IPv4網(wǎng)絡地址分析
網(wǎng)絡IP知識點
IP和子網(wǎng)掩碼
網(wǎng)絡位和主機位：子網(wǎng)掩碼為1的是網(wǎng)絡位，為0的是主機位。
常見的C類網(wǎng)絡，IP192.168.X.X，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0，網(wǎng)絡位24，主機位8。
網(wǎng)絡位相同即在同一網(wǎng)段，主機位決定每個網(wǎng)段的IP范圍，地址塊包括網(wǎng)絡地址、廣播地址、有效主機數(shù)。
域名系統(tǒng)(DNS)
是互聯(lián)網(wǎng)的一項服務，它作為將域名和IP地址相互映射的一個分布式數(shù)據(jù)庫，能夠使人更方便地訪問互聯(lián)網(wǎng)。DNS使用TCP和UDP端口53。默認是運營商分配。
假如修改成了騰訊的DNS服務器，如果騰訊DNS解析不了某個域名，那么是騰訊的DNS服務器再訪問根域名服務器，再按照域名層級找到對應的域名解析商后獲取ip結果。
默認網(wǎng)關即路由器IP地址或路由器管理地址。
IPV4地址分類：
公網(wǎng)地址，也就是在公共網(wǎng)絡之中存在的地址，這類地址可以直接和外界的公共網(wǎng)絡之中的設備直接通信。公網(wǎng)地址，要求全球唯一，公網(wǎng)IP地址，由IANA（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機構）進行分配。
在IPv4標準下，公共IP地址數(shù)量有限，約為43億個。但是，并非所有的IP地址都可以被公開訪問，因為有一些IP地址被用于私有網(wǎng)絡或特定用途。IPv4地址之中，還有一部分給專網(wǎng)保留的IP地址，這個也被稱為私網(wǎng)地址，或者是內(nèi)網(wǎng)地址。在IPv4中，0.0.0.0/8是一個保留的CIDR（無類域間路由）塊，它表示地址范圍為0.0.0.0到0.255.255.255的IP地址。這個地址范圍中的所有地址都未分配作為公共IP地址或私用IP地址，主要用于表示軟件和路由等概念。因此，在實際使用中，不能使用這個范圍內(nèi)的地址作為公開或私用的IP地址。
專網(wǎng)地址分為三類，可以給大型、中型、小型的專網(wǎng)（私網(wǎng)）使用。
IPv4地址空間被分為A、B、C、D和E類，其中A、B和C類是常用的大規(guī)模網(wǎng)絡地址類型。A類地址范圍是1.0.0.0至126.255.255.255，B類地址范圍是128.0.0.0至191.255.255.255，C類地址范圍是192.0.0.0至223.255.255.255。D類地址范圍是224.0.0.0到239.255.255.255用于多點廣播 。E類地址范圍是為將來使用保留,240.0.0.0到255.255.255.254，255.255.255.255用于廣播地址。
一個A類IP地址由1字節(jié)的網(wǎng)絡地址和3字節(jié)主機地址組成，它主要為大型網(wǎng)絡而設計的，網(wǎng)絡地址的最高位必須是“0”， 即前兩個字節(jié)為0****。地址范圍從1.0.0.0 到127.0.0.0）。 可用的A類網(wǎng)絡有127個，每個網(wǎng)絡能容納16777214個主機。
一個B類IP地址有2字節(jié)的網(wǎng)絡地址和2字節(jié)的主機地址組成，它主要為中型網(wǎng)絡而設計的，網(wǎng)絡地址的最高位必須是“10”，即前兩個字節(jié)為10****。地址范圍從128.0.0.0到191.255.255.255?？捎玫腂類網(wǎng)絡有16382個，每個網(wǎng)絡可以容納65534個主機。
一個C類IP地址有3字節(jié)的網(wǎng)絡地址和1字節(jié)的主機地址組成，它主要為小型網(wǎng)絡而設計的，網(wǎng)絡地址的最高位必須是“110”，即前兩個字節(jié)為110****。地址范圍從192.0.0.0到223.255.255.255?？捎玫腃類網(wǎng)絡有209萬余個，每個網(wǎng)絡可以容納254個主機。
需要注意的是，在實際的網(wǎng)絡配置中，還需要考慮子網(wǎng)劃分、路由表大小等因素，因此可用的私網(wǎng)IP地址會有所減少。
常見的分別是A類：10.0.0.0/8 B類：172.16.0.0/12 C類：192.168.0.0/16。其中A類私網(wǎng)地址是從10.0.0.0到10.255.255.255，B類私網(wǎng)地址是從172.16.0.0到172.16.255.255，C類私網(wǎng)地址是從192.168.0.0到192.168.255.255。還有多播(組播)地址224.0.0.0/4，本地環(huán)回地址 127.0.0.0/8等。
常用功能解析：
