这些概念的来源

很久以前，有两个计算机想要相互通信，于是它们在自己的设备上安装了一个网卡，并用网线连接：

这个时候，又来了一个计算机想要加入它们，于是这三个计算机互相通过网线连接：

随着想要加入通信的计算机不断增多，这些计算机的管理员看着满地的网线，陷入了沉思，于是决定使用集线器将这些网线集中起来：

但是，在之前通过网线连接的时候，每台计算机都可以决定自己的信息要发送到哪台机器，而集线器会将信息广播出去，使所有计算机都收到信息，这就造成一些信息上的问题。

于是，人们将集线器换成了交换机。交换机可以向指定的MAC地址发送消息，而不是广播消息。MAC地址是每张网卡出厂时就写死的，不可更改：

随着社会的发展，这样的交换机网络越来越多，这些网络之间也想通信，因此就使用了路由器：

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这条水平线以上的网络都属于局域网，接下来我们来看广域网。

路由器可以将数据转发到其他的网络，因此就会出现这样的网络：

其中，有多个路由器，这些路由器可以将自己的网络的信息转发到其他网络中，我们称这样的网络叫广域网。 

其实到了这里，IP地址、子网掩码、网关的概念就出来了。

IP地址

在网络世界中，我们发送一个消息，需要知道要发给谁。每台计算机都会有自己的IP地址，当需要发送消息时，只需要指定对方的IP地址即可。

为什么不用MAC地址呢？因为MAC地址是写死在网卡上的，如果网卡坏了，也可以保证IP地址不变。另外，一个网卡可以有多个IP地址，多个网卡也可以共用一个IP地址，因此我们可以看到百度的服务器至少有两个IP地址。

IP地址分为IPv4和IPv6，IPv4的格式像这样：0-255.0-255.0-255.0-255，如192.168.1.4, IPv6更复杂一些，格式为X:X:X:X:X:X:X:X，其中每个X都是4位的16进制数，如：ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789

其实，IP地址可以用int（整形）表示，占4个字节，每个点其实是字节的分隔符。在网络通信中，字节序一般是大端（高位放在低地址，低位放在高地址），所以IP地址的字节序也是大端。

特殊的IP地址

127.0.0.1：本机回环地址，向这个IP地址发送消息，会使本机接收到这个消息

0.0.0.0：本机地址的通配符。如果计算机作为服务器绑定这个地址，那么访问该计算机所有IP的请求都会被接收

192.168.*.*：这些地址块是私有地址，用于内部局域网私有使用，不会在公共互联网中使用

255.255.255.255：这是广播地址，用于将数据包发送到当前网络上的所有设备。适用于UDP协议（这个以后会讲到）

子网掩码

当多个路由器组网时，一个计算机发送了数据包给路由器，并附上了目标IP地址。但是，路由器怎么知道这个IP地址是在哪个网路里呢？

这个时候，路由器就可以用子网掩码检测一下IP地址，并根据检测结果发送数据。检测过程如下：

1. 将IP地址与子网掩码做与运算，得到一个新的值
2. 将这个值与某个指定值对比，如果这个值相同，说明是这个路由器的地址

当然，利用子网掩码也可以判断两个IP地址是否在同一路由器网络当中：

一般情况下，子网掩码的'.'前后的数要么是255，要么是0，即每个位要么都是1，要么都是0.进行与运算后，IP地址中，对应1的位会保留，对应0的位会置0

一般情况下，网络的层数越多（多个路由器连接一个大路由器称为一层），子网掩码的255越少，0越多。如一般局域网的子网掩码是255.255.255.0

网关

计算机想要把信息发到其他的路由器网络上，就需要借助网关将其发送出去：

一般情况下，路由器内部都是内置网关的，因此我们才可以通过路由器访问外部地址。

网关也是有IP地址的。

查看自己的IP地址、子网掩码和网关

Windows系统

Windows系统下可以在cmd内输入命令：

ipconfig

就可以看到信息了：

Linux系统

Linux系统下的命令略有不同，查看IP地址和子网掩码用：

ifconfig

 其中，inet addr就是IP地址，Mask是子网掩码

查看网关使用

netstat -r

其中，Gateway就是网关的IP地址

参考 

【网络原理】初学网络必备知识-CSDN博客

网工必看！如何形象生动的解释IP地址、子网掩码和网关？ (qq.com)

交换机和集线器的区别是什么？_集线器对比交换机的优点-CSDN博客

Mac地址-CSDN博客

为什么网络地址用IP而不用Mac地址_为什么网络地址使用的是ip地址而不是mac地址-CSDN博客

IPv6_百度百科 (baidu.com)

数据存储：小端模式和大端模式——终于搞明白了！！！-CSDN博客

网络通信中字节序的理解_高字节在前低字节在后的是什么格式-CSDN博客

Linux下查看网关方法_oracle linux查看网关-CSDN博客