常见计算机基础名词一、MAC地址二、IP 地址三、子网掩码四、计算机端口五、网关六、DNS摘要本文系统梳理了计算机网络中的六个核心基础概念MAC地址网络接口的物理标识、IP地址计算机在网络中的唯一逻辑地址、子网掩码划分IP网络位与主机位用于判断是否同网段、计算机端口标识不同应用或服务、网关连接不同网络的转发设备以及DNS域名与IP地址的映射系统。文章以概念人话的形式解释每个术语并配有代码示例最后串联了这些概念在实际网络通信中的协作关系设备通过MAC地址标识接口通过IP地址定位子网掩码判断是否同网段不同网段时数据包经网关转发访问域名时需先通过DNS解析为IP地址。经常会用到计算机网络的一些专业名词但是没有一个完整的系统框架最近整理了一下各个名词的含义和它们之间的关联虽然这种文章网上已经很多还是想记录一下自己的理解和整体的逻辑框架(概念为了保持专业基本都是从百度百科复制过来的)也方便自己回顾。基础概念基本都有写到小白友好。铺垫小概念(必看)网卡网卡是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件是一个物理硬件(物理的意思就是实体能看得见摸得着的)。每一个网卡都有一个被称为MAC地址的独一无二的48位串行号(后续会详细说明)。网络接口上面说的网卡是硬件设备而网络接口是操作系统内核为网络适配器创建的逻辑通信端点用于配置IP地址、启用/禁用链路、绑定路由策略和管理协议栈交互。注意它本身无物理形态不执行任何物理层或数据链路层的信号转换仅作为内核与硬件驱动之间的控制标识。简单的说在默认配置下上图中一个网卡物理端口在操作系统里一定有一个独立的网络接口和它对应一对一。但名字不一定是按端口顺序排的比如端口槽1可能在电脑上显示的网络接口叫名eth2。平时我们电脑要接网线上网就是插在网卡物理端口上物理端口对应的那个逻辑网络接口(比如上面说的eth2)的状态标记为“已启用Up”就可以配IP并通过网线以二进制电信号的形式收发网络数据了。一、MAC地址概念MAC地址Media Access Control Address直译为媒体存取控制位址也叫物理地址、硬件地址由网络设备制造商生产时烧录在网卡Network Interface Card的 EPROM一种闪存芯片通常可以通过程序擦写用来确认网络设备位置的位址。MAC 地址是用 48 位二进制表示的。分为三种类型物理 MAC 地址、广播 MAC 地址和组播 MAC 地址不同类型的 MAC 具体区别在第二节再说先有个大致了解。人话MAC 地址是标识网卡的身份证是为了在通信过程中找到真实的网络接口。物理网卡的 MAC 是刻在硬件芯片上的比如无线网卡以及概念铺垫里面那张物理网卡图也有自己的MAC地址虚拟网卡的 MAC 地址是软件骗过系统现编的因为要模拟真实网卡必须要 MAC 地址。IP 会变但 MAC 是不会变的一台电脑可以有多个 MAC 地址(比如多个虚拟的网卡)。举例 00-16-EA-AE-3C-40 就是一个 MAC 地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF 是一个特殊MAC---广播 MAC二进制位全为1二、IP 地址概念IP 地址Internet Protocol Address是一个32位的二进制数它由网络ID和主机ID两部分组成用来在网络中唯一地标识的一台计算机/服务器/智能电脑。网络ID用来标识计算机所处的网段主机ID用来标识计算机在网段中的位置。IP 地址通常用 4 组 3 位十进制数表示中间用“.”分隔。人话IP 地址相当于每台计算机的唯一标识方便定位特定的计算机。虽然由32位二进制组成但是我们通常都用十进制表示比较方便。前面我们说了网络接口要启用才能配相应的IP。举例 IP地址二进制00001010 00000000 00000000 00000001 IP地址十进制10.0.0.1三、子网掩码概念子网掩码Subnet Mask又称网络掩码、地址掩码或子网络遮罩是一种 32 位二进制地址用于指明 IP 地址中标识主机所在子网和主机本身的位掩码必须与 IP 地址结合使用。其作用是通过与IP地址进行二进制按位“与”运算区分网络标识和主机标识从而确定主机所属的子网地址。子网掩码中网络位对应全 1主机位对应全 0子网掩码分为以下 A、B、C 三类传统 A 类地址网络标识占 8 位默认掩码 255.0.0.08 个 124 个 0所以一个 A 类网络24 位主机标识任意组合里私有地址 IP 地址数量约为 2 的 24 次幂 ≈ 1677 万个。A 类网络 IP 第一个字节以 0 开头即 0xxxxxxx范围 1 ~ 126127 保留给环回地址——即电脑用来测试自己和内部通信的特殊 IP 地址如 127.0.0.1。传统 B 类地址网络标识占 16 位默认掩码 255.255.0.016 个 116 个 0一个 B 类网络里私有地址 IP 地址数量约为 2 的 16 次幂 ≈ 65536。B 类网络 IP 第一个字节以 10 开头即 10xxxxxx范围在 128-191 之间。