假设当前公司域网为192.168.xxx.xxx开头，你知道背后的原理吗？
首先这是局域网，
TCP/IP协议
概念
了解协议，TCP协议和IP协议，这两个是互联网最核心、最基础的通信协议族，是实现不同计算机网络之间互联互通的技术基础。
不能理解为是单一协议，而是由多种分层协议共同组成的协议体系，以网际协议IP作为网络层核心，提供统一的逻辑寻址与分组转发能力，并在其上通过传输层协议（TCP, UDP）为各类应用提供端到端的数据传输服务。
常见的是TCP/IP四层模型：从下至上分别为网络接口层、网际层、传输层、应用层。各层功能独立又相互协作，共同实现网络通信。
四层结构
四层结构概览：
| 应用层 | 为应用程序提供网络服务 | HTTP、DNS、SMTP等 | 数据/消息 |
| 传输层 | 端到端通信控制 | TCP、UDP | 段 |
| 网际层 | 逻辑寻址与路由选择 | IP、ARP、ICMP | 数据包 |
| 网络接口层 | 物理传输与帧处理 | 以太网、Wi-Fi | 帧 |
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网络接口层 Network Interface Layer
模型最底层，负责在物理网络上传输数据帧，处理物理地址（例如MAC地址）和差错检测。该层涵盖了OSI模型中数据链路层与物理层的功能，涵盖以太网、Wi-Fi等具体技术。 -
网际层Internet Layer
以IP协议为核心，负责逻辑寻址（IP地址）和跨网络的数据包路由，通过ARP协议解析物理地址，ICMP协议报告错误，实现不同网络间的数据转发。 -
传输层 Transport Layer
提供端到端的通信服务。TCP协议确保可靠传输，UDP协议支持轻量级通信。通过端口号区分不同应用程序的数据流。 -
应用层 Application Layer
直接为应用程序提供网络服务，处理具体业务逻辑。例如HTTP协议用于网页访问，DNS协议解析域名，SMTP协议处理邮件传输。整合了OSI模型中应用层、表示层和会话层的功能。
所以TCP和IP是分工不同的合作关系。
可以理解为物流系统：
- IP负责寻址和发件：给每个数据包贴上源地址和目的地址，并负责把包裹扔到网络上，但不关心包裹是否丢失、顺序是否错乱。只管尽力而为的发送。
- TCP负责可靠运输和整理：基于IP提供的尽力而为服务，增加了一套确保可靠的机制，把大块数据分拆成小包，给每个小包编号，确认对方收到了，超时没收到就重发，最后再把小包按编号重新组装好。确保数据完整、有序、无差错的到达对方。
所以IP + TCP提供了将数据可靠传输的能力。
IP协议/IP地址
IP协议定义了一套规则，规定了数据如何打包如何编址如何路由。
IP地址则是这套规则里的核心要素之一，用于唯一标识网络中的每个设备（或网络接口）。
IP协议用IP地址来标识节点，但IP协议标识的东西远不止地址。
IP协议到底标识什么
IP协议，主要是IPV4和IPV6，在整个网络体系中彪是了三样关键的东西。
标识每个网络设备的位置：IP地址
- 就像门牌号，路由器根据这个号码一步一步把数据传过去。
- 标识的是设备在网络中的逻辑位置，而不是设备本身（是MAC地址）
- 全球唯一或局域网唯一。
标识数据包的“格式”和“封装方式”
IP协议规定了每个数据包必须长成什么样子。这个标准格式叫做IP数据报。它标识了：
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头部结构：固定有源IP地址、目的IP地址、长度、校验和等字段。
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最大包大小：IPv4是64KB。
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分片标记：如果包太大，允许中间路由器把它拆小，到目的地再组装
标识尽力而为的传输规则
IP协议标识了自己对待数据的行为模式：
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不可靠：它不承诺一定能送到。如果网络拥堵，它可能就直接丢掉这个包，并且不通知发送方。
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无连接：发每个包之前，不需要和对方握手建立连接。发完就忘。
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无状态：每个包都是独立处理的，它不知道这个包是某个大文件里的第几个包。