Ping查詢檢測連接，一般都是交互32字節(jié)數(shù)據(jù)a~wa~i，檢測網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交互連通，注意防火墻攔截數(shù)據(jù)。時間代表回復時間間隔，一定程度上可以表現(xiàn)出網(wǎng)絡通訊響應速度。在Windows系統(tǒng)中，TTL的初始值通常是128；TTL是IP報文頭中的生存時間（Time To Live）字段，表示該IP報文在路由器或交換機等網(wǎng)絡設備中可以存在的時間；TTL的初始值通常由發(fā)送該報文的設備設置，并且在報文經(jīng)過每個路由器或交換機時都會被減1；當TTL值減到0時，路由器或交換機將該報文丟棄；這個值可以提供關于網(wǎng)絡路徑的一些信息，但并不能直接用于確定具體的網(wǎng)絡拓撲結構；Windows系統(tǒng)中TTL的初始值為128，因此當TTL值減到52時，這意味著該IP報文已經(jīng)經(jīng)過了76個路由器或交換機等網(wǎng)絡設備；需要注意的是，不同的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡環(huán)境可能會使用不同的TTL初始值和減值策略，因此TTL值并不具有絕對的參考價值。IP報文已經(jīng)經(jīng)過X個路由器或交換機等網(wǎng)絡設備，說明排除直連的情況下網(wǎng)絡拓撲結構至少使用了1+X個路由器或交換機等網(wǎng)絡設備（最后一個路由不算經(jīng)過，直接路由映射，所以只用一個路由器的局域網(wǎng)設備內(nèi)ping ip回復TTL=128）；所以排除直連的情況下常見的運算方法為網(wǎng)絡拓撲結構至少使用Y=（TTL=128初始值-TTL回復數(shù)+1）。
Linux系統(tǒng)、安卓系統(tǒng)中，TTL的初始值也是128。在IPv6網(wǎng)絡中，TTL的初始值通常是64。TTL字段占用8位，因此最大值為255。TTL的最大初始值是255。然而，在實際應用中，常見的TTL初始值是128，這是IPv4和IPv6的常見值。
總之，雖然數(shù)據(jù)包的TTL值降至0會導致丟包，但這并不意味著不能經(jīng)過多臺路由設備。網(wǎng)絡管理員需要合理配置和管理網(wǎng)絡設備，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。為了避免數(shù)據(jù)包丟失，網(wǎng)絡管理員需要確保網(wǎng)絡路徑的合理性和穩(wěn)定性，避免過度擁塞和網(wǎng)絡故障。同時，如果需要經(jīng)過多個路由器，可以通過適當配置路由表和路由策略來優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸路徑，以減少網(wǎng)絡延遲和丟包的風險。
百度的IP地址：14.215.177.35~40，是公共IP地址公共IP地址是全球唯一的，還有14.215.178.38百度手機瀏覽端頁面固定IP，可以公開訪問，而私有IP地址只能在局域網(wǎng)內(nèi)部使用，不能在Internet上公開訪問。
在cmd控制臺中ping baidu.com得到的IP地址是百度的公網(wǎng)IP地址，每次ping得到的結果可能會不一樣，這是因為百度有多個IP地址，并且可能會動態(tài)切換。此外，為了實現(xiàn)更優(yōu)的路由選擇和負載均衡，百度可能會使用多個不同的IP地址，所以每次ping得到的結果也會不同。百度的公網(wǎng)IP地址數(shù)量是多個，公網(wǎng)IP地址是可以在互聯(lián)網(wǎng)上公開訪問的IP地址，由InterNIC負責分配，是全球唯一的。通過公網(wǎng)IP地址，可以在互聯(lián)網(wǎng)上訪問百度網(wǎng)站。
瀏覽訪問：HTTP協(xié)議。
14.215.177.38是百度的一個IP地址，但百度有多個IP地址，而ping baidu.com得到的IP地址可能是其中不同的一個。ping命令只是用來檢測網(wǎng)絡連接的工具，其結果并不能完全代表目標網(wǎng)站的實際IP地址。由于網(wǎng)絡路由的原因，ping命令得到的結果可能會隨著時間和其他因素的變化而變化。因此，我們無法確定ping baidu.com得到的IP地址和14.215.177.38之間是否有直接的關系。
除了14.215.177.38，百度還有其他多個IP地址，這些IP地址是動態(tài)變化的，因此無法提供具體的IP地址列表。只有一個固定公共IP，其他動態(tài)變化，另外，由于隱私和安全的原因，不建議直接通過IP地址訪問百度網(wǎng)站。建議使用域名（如www.baidu.com）進行訪問，這樣可以保證訪問的安全性和可靠性。
可以嘗試使用一些網(wǎng)絡工具或代理服務器來訪問該網(wǎng)站。需要注意的是，使用代理服務器訪問網(wǎng)站可能會受到網(wǎng)絡速度和安全性的限制。因此，在使用代理服務器時，請確保您了解其安全性和性能。例如：403 禁止，某些網(wǎng)站可能會禁止使用代理服務器訪問，因此您需要確保您的訪問方式符合相關網(wǎng)站的規(guī)定。
關于軟件使用：
通過軟件發(fā)送消息的過程如下：
用戶在微信客戶端輸入要發(fā)送的消息，并選擇要發(fā)送的對象或者群聊。
點擊“發(fā)送”按鈕，微信會將消息發(fā)送到本地緩存中。
微信客戶端將消息發(fā)送到微信服務器，服務器將消息存儲并轉(zhuǎn)發(fā)到目標接收者。
目標接收者收到消息后，可以在微信客戶端上查看和回復。
