構
- B類分配給中等規模的公司
- C類分配給任何需要的人
- D類用於組播
- E類用於實驗
A、B、C三類IP地址的特徵：當將IP地址寫成二進位制形式時，A類地址的第一位總是0，B類地址的前兩位總是10，C類地址的前三位總是110。 - A類地址的網路號範圍：網路：
00000001.00000000.00000000.0000000-01111111.00000000.00000000.00000000;
即1.0.0.0-127.0.0.0。
A類地址的IP範圍：網路+主機：
00000001.00000000.00000000.00000000-011111111.11111111.11111111.11111111；
即1.0.0.0-127.255.255.255；
注：①127.X.X.X是保留地址，用做迴圈測試用，不能通訊。如localhost在ipv4中指的是127.0.0.1；
因而實際
A類地址的IP範圍：1.0.0.0-126.255.255.255；
本地測試IP範圍：127.0.0.0-127.255.255.255；
- B類地址IP範圍：128.0.0.0–191.255.255.255
- C類地址IP範圍：192.0.0.0–223.255.255.255
- D類地址IP範圍：224.0.0.0——239.255.255.255
- E類地址IP範圍：240.0.0.0——255.255.255.255
IPv6
IPv6：網際網路協議第6版。IPv4最大的問題在於網路地址資源有限，嚴重製約了網際網路的應用和發展。IPv6的使用，不僅能解決網路地址資源數量的問題，而且也解決了多種接入裝置連入網際網路的障礙。
表示方法
IPv6的地址長度為128b，16位元組，是IPv4地址長度的4倍。於是IPv4點分十進位制格式不再適用，採用十六進位制表示。IPv6有3種表示方法：
①冒分十六進位制表示法
格式為X:X:X:X:X:X:X:X，其中每個X表示地址中的16b，以十六進位制表示，例如：
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
②0位壓縮表示法
在某些情況下，一個IPv6地址中問可能包含很長的一段0，可以把連續的一段0壓縮為“::”。但為保證地址解析的唯一性，地址中”::”只能出現一次，例如：
FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101
0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1
0:0:0:0:0:0:0:0 → ::
③內嵌ipv4表示法
子網掩碼(subnet mask)
作用
子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。作用如下：
①將某個IP地址劃分成網路地址和主機地址兩部分，可判斷兩臺裝置是否屬於同一網段；
②用於將一個大的IP網路劃分為若干小的子網路，減少IP浪費。
格式
為了標識IP地址的網路部分和主機部分，要和地址掩碼（Address Mask）結合，掩碼跟IP地址一樣也是32 bits，用點分十進位制表示。IP地址網路部分對應的掩碼部分全為“1”，主機部分對應的掩碼全為“0”。
預設狀態下，如果沒有進行子網劃分，A類網路的子網掩碼為255.0.0.0，B類網路的子網掩碼為255.255.0.0，C類網路的子網掩碼為255.255.255.0。利用子網，網路地址的使用會更加有效。
有了子網掩碼後，IP地址的標識方法如下：
例：192.168.1.1 255.255.255.0或者標識成192.168.1.1/24（掩碼中“1”的個數）。
網段地址判斷
兩臺計算機各自的IP地址與子網掩碼進行AND（按位與：全1則得1，不全1則得0）運算後，如果得出的結果是相同的，則說明這兩臺計算機是處於同一個子網路上的，可以進行直接的通訊。如
IP地址：192.168.0.1
子網掩碼：255.255.255.0
and運算結果：192.168.0.0
給定子網掩碼、IP地址計算同一網段的所有IP地址
IP地址：192.168.0.1
子網掩碼：255.255.252.0
計算與IP地址同一個網段（子網路，可直接通訊）的所有IP地址。
方法1：直接計演算法
①將IP地址和子網掩碼按位與，結果：192.168.0.0，即尋找與子網掩碼按位與結果相同的所有IP地址即可。
②將192.168.0.0二進位制表示為：
11000000.10101000.00000000.00000000
255.255.252.0二進位制表示為：
11111111.11111111.11111100.00000000
即與子網掩碼1同位的保持不變，與0同位的可為1或0；
③MAX=11000000.10101000.00000011.11111111，192.168.3.255
MIN =11000000.10101000.00000000.00000000，192.168.0.0
即在192.168.0.0~192.168.3.255間（包含）的IP與該子網掩碼按位與運算所得的結果均為192.168.0.0，因而在同一網段。
注：主機ID為全0時表示網路ID，全1時表示廣播地址，不建議使用
其中網路ID：192.168.0.0
廣播ID：192.168.3.255
可用ID：192.168.0.1~192.168.3.254
方法2：快速計演算法
該方法從一位多年網路工程師學來，計算極為方便，如下：
IP地址：A.B.C.D
子網掩碼：255.255.Y.X
ABCDX：表示符合IP地址規則的任意數字。
Y：表示子網掩碼中第一個不是255的數字。
① Z=256-Y
② Y%Z=a（餘數）
③ cs=C-a （當前網段的開始）
ce=cs+Z （下一個網段的起始）
cc=ce-1 （當前網段的最後一個）
④：補上最後一位，0~255，如果該位是最後一位則省掉該步驟。
例項1
IP地址：192.168.0.1 子網掩碼：255.255.252.0
計算：
256-252=4；
252%4=0；
0-0=0；
0+4-1=3；
結果：192.168.0.0~192.168.3.255
例項2
192.168.0.62/26（子網掩碼26個1）
計算：
26個1，即子網掩碼255.255.255.192
256-192=64；
62%64=62；
62-62=0；
0+64-1=63;
結果：192.168.0.0~192.168.0.63
結題原理和補碼有關，有興趣的可以研究下。
預設閘道器
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。
從一個房間走到另一個房間，必然要經過一扇門。
類似的，當A、B兩個網路不處於同一網段時（與子網掩碼按位與結果不同），在沒有路由器的情況下，兩個網路之間是不能進行TCP/IP通訊的。如果從一個網路向另一個網路傳送資訊，必須經過一道“關口”，這道關口就是閘道器。
如果網路A中的主機發現資料包的目的主機不在本地網路中，就把資料包轉發給它自己的閘道器，再由閘道器轉發給網路B的閘道器，網路B的閘道器再轉發給網路B的某個主機（如附圖所示）。網路A向網路B轉發資料包的過程。
預設閘道器
預設閘道器：一臺主機如果找不到可用的閘道器，就把資料包發給預設指定的閘道器，由這個閘道器來處理資料包。預設閘道器一般填寫192.168.x.1。
DNS伺服器
DNS（Domain Name Server，域名伺服器）是進行域名(domain name)和與之相對應的IP地址 (IP address)轉換的伺服器。DNS中儲存了一張域名(domain name)和與之相對應的IP地址 (IP address)的表，以解析訊息的域名。
域名是Internet上某一臺計算機或計算機組的名稱，用於在資料傳輸時標識計算機的電子方位（有時也指地理位置）。域名是由一串用點分隔的名字組成的，通常包含組織名，而且始終包括兩到三個字母的字尾，以指明組織的型別或該域所在的國家或地區。
DHCP伺服器
動態主機配置協議是一個區域網的網路協議。指的是由伺服器控制一段IP地址範圍，客戶機登入伺服器時就可以自動獲得伺服器分配的IP地址和子網掩碼。