IP协议的报头
例如IPV4报头的完整结构
版本与首部（第一行）
- 版本（4位）：区分 IPv4 / IPv6
- 首部长度 IHL（4位）：单位是 32 位字（4字节），最小值为 5，即 20 字节
- 服务类型 ToS（8位）：现代网络用于 QoS 优先级（DSCP/ECN）
- 总长度（16位）：整个 IP 数据报的字节数，最大 65535
分片控制（第二行）
- 标识：同一个原始数据报的所有分片共用同一标识，用于重组
- 标志：DF 位禁止分片，MF 位表示"后面还有分片"
- 片偏移：当前分片在原始数据中的起始位置（以 8 字节为单位）
路由与控制（第三行）
- TTL：每经过一跳路由器减 1，归零则丢弃，防止数据报在网络中无限循环
- 协议：指示上层协议，TCP = 6，UDP = 17，ICMP = 1
- 首部校验和：只校验首部（不含数据），由于 TTL 每跳都变，所以每个路由器都要重新计算
地址（第四、五行）
- 源/目的 IP 地址各 32 位，是路由决策的核心依据
选项字段可选，用于时间戳、路由记录等特殊功能，需填充至 32 位边界对齐。
IP地址 vs MAC地址
你可能听说过MAC地址（物理地址），它们经常被混淆。这里有一个关键区别：
| 标识什么 | 设备在网络中的逻辑位置 | 设备硬件本身的唯一身份 |
| 类比 | 你的家庭住址 | 你的身份证号 |
| 谁分配的 | 网络管理员或DHCP服务器（动态，静态） | 网卡制造商烧录在硬件中 |
| 可变性 | 可以变 | 不可变 |
| 在哪层使用 | 网络层 （IP协议负责） | 数据链路层（以太网协议负责） |
| 作用范围 | 用于跨网络路由 | 用于同一条网线/同一个局域网内寻址 |
在网络查找目标主机时，由于查找的本质是排除，IP地址能够帮助我们更快排除其他主机，更快找到目标主机。
网段划分
IP地址核心设计思想之一就是分层寻址，因此必然分为两个部分：网络ID和主机ID
一个IP地址（以最常见的IPv4为例，如 192.168.1.100）在逻辑上被分为：
- 网络ID (Network ID，即网络号)：你在哪个网络上？
作用：标识设备连接的物理网络（类似于小区名、街道名）。
特征：同一个物理网络内的所有设备，拥有相同的网络ID。
- 主机ID (Host ID，即主机号)：你是谁？
作用：标识该网络中的具体设备（类似于楼号单元号、门牌号）。
特征：在同一网络内，这个编号是唯一的。
如何区分这两部分 ： 子网掩码
子网掩码是CIDR(Classless Interdomain Routing)无类别域间路由划分方案，在这之前对于网络号和主机号的划分方案还有分类划分法。
光看192.168.1.100这个数字本身，无法看出哪部分是网络ID，哪部分是主机ID，需要配合子网掩码来界定。
子网掩码也是一个32位的数字，用连续的1表示网络ID部分，用连续的0表示主机ID部分。
例如：
- IP地址192.168.1.100
- 子网掩码255.255.255.0，转换为二进制就是11111111.11111111.11111111.00000000
计算方式：
- 网络ID = IP 地址 与 子网掩码 = 192.168.1.0
- 主机ID = IP地址的末尾部分（掩码中0对应的部分） = 100
网络ID是 192.168.1.0（标识整个局域网段）
主机ID是 100（标识这个网段里的第100号设备）
常用的子网掩码：
| /8 | 255.0.0.0 | 16,777,216 | 16,777,216 |
| /16 | 255.255.0.0 | 65,536 | 65,534 |
| /24 | 255.255.255.0 | 256 | 254 |
| /28 | 255.255.255.240 | 16 | 14 |
| /32 | 255.255.255.255 | 1 | 1 |
为什么/24只有254个可用IP，因为每个网段里，第一个地址是网络地址，例如192.168.1.0，最后一个是广播地址，例如192.168.1.255。这两个不能分配给设备使用。
如果你在公司或家里组网，只需要记住255.255.255.0这一种就行了，能满足绝大部分局域网场景。
为什么要分两部分，核心意义？
实现路由
- 如果发现网络ID不是自己所在的192.168.1.0，就知道对方不在身边，直接把数据扔给网关（路由器）处理，而不是自己去满世界广播查找
- 路由器也只管看网络ID，把数据从一个网络转发到另一个网络，极大减少了路由表的条目
划分网络层级
- 形成了互联网的层次结构：互联网 ——》一个个网络 ——》网络里的设备
