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公网ip和私有ip

公网IP和私有IP

cmd 中 ipconfig 查出的 IPv4 地址为私有 IP

C:\Users\xiaophai>ipconfig
...
无线局域网适配器 WLAN:
   ...
   IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 192.168.1.102
   ...

使用 tracert 命令追踪万网获取本地公网IP地址中查询到的IP，检验是否为公网IP。
若返货 请求超时 说明不是公网IP，否则如下所示则为公网IP：

C:\Users\xiaophai>tracert 36.5.17.20

通过最多 30 个跃点跟踪到 36.5.17.20 的路由

  1    13 ms     1 ms     2 ms  192.168.1.1 [192.168.1.1]
  2    14 ms     2 ms     2 ms  192.168.2.1
  3    14 ms     3 ms     3 ms  192.168.1.1 [192.168.1.1]
  4    20 ms    12 ms    12 ms  100.65.128.1
  5    23 ms     7 ms     7 ms  36.5.17.20

跟踪完成。

tracert -h 1 ... 查询一次

tracert命令的使用和tracert命令结果详解

局域网 IP 范围

A类地址：10.0.0.0 - 10.255.255.255
B类地址：172.16.0.0 - 172.31.255.255
C类地址：192.168.0.0 -192.168.255.255

测试公网IP

Windows: TightVNC
Android: VNC Viewer

桥接和路由

桥接模式：电脑直接拨号上网
路由模式：通过光猫内置的路由器先拨号，然后分配给光猫上连接的各个设备使用网络

电脑使用桥接模式联网需要拨号，使用路由模式不需要拨号，wifi 属于路由模式。

一些概念

DNS、MAC
LAN、WAN
IP地址，子网掩码，网关地址和DNS服务器地址

静态IP地址和动态IP地址

DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议
DHCP服务器——路由器或光猫

端口 Port

网络号、子网号、主机号

IP 地址由 32 位二进制数构成，将其每 8 位划分一组，每组对应一个十进制数，形成一个由英文句点分隔的 4 段十进制数。

根据 IP 地址的前 4 位地址位将网络划分为 ABCDE 5 个地址类别。A类、B类和C类为三种不同网络规模的网络提供单播地址。D类用于组播网络，E类地址范围是为未来或实验性目的保留的。

$\scriptsize \begin{array}{c|l|c|c|r|l|r} 类别 & 前缀位 & 网络位 & 剩余位 & 范围 & 网络数 & 每个网络的主机数\\ \hline A & 0 & 8 & 24 & \textcolor{red}{0}.\textcolor{blue}{0.0.0} \sim \textcolor{red}{127}.\textcolor{blue}{255.255.255} & 128 & 1677216=256\times256\times256\\ \hline B & 10 & 16 & 16 & \textcolor{red}{128.0}.\textcolor{blue}{0.0} \sim \textcolor{red}{191.255}.\textcolor{blue}{255.255} & (191-127)\times256=16384 & 65536=256\times256\\ \hline C & 110 & 24 & 8 & \textcolor{red}{192.0.0}.\textcolor{blue}{0} \sim \textcolor{red}{223.255.255}.\textcolor{blue}{255} & (223-191)\times256\times256=2097152 & 256\\ \hline D & 1110 & N & N & 224.0.0.0 \sim 239.255.255.255 & N & N\\ \hline E & 1111 & N & N & 240.0.0.0 \sim 255.255.255.255 & N & N \end{array}$

IP地址的 32 位二进制数，又分为网络号和主机号，又通过子网掩码将主机号进一步细分为子网号和主机号。

$\begin{split} \rm IP &= \rm [NetworkID]+[HostID]\\ &= \rm [NetworkID]+[SubnetID]+[HostID] \end{split}$

注意：规定IP地址/网络号/子网号/主机号不能全为 0 或者全为 1 (二进制)。
协议规定：当主机号全为 1 时表示本网络内的所有主机；当主机号全为 0 时，表示这个网段。
主机号全为 1 常用于地址广播，主机号全为0常用于路由选址。

如何理解子网掩码？
例如为某个地区分配一个完整的 C 类地址 $\textcolor{red}{192.168.0}.\textcolor{blue}{*}$ ， $*\in 0\sim255$ 。
对于 C 类的 IP 地址，它的前 24 位（红色部分）为网络号，后八位为主机号，这个网络号下一共可以有 256 个主机号。但是如果该地区只需要 4 个主机号，例如

$\begin{array}{} \textcolor{red}{192.168.0}.\textcolor{blue}{0}\\ \textcolor{red}{192.168.0}.\textcolor{blue}{1}\\ \textcolor{red}{192.168.0}.\textcolor{blue}{2}\\ \textcolor{red}{192.168.0}.\textcolor{blue}{3} \end{array}$