传统 C 类地址网络标识占 24 位默认掩码 255.255.255.024 个 18 个 0一个 C 类网络里私有地址 IP 地址数量约为 2 的 8 次幂 ≈ 256 个实际可用 254 个因为要减去网络号和广播号。C 类网络 IP 地址第一个字节以 110 开头即 110xxxxx范围在 192-223 之间。人话IP地址不够用了既然它有32位那就用子网掩码来划分IP的网络位(全1)和主机位(全0)网络位相同我们就认定为属于同一网段下这样可以在同一网段内划分出更多IP地址。并且用不同的第一个字节范围的开头作为快速区分A、B、C类地址的类型。举例 A类地址126.0.0.1/8(第一个字节1-126)B类地址190.168.0.1/16(第一个字节128-191)C类地址192.168.1.1/24(第一个字节192-223)四、计算机端口概念计算机端口是计算机与外界通讯交流的出口英文名为 port可分为硬件端口如USB接口和软件端口包含网络通信协议端口与数据结构、I/O缓冲区。软件端口号范围为0-65535能标志不同程序及会话连接。公认端口从0到1023它们紧密绑定binding于一些服务。通常这些端口的通讯明确表明了某种服务的协议典型服务端口包括 21 (FTP 文件传输)、22 (SSH 安全登录)、80 (HTTP 网页访问) 等。注册端口从1024到49151。它们松散地绑定于一些服务。也就是说有许多服务绑定于这些端口这些端口同样用于许多其它目的。例如许多系统处理动态端口从1024左右开始。动态/私有端口从49152到65535。理论上不应为服务分配这些端口。实际上机器通常从1024起分配动态端口。但也有例外SUN 的 RPC 端口从32768开始。人话一台计算机上可能会有很多应用用端口号来标识不同的程序或网络服务有一些端口是系统安装的默认应用使用的有一些端口可以自定分配。举例 大部分web服务默认端口80mysql数据库3306ftp服务21ssh22五、网关概念网关Gateway又称网间连接器或协议转换器是计算机网络中实现不同网络或系统互联的重要设备或软件模块。网关是连接两个使用不同协议的网络的设备。它通常位于网络边界负责数据接收、解析、协议转换和转发能够跨越不同的协议体系是本地网络与外部网络之间通信的桥梁。注意网关本身也是一个主机IP地址的网络标识同样需要和你自己电脑的一样即网络标识相同人话网关是连接“不同网络”的设备。当你的设备发现目标 IP 和自己不在同一个网络前面我们用子网掩码分类的网络标识不同时它就会把数据包网络传输数据的基本小块就像寄快递时的包裹把大数据拆分成小份发送交给网关让网关帮忙转发出去进行通信。举例 我的电脑 IP10.1.1.1/8 属于 A 类地址网络标识10网关的 IP 为10.0.0.1我要访问百度220.181.38.148网络标识位220网关识别到目标 IP 和我的网络标识不一样 我的电脑就把请求数据包发给网关网关经过复杂的网络转发发送给百度。补充网关和路由器的关联--------上面说了网关的主要功能是转发跨网段数据连接内网和外网但网关只是一个逻辑上的角色路由器才是执行IP数据包转发和路由决策的物理设备(硬件)。路由器里内置了网关功能但网关不一定是路由器也可能是服务器软件虚拟机(VMware虚拟网卡)防火墙。六、DNS概念域名系统Domain Name SystemDNS是互联网的一项基础服务用于将域名映射到 IP 地址并提供包括 A/AAAA、MX、NS、SRV、PTR 等多种记录类型的分布式目录服务。了解以下几个概念可以明白域名的构成一个网站的域名 子域名 主域名二级域名 顶级域名 根域名。子域名挂在主域名前面由域名所有者自己随意创建现在用得最多的就是万维网www这个子域名。二级域名花钱注册的名字比如baidu、example、google。顶级域名主要包括.com国际商业、.edu教育机构、.gov政府机构、.mil军事机构、.net互联网络及信息中心等和.org非营利性组织等还有特定行业的.aero航空、.museum博物馆以及面向特定群体的.coop合作社等等。国内顶级域名是.cn管理机构为中国互联网信息中心CNNIC国内购买域名需要备案。主域名二级域名顶级域名构成根域名DNS的绝对顶层一个点.通常都被隐藏掉了人话IP地址太难记就采用了域名系统来管理名字和IP的对应关系。更多顶级域名可以自行了解。举例 域名www.baidu.comwww为子域名baidu.com为主域名根域名一个点被隐藏了正确的是www.baidu.com.以上串联总结一台机器要想在互联网中通信就需要具备网卡(物理或虚拟的)每个网卡都有一个唯一的MAC地址。有了网卡后可以给相应的网络接口配IP地址用IP标识计算机在网络中便于找到要通信的机器通过子网掩码划分好IP地址的网段配好默认网关。在同一网段的两个地址可以直接通信。不在同一个网段电脑的操作系统根据子网掩码的计算结果把数据包发给默认网关由网关经过一系列路由转发最终送到目标地址(如果访问的是域名操作系统会先通过DNS服务器把域名解析成目标IP地址再通信)如有补充会后续修改文章谢谢