- IPS运营商分配给你的是一个网络ID，你可以自己在这个网络内随意分配主机ID。
不同的子网就是把网络号相同的主机放到一起，如果在子网中新增一台主机则网络号和这个子网的网络号一致，但是主机号不能和子网中的其他主机重复。
路由器本质也是一个子网的主机，也要配置IP地址。路由器至少要连接两个子网，相当于路由器至少同时是两个子网的主机，有两个以上IP地址。路由器一般是子网的第一台设备，一般IP地址是网络号.1。路由器的功能不仅仅是IP报文的转发，还有诸如构建子网（局域网）的功能。
IP地址仍然不够用怎么办：
- 动态分配IP地址
- NAT技术
- IPv6
私有IP地址和公网IP地址
公网IP是全球唯一的，可以在全世界任何地方直接访问；私有IP是局部唯一的，只能在局域网内部使用，不能直接暴露在互联网上。
表格区分：
| 全局唯一性 | 是，全球唯一，没有第二个设备使用同一个公网IP | 否，仅在当前局域网内唯一。不同局域网可以使用完全相同的私有IP |
| 谁分配 | 由ICANN, CNNIC等国际/地区性互联网注册机构分配给运营商，运营商再租给你 | 由你自己分配，无需向任何结构申请 |
| 能够直接访问互联网 | 能， 是互联网上的门牌号，任何互联网设备都能直接发起连接 | 不能，私有IP地址无法被互联网直接路由，无法直接上网。 |
| 能否被外网直接访问 | 能 | 不能 |
| 费用 | 要花钱 | 免费 |
| 例如 | 8.8.8.8谷歌DNS， 1.1.1.1 cloudflare DNS | 192.168.1.100, |
私有IP地址范围
根据RFC1918标准，IPv4地址中专门划出了三段作为私有地址，永远不会在公网路由器上出现，任何组织或个人都可以免费、随意使用他们：
| A类 | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 | 10.0.0.0/8 | 255.0.0.0 | 16,777,214 | 大型企业内部网络，云服务商内部网络 |
| B类 | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 | 172.16.0.0/12 | 255.240.0.0 | 1,048,574 | 中大型企业，学校，政府网络 |
| C类 | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 | 192.168.0.0/16 | 255.255.0.0 | 65,534 | 最熟悉的家用/小型办公，路由器默认网段 |
如何配合工作的：NAT网络地址转换技术
私有IP不能上网，那么电脑192.168.1.100是怎么访问百度的。
全靠路由器执行NAT，过程如下：
- 发出请求：电脑192.168.1.100:54321要访问百度110.242.68.66:80，数据包的源IP是私有IP，目标IP是百度公网IP。
- 路由器截获并转换：路由器收到这个包，知道私有IP不能出去，于是：把源IP替换为自己的公网IP，例如192.168.1.100替换为123.123.123.123，同时替换掉端口号，从54321替换为60000，悄悄在内存中记下一张表NAT表，内网与外网之间关系。
- 数据包发往百度：百度看到的请求来自123.123.123.123:60000
- 百度回复
- 路由器反向转换：收到回复包，查NAT表，找到对应的内网地址，把目标IP改回192.168.1.100，端口也改回54321.
- 收到回复，电脑成功显示百度首页。
数据链路层
以太网
公司连接网线
当你连接公司的网线，但是公司网线是192.168.开头的，为什么我电脑使用ipconfig查看，却是169.254.xxx
这就说明你的电脑未能从公司的网络中成功获取到正常的IP地址。表明你当前的电脑设置的是自动获取IP地址，这是windows系统内置的一种备用机制，成为自动专用IP寻址APIPA。当你设置自动寻址，但无法与公司DHCP服务器建立通信并获取IP时，系统就会自动给你分配一个169.254.x.x范围内的临时IP地址，这个地址只能用于局域网内部分设备之间的临时通信，无法连接到公司内网和互联网。
有可能是IP分配完有冲突，这个时候可以手动设置静态IP，这个时候可以询问固定IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器。
然后在windows网络中进行设置。
https://blog.csdn.net/wefg1/article/details/160711147