在這個過程中，微信客戶端和微信服務器之間的通信是通過TCP協(xié)議進行的，而消息的傳輸則是通過HTTP協(xié)議或者二進制協(xié)議進行的。同時，微信也采用了多種加密和安全措施，保證消息的傳輸和存儲的安全性。
通過微信等軟件發(fā)送消息時，相關的IP地址有以下幾個：
發(fā)送方IP地址：發(fā)送方是指在電腦上運行微信客戶端的用戶電腦的IP地址。
接收方IP地址：接收方是指接收微信消息的目標設備上的IP地址。
服務器的IP地址：微信有多個服務器，用于處理用戶之間的消息傳輸。發(fā)送方和接收方之間的消息傳輸需要通過這些服務器。
當微信客戶端接收消息方?jīng)]有聯(lián)網(wǎng)時，消息會存儲在微信服務器上，等待接收方聯(lián)網(wǎng)后下載。當接收方連上網(wǎng)后，微信客戶端會從服務器上下載存儲的消息，并顯示給用戶。在這個過程中，發(fā)送方的IP地址和接收方的IP地址之間沒有直接的關系。而是通過微信服務器進行消息的傳輸和存儲。這些IP地址之間的關系是，發(fā)送方通過自己的IP地址將消息發(fā)送到微信服務器，微信服務器將消息存儲并轉(zhuǎn)發(fā)到接收方的IP地址。由于互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址是動態(tài)變化的，因此微信客戶端在每次連接服務器時，都會將自己的IP地址告訴服務器，以便服務器能夠存儲對應的IP地址和接收方信息。因此，即使接收方的IP地址不斷變化，微信也能夠通過互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址找到對應的接收方，并準確地將消息傳輸給接收方。在這個過程中，微信服務器也會記錄消息的傳輸路徑和相關IP地址信息，以便于后續(xù)的消息管理和跟蹤。
局域網(wǎng)內(nèi)的主機要想通過互聯(lián)網(wǎng)相互訪問，需要通過路由器進行網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換（NAT）和數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。具體的數(shù)據(jù)交互過程如下：
當局域網(wǎng)內(nèi)的主機A需要訪問互聯(lián)網(wǎng)上的服務器B時，它會將包含自己的IP地址、端口號和服務器B的IP地址的數(shù)據(jù)包發(fā)送給路由器。
路由器接收到數(shù)據(jù)包后，會查找自己的路由表，根據(jù)目標IP地址決定將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到哪個出口。如果目標IP地址是互聯(lián)網(wǎng)上的主機，則需要執(zhí)行網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換（NAT），將源IP地址改為路由器的公共IP地址，并將源端口號也修改為隨機數(shù)值。
路由器將處理后的數(shù)據(jù)包發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，經(jīng)過一系列的路由轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達服務器B。
服務器B接收到數(shù)據(jù)包后，會根據(jù)數(shù)據(jù)包中的源IP地址和端口號回復數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)會經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)返回到路由器。
路由器接收到回復的數(shù)據(jù)后，再次進行NAT處理，將目標IP地址和端口號映射到局域網(wǎng)內(nèi)主機A的私有IP地址和端口號，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)送給主機A。
通過這樣的過程，主機A和服務器B之間就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。
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關于公共IP申請流程：
IANA（Internet Assigned Numbers Authority，互聯(lián)網(wǎng)分配號管理局）是負責管理IP地址、域名等互聯(lián)網(wǎng)資源的機構，其職責是組織監(jiān)督IP地址的分配，確保每一個IP地址都是唯一的。它是由美國政府在1998年創(chuàng)立的，并由ICANN（Internet Corporation for Assigned Names and Numbers，互聯(lián)網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機構）進行管理。
IANA的具體職責包括：
1、管理全球IP地址的分配，確保每一個IP地址都是唯一的。
2、監(jiān)督域名系統(tǒng)的運作和服務，確保域名系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠。
