网络基础：理解IP地址、默认网关与网段（IP地址是什么，默认网关是什么，网段是什么，IP地址、默认网关与网段）
前言
在计算机网络中，IP地址、默认网关和网段（也称为子网）之间有着密切的关系。它们是网络通信中的至关重要的概念，但它们并不相同。这里来介绍一下它们之间的关系，简单记录一下
一. IP地址
1. 介绍
IP 地址（Internet Protocol Address，全称 IPv4 地址）是分配给互联网上每一台主机的一个数字标识符，用于唯一标识网络中的设备。IP 地址有两种主要的格式：
IPv4：使用 32 位地址，通常表示为四个十进制数字（范围从 0 到 255），中间用点号分隔，例如
192.168.1.1。IPv6：使用 128 位地址，通常表示为八组十六进制数字，每组四个字符，中间用冒号分隔，例如
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。IP 地址是网络层地址，用于在网络中标识主机或网络接口。每个设备在互联网上都有一个唯一的 IP 地址，这样其他设备才能找到并与其通信。
2. 查看IP地址
这里以 Windows 系统为例
1. 打开命令提示符（Command Prompt）
- 按 Win + R 键打开运行对话框。
- 输入 cmd 并按 Enter 键。
2. 在命令提示符中输入以下命令，按回车键
ipconfig
二. 默认网关
1. 介绍
默认网关（Default Gateway）是在计算机网络中一个非常重要的概念。简单来说，它是网络设备（如计算机、路由器等）用来转发到非本地网络数据包的一个地址。当一台设备想要向不在同一个子网内的另一台设备发送数据时，它会将数据包发送给默认网关，然后由默认网关负责将数据包转发到目的地。
默认网关是网络设备用来转发到非本地网络的数据包的目标地址。当一个设备需要发送数据包到不属于同一子网的另一台设备时，它会将数据包发送给默认网关，然后由默认网关负责将数据包转发到正确的目的地。
2. 特点
本地网络：每个子网都有自己的IP地址范围，这些IP地址称为本地网络地址。如果目标地址属于本地网络，则不需要通过默认网关转发数据包。
非本地网络：当目标地址不属于本地网络时，数据包需要通过默认网关来转发到其他网络。
配置：默认网关的IP地址通常是由网络管理员配置的，并且可以通过DHCP（动态主机配置协议）自动分配给客户端设备。
路由表：在网络设备的路由表中，有一个特殊的条目指向默认网关。当设备查找路由表以决定如何转发数据包时，如果没有找到特定的目的地条目，就会使用默认网关作为下一跳。
路由器的作用：默认网关通常是连接本地网络与其他网络的路由器的接口地址。因此，通常情况下，默认网关的IP地址是路由器上连接本地网络的那个接口的IP地址。
三. 网段（子网）
网段是指一个 IP 地址范围，通常由一个 IP 地址和一个子网掩码共同定义。子网掩码用于指定 IP 地址中哪些部分用于标识网络，哪些部分用于标识主机。网段内的所有设备都属于同一个逻辑网络。
其中子网掩码是一个 32 位或 128 位的数字，用于与 IP 地址进行按位与运算，以确定网络部分和主机部分。子网掩码的值由一系列连续的 1 和随后的 0 组成，其中 1 表示网络部分，0 表示主机部分。
四. 三者关系说明
1. 同网段内通信
- 如果两台设备位于同一个子网内，它们可以直接相互通信，无需通过默认网关。
- 例如，192.168.1.1 和 192.168.1.2 在同一个子网 192.168.1.0/24 内，可以不通过网关直接通信。
2. 跨网段的通信
- 当一台设备需要与不同子网中的另一台设备通信时，它会将数据包发送给默认网关。
- 例如，如果192.168.1.1 想要与 192.168.2.1 通信，那么192.168.1.1 会将数据包发送给它的默认网关（假设为 192.168.1.254），由默认网关进一步转发。
3. 默认网关位置
- 默认网关通常是连接本地网络与外部网络（如互联网）的路由器的一个接口的IP地址。
- 例如，如果您的家庭网络的子网掩码为 255.255.255.0，路由器的IP地址为 192.168.1.1，那么 192.168.1.1 就是您家庭网络设备上的默认网关地址。
五. 网段与 IP 地址
1. 关系
确定网络部分
通过 IP 地址和子网掩码，我们可以确定一个设备所属的网络部分。例如，在上面的例子中，
192.168.1.10和255.255.255.0的按位与运算结果是192.168.1.0，这就是该 IP 地址所在的网络地址。广播域
网段内的所有设备可以互相通信，无需经过路由器转发数据包。这意味着，如果一个设备想要发送广播消息，那么这个消息将会被发送到同一网段内的所有其他设备。
路由
不同网段之间的通信需要通过路由器来转发数据包。当数据包需要从一个网段传输到另一个网段时，路由器将根据其路由表来决定下一跳，从而将数据包发送到目的地。
2. 示例
假设我们有一个 IPv4 地址
192.168.1.10和子网掩码255.255.255.0：
IP 地址:
192.168.1.10子网掩码:
255.255.255.0按照子网掩码，我们可以知道这个 IP 地址的前三个八位组（
192.168.1）标识网络部分，最后一个八位组（10）标识主机部分。因此，这个 IP 地址所在的网段是
192.168.1.0，并且该网段可以容纳 254 个可用的主机地址（192.168.1.1至192.168.1.254）。其中：
192.168.1.0通常保留为网络地址，表示该网段的起点。
192.168.1.255通常保留为广播地址，用于向网段内的所有主机发送广播消息。
六. 总结
IP 地址：用于唯一标识网络中的设备。
子网掩码：用于区分 IP 地址中的网络部分和主机部分。
默认网关：转发非本地网络数据包的目标地址。
网段：由 IP 地址和子网掩码共同定义的地址范围，表示一个逻辑网络。
理解IP地址和网段的概念对于IT工程师来说至关重要。正确的划分和管理网段不仅可以提高网络的安全性，还能优化网络性能和资源利用效率。默认网关的设置确保了不同网段之间的通信，这对于构建复杂网络环境非常重要。