那么该 C 类地址下剩下的 $4\sim255$ 的 252 个主机号将会被浪费掉。为了避免这种情况，便有了子网掩码的概念。

子网掩码用于将完整的主机号进一步细分成子网号和主机号。例如上述的 4 个 IP 地址，先将其转化成二进制数。

$\begin{array}{l} \overbrace{\textcolor{red}{11000000.10101000.00000000}}^{\text{NetgworkID}}.\overbrace{\textcolor{pink}{000000}}^{\text{SubnetID}}\textcolor{blue}{00} \phantom{00}\llap{$\overbrace{\phantom{00}}^{\text{HostID}}$} \\ \textcolor{red}{11000000.10101000.00000000}.\textcolor{pink}{000000}\textcolor{blue}{01}\\ \textcolor{red}{11000000.10101000.00000000}.\textcolor{pink}{000000}\textcolor{blue}{10}\\ \textcolor{red}{11000000.10101000.00000000}.\textcolor{pink}{000000}\textcolor{blue}{11}\\ \text{and} \Updownarrow \text{operation}\\ \underbrace{\textcolor{red}{11111111.11111111.11111111.111111}\textcolor{blue}{00}}_\text{Subnet Mask} \end{array}$

首先，由于是 C 类地址，其前 24 位（深红色部分）一定是网络号；至于后 8 位，由于只需要 4 个 IP 地址，所以保最后 2 两位作为主机号即可。用 1 代表网络位，由 0 代表主机位，这样构成的子网掩码如上。

为什么要这样构造子网掩码？
这样构造子网掩码，让我们可以将一个 IP 与其子网掩码进行与操作（11=1; 01,10,00=0）便可得到该 IP 地址的网络地址；将网络地址主机位的 0 全替换为 1 便是广播地址。

【实例1】一个主机的IP地址是 202.112.14.137，掩码是 255.255.255.224。

计算这个主机所在网络的网络地址

1
2
3

将子网掩码 255.255.255.224 转二进制为：
11111111 11111111 11111111 11100000
得到网络号有 27 位，主机号有 5 位

1 2	将 IP 地址转换为二进制： 11001010 01110000 00001110 10001001

IP地址&子网掩码（与操作）
11001010 01110000 00001110 10001001
11111111 11111111 11111111 11100000
-----------------------------------
网络地址：
11001010 01110000 00001110 10000000 即：202.112.14.128

计算这个主机所在网络的广播地址

将网络地址主机位（5 位）由 0 全变成 1 得到广播地址
网咯地址：
11001010 01110000 00001110 10000000 即：202.112.14.128
广播地址：
11001010 01110000 00001110 10011111 即：202.112.14.159

计算该网段下的子网数、可用子网数、每个子网可用主机数

$\underbrace{\textcolor{red}{11111111.11111111.11111111}}_\text{C 类网络网络位}.\underbrace{\textcolor{pink}{111}}_{子网位}\underbrace{\textcolor{blue}{00000}}_{主机位}$

由于该 IP 的前缀位为 110，所以它属于 C 类 IP
C 类 IP 的前 24 位为网络位，但是该 IP 的子网掩码有 27 位 1
所以多出的 3 位对应子网位，于是
子网数：000~111 8个
可用子网数：001~110 6个 （除去全0和全1）

1 2	每个子网下的主机数：00000~11111 32个每个子网下可用的主机数：00001~11110 30个（除去全0和全1）

计算该 IP 地址的网络号、子网号、主机号

由于该 IP 的前缀位为 110，所以它属于 C 类 IP
C 类 IP 的前 24 位为网络号，于是该 IP 的
网络号：202.112.14
子网号：4
主机号：5

【实例2】根据下面每个网络的主机数量，进行子网地址的规划，以及计算子网掩码

假设一个子网有 10 台主机

这个子网需要的 IP 地址数量：
10＋1＋1＋1＝13
因为 13 小于 16 = 2^4，所以可以选择主机位为 4 位
而 256－16 ＝ 240 
所以该子网掩码为 255.255.255.240

注意：加的第三个 “1” 分别指这个网络连接时所需的网关地址、网络地址和广播地址。

假设一个子网有 14 台主机

这个子网需要的 IP 地址数量：
14＋1＋1＋1＝17 
17 大于 16，所以我们只能分配 5 位主机位的子网
这时子网掩码为：255.255.255.224

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Modem vs Router

Modem(猫) Router(路由)
modem means modulator and demodulator

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MAC address, physical address

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