3、協(xié)調(diào)和規(guī)范互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的分配和管理。
4、審核和監(jiān)督互聯(lián)網(wǎng)服務提供商（ISP）的地址分配情況，確保其合法使用IP地址。
IANA是一個非常重要的機構，對互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和管理起到了關鍵的作用。它是全球互聯(lián)網(wǎng)運行的基礎之一，為全球的互聯(lián)網(wǎng)用戶提供了穩(wěn)定、可靠的互聯(lián)網(wǎng)服務。
IANA將IP地址分配給RIRs（Regional Internet Registries，地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)注冊機構），RIRs再將這些地址分配給服務提供商。這個過程是通過IANA和RIRs之間的合作來完成的。
在IP地址的分配和管理方面，IANA和RIRs都有嚴格的規(guī)則和流程，以確保所有的IP地址都是合法和唯一的。這些機構還負責維護IP地址的數(shù)據(jù)庫，記錄每個IP地址的分配情況，以確保對IP地址的有效管理和使用。
服務提供商（ISP）需要先向當?shù)氐腎nternet注冊管理機構RIRs申請一段IP地址，通常是一段IP地址塊。申請通過后，服務提供商就可以將這些IP地址分配給用戶使用。在這個過程中，服務提供商需要對用戶進行身份驗證，并確保用戶有合法的權限使用這些IP地址。網(wǎng)絡服務提供商是指提供互聯(lián)網(wǎng)服務的公司，它們向廣大用戶和企業(yè)提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務、信息服務和增值服務。中國的三大網(wǎng)絡服務提供商分別是：中國電信、中國移動和中國聯(lián)通。
要申請固定的公共IP，您需要滿足以下條件：
1、需要有一個已經(jīng)注冊的域名。2、需要有一個穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接。3、需要有一臺能夠連接互聯(lián)網(wǎng)的服務器或路由器。
然后，您需要聯(lián)系您的網(wǎng)絡服務提供商，向他們申請固定的公共IP。這通常需要一些個人信息和業(yè)務信息，如公司名稱、地址、聯(lián)系電話等。申請流程通常包括以下幾個步驟：
提交申請材料。等待服務商審核。完成付款。等待IP地址分配。
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網(wǎng)絡構建：
網(wǎng)絡設備需要支持多種功能，包括數(shù)據(jù)路由、網(wǎng)絡連接、網(wǎng)絡安全、流量管理、設備管理等，因此需要更多的設備協(xié)同工作。
在構建網(wǎng)絡時，需要使用交換機來連接設備和擴展網(wǎng)絡，使用防火墻來保護網(wǎng)絡安全，使用無線接入點（AP）提供無線網(wǎng)絡，使用入侵檢測和預防系統(tǒng)（IDS/IPS）監(jiān)控網(wǎng)絡流量以防止攻擊等等。如果需要支持視頻會議、在線直播和其他高帶寬應用，則需要更高級的網(wǎng)絡設備，如負載均衡器、應用交換機等。
工業(yè)交換機一般可以按照下面的方式進行分類：
1、按照網(wǎng)絡層級分，工業(yè)交換機可以劃分為二層、三層、四層及四層以上交換機。
2、按照應用場景分，工業(yè)交換機可以劃分為接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機。
以上只是工業(yè)交換機的部分分類方法，具體種類劃分可以參考生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品手冊。
交換機分為二層交換機和三層交換機。二層交換機僅支持數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，主要功能包括物理編址、錯誤校驗、幀序列以及流控，它是一種相對簡單的、廉價的解決方案，適用于一些特定的網(wǎng)絡場景，如小型網(wǎng)絡、桌面應用等。三層交換機支持物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及網(wǎng)絡層協(xié)議，具備路由功能，可以實現(xiàn)不同子網(wǎng)之間的通信。在大型的局域網(wǎng)環(huán)境中，三層交換機能夠有效地節(jié)約網(wǎng)絡資源，簡化網(wǎng)絡管理，提高網(wǎng)絡安全性能。還有應用于網(wǎng)絡頂層的四層交換機。四層交換機不僅可以完成端到端的IP包傳輸，還具有強大的L4交換、負載均衡和擁塞控制能力。因此，四層交換機主要應用于需要解決流量擁塞和負載均衡的網(wǎng)絡核心層，同時也具有部分三層路由功能。
路由器其實分為三個級別，分別是運營商級（電信級），企業(yè)級（工業(yè)級）、家庭級。
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