IPv4 - 概述

这个时代被称为计算机时代。计算机极大地改变了我们的生活方式。当计算设备连接到其他计算设备时，使我们能够以闪电般的速度共享数据和信息。

什么是网络？

在计算机世界中，网络被认为是一组通过某些共享介质（可以是有线或无线）互连的主机。计算机网络使主机能够通过介质共享和交换数据和信息。网络可以是跨越办公室的局域网 (LAN)，也可以是跨越城市的城域网 (MAN)，还可以是跨越城市和省份的广域网 (WAN)。

计算机网络可以很简单，比如两台 PC 通过一根铜缆连接在一起，也可以复杂到世界上每台计算机都连接到其他所有计算机，称为互联网。然后，网络会包含越来越多的组件以实现其最终的数据交换目标。以下是计算机网络中涉及的组件的简要描述：

• 主机 - 主机被认为位于网络的最终端，即主机是信息的来源，另一个主机将是目的地。信息在主机之间端到端流动。主机可以是用户的 PC、互联网服务器、数据库服务器等。

• 介质 - 如果是有线，则可以是铜缆、光纤电缆和同轴电缆。如果是无线，则可以是免费的无线电频率或某些特殊的无线频段。无线频率也可用于互连远程站点。

• 集线器 - 集线器是一个多端口中继器，用于连接 LAN 段中的主机。由于吞吐量低，集线器现在很少使用。集线器工作在 OSI 模型的第 1 层（物理层）。

• 交换机 - 交换机是一个多端口网桥，用于连接 LAN 段中的主机。交换机比集线器快得多，并且以线速运行。交换机工作在第 2 层（数据链路层），但也提供第 3 层（网络层）交换机。

• 路由器 - 路由器是第 3 层（网络层）设备，它为发送到某个远程目的地的数据/信息做出路由决策。路由器构成任何互连网络和互联网的核心。

• 网关 - 软件或软件和硬件的组合，用于在使用不同数据共享协议的网络之间交换数据。

• 防火墙 - 软件或软件和硬件的组合，用于保护用户数据免受网络/互联网上意外接收者的访问。

网络中的所有组件最终都服务于主机。

主机寻址

只有当主机能够在网络上识别彼此时，主机之间才能进行通信。在一个冲突域（其中一个主机在段上发送的每个数据包都会被其他所有主机听到）中，主机可以通过 MAC 地址直接通信。

MAC 地址是出厂编码的 48 位硬件地址，它也可以唯一地识别主机。但是，如果主机想要与远程主机通信，即不在同一网段或逻辑上未连接，则需要某种寻址方式来唯一地识别远程主机。连接到互联网的所有主机都分配了一个逻辑地址，这个逻辑地址称为互联网协议地址。