在这个版本的极客学校，我们将看看IP地址如何工作。我们还将介绍一些高级主题，如您的电脑如何确定与您通信的设备是否与您在同一网络上。最后，我们将简要介绍两种名称解析协议：LLMNR和DNS。

请务必查看Windows 7上本极客学校系列的前几篇文章：

• 介绍如何去极客学校
• 升级和迁移
• 配置设备
• 管理磁盘
• 管理应用程序
• 管理Internet Explorer

一周内请继续关注本系列的其余部分。

知识产权基础

当你通过普通邮件发送信件时，你必须指定你想接收邮件的人的地址。类似地，当一台计算机向另一台计算机发送消息时，它需要指定消息应发送到的地址。这些地址称为IP地址，通常如下所示：

192.168.0.1

这些地址是IPv4（Internet Protocol Version 4，互联网协议版本4）地址，和现在的大多数东西一样，它们是计算机实际看到的内容的简单抽象。IPv4地址是32位的，这意味着它们包含32个1和0的组合。计算机将看到上面列出的地址：

11000000 10101000 00000000 00000001

注：每个十进制八位字节的最大值为（2^8）–1，即255。这是可以用8位表示的最大组合数。

如果您想将一个IP地址转换成它的二进制等价物，您可以创建一个简单的表，如下所示。然后取IP地址的一部分（技术上称为八位字节），例如192，从左向右移动，检查是否可以从十进制数中减去表头中的数字。有两条规则：

• 如果表格标题中的数字小于或等于您的数字，请用1标记该列。然后，新的数字将变为减去列标题中数字的数字。例如，128小于192，所以我用1标记128s列。然后剩下192–128，也就是64。
• 如果数字大于您拥有的数字，请用0标记并继续。

下面是使用我们的示例地址192.168.0.1的情况

在上面的例子中，我取了第一个八位字节192，并用1标记了128s列。然后，我留下了64，这是相同的数字作为第二列，所以我标记它与1以及。我现在只剩下0了，因为64-64=0。这意味着行的其余部分都是零。

在第二排，我取了第二个八位组，168。128比168小，所以我用1标记它，剩下40。64大于40，所以我用0标记它。当我移到第三列时，32小于40，所以我用1标记它，剩下8。16大于8，所以我用0标记了它。当我到达8s列时，我用1标记它，剩下的是0，所以其余的列都用0标记。

第三个八位字节是0，没有任何东西可以进入0，所以我们用0标记所有列。

最后一个八位字节是1，除了1之外，没有任何东西可以进入1，所以我用0标记所有列，直到我们到达1s列，在那里我用1标记它。

子网掩码

注意：子网掩码可能会变得非常复杂，因此在本文的范围内，我们只讨论类子网掩码。

IP地址由两部分组成，一个是网络地址，一个是主机地址。子网掩码是计算机用来将IP地址分为网络地址和主机地址的掩码。子网掩码通常如下所示。

255.255.255.0

在二进制中是这样的。

11111111.11111111.11111111.00000000

在子网掩码中，网络位用1表示，主机位用0表示。从上面的二进制表示可以看出，IP地址的前三个八位字节用于标识设备所属的网络，最后一个八位字节用于主机地址。

给定IP地址和子网掩码，我们的计算机可以通过执行位“与”操作来判断设备是否在同一网络上。例如，说：

• 计算机一想给计算机二发送一条信息。
• computerOne的IP为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0
• computerTwo的IP为192.168.0.2，子网掩码为255.255.255.0

computerOne将首先计算自己的IP和子网掩码的位和。

注意：使用按位AND运算时，如果对应的位都是1，则结果为1，否则为0。

11000000 10101000 00000000 00000001 11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

然后它将计算Computer2的位AND。

11000000 10101000 00000000 00000010 11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

如您所见，按位操作的结果是相同的，因此这意味着设备位于同一网络上。

班级

正如您现在可能已经猜到的，子网掩码中的网络（1）越多，可以拥有的主机（0）就越少。您可以拥有的主机和网络数量分为3类。

保留范围

您会注意到127.x.x.x范围被省略了。这是因为整个范围都是为所谓的环回地址保留的。你的环回地址总是指向你自己的电脑。

169.254.0.x范围还保留了一个名为APIPA的东西，我们将在本系列后面讨论它。

专用ip范围

直到几年前，互联网上的每个设备都有一个唯一的IP地址。当IP地址开始耗尽时，一个叫做NAT的概念被引入，它在我们的网络和internet之间增加了另一层。IANA决定，他们将从每一类IP中保留一系列地址：

• A级10.0.0.1–10.255.255.254
• 172.16.0.1–172.31.255.254来自B级
• 192.168.0.1–192.168.255.254来自C类

然后，您的ISP不再为世界上的每个设备分配一个IP地址，而是为您提供一个名为NAT路由器的设备，该设备被分配一个IP地址。然后，您可以从最合适的专用IP范围分配设备IP地址。然后NAT路由器维护一个NAT表并代理您到internet的连接。

注意：您的NAT路由器的IP通常是通过DHCP动态分配的，因此它通常会根据您的ISP设置的限制而改变。

名称解析

对我们来说，记住像FileServer1这样的可读名称要比记住像89.53.234.2这样的IP地址容易得多。在小型网络上，不存在其他名称解析解决方案（如DNS），当您尝试打开与FileServer1的连接时，您的计算机可以发送一条多播消息（这是一种奇特的说法，即向网络上的每个设备发送消息），询问FileServer1是谁。这种名称解析方法称为LLMNR（Link lock Multicast name resolution，链路锁多播名称解析），虽然它是家庭或小型企业网络的完美解决方案，但它的扩展性不好，首先是因为向数千个客户机广播将花费太长时间，其次是因为广播通常不会穿越路由器。

域名系统

解决可伸缩性问题最常用的方法是使用DNS。域名系统是任何给定网络的电话簿。它使用一个巨大的数据库将人类可读的机器名映射到它们的底层IP地址。当您试图打开到FileServer1的连接时，您的电脑会询问您指定的DNS服务器FileServer1是谁。然后，DNS服务器将用一个IP地址进行响应，您的PC可以连接到该IP地址。这也是世界上最大的网络互联网使用的名称解析方法。

更改网络设置

右键单击“网络设置”图标，然后从关联菜单中选择“打开网络和共享中心”。

现在单击左侧的“更改适配器设置”超链接。

然后右键单击网络适配器并从上下文菜单中选择属性。

现在选择Internet协议版本4，然后单击属性按钮。

在这里，您可以通过选择“使用以下IP地址”单选按钮来配置静态IP地址。根据以上信息，您可以填写IP地址和子网掩码。默认网关是路由器的IP地址。

在对话框底部附近，您可以设置DNS服务器的地址。在家里，你可能没有DNS服务器，但是你的路由器通常有一个小的DNS缓存，并将查询转发给你的ISP。或者，你可以使用谷歌的公共DNS服务器8.8.8.8。

作业

• 今天没有作业，但作业时间很长，所以再看一遍。如果你仍然渴望获得更多的信息，你可以阅读一个叫做CIDR（无类域间路由）的高级网络主题。

如果你有任何问题，你可以发推特给我@taybgibb，或者只留下评论。