IP地址(IPV4,IPV6) 域名

目录

1 IP地址

1.1 IPV4

1.2 NAT

1.3 IPV6

2 域名

2.1 根服务器

2.2 DNS

2.3 命名规范

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1 IP地址

        对于连入互联网的每一台设备(电脑,手机,手表,汽车...)都要赋予其一个唯一的识别标识,即IP地址(Internet Protocol Address),以方便这些设备在互联网中精确地发送请求,或接收响应

1.1 IPV4

        从互联网诞生开始,互联网协议就一直在更新和完善,直到1981年由"互联网工程协会"IETF(The Internet Engineering Task Force)规定IP地址由一串32位的二进制位组成,由于此协议是IP协议的第四版,因此命名为IPV4

        为了方便阅读和记忆,32位的二进制位以8位为一组分为4组,再将每组的二进制位表示为十进制数(0~255),数字之间用点号分隔,最终就是我们熟悉的IPV4地址

        全球互联网都使用IPV4协议,那就需要有机构或组织来负责分配和记录这些地址,于是在1988年成立的"互联网号码分配机构"LANA(Internet Assigned Numbers Authority)来负责分配全球IP地址,但在具体的IP分配上美国分配了总量的38%(16亿),中国分配了总量的8%(3亿),人均占用是一个美国人占用5个IPV4地址,5个中国人占用1个IPV4地址

1.2 NAT

        IPV4理论上的数量是2^32=4294967296(42亿9496万7296)个,在互联网起步阶段这是一个天文数字,但发展到如今全球人口80亿的阶段,42亿的IP地址显然是不够分配

        于1994年提出的"网络地址转换"NAT(Network Adress Translation)技术能有效缓解IP地址不足的问题,以前一个IP地址只能分配给一个终端,利用NAT技术可以实现一个IP地址供多个终端使用,这里就要引入公网IP和私网IP的概念,公网IP即IPV4地址,私网IP就是由一个公网IP分配出来的多个IP地址,两者之间属于父子包含关系,生活中最常见的NAT技术就是路由器,路由器连接一个公网IP,每个连接路由器的终端设备被分配一个私网IP

         为了实现NAT技术,就需要从公网IP中抽取一些地址来作为私网IP,这些地址公网不能使用(C类地址很眼熟,有木有!)

A类地址   10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
B类地址   172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
C类地址   192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

1.3 IPV6

        正如上文所介绍的,NAT技术的出现只能缓解,并不能从本质上真正解决IP地址不足的问题,特别是进入到现在万物互联的时代,随着以后手机,电脑,空调,手表,汽车,路灯....每个终端都会并入互联网,如果我想通过手机控制我眼前的汽车,手机属于公网A,汽车属于公网B,利用NAT技术,我需要先用手机连入A网,A网再连入B网,B网再连入汽车,如果AB网络相距很远,难免会有很高延迟,可汽车明明就在我眼前,我访问它却需要兜一大圈,这里NAT技术的弊端出现了,如果IP地址充足,给每个设备都分配一个IP地址,就可以实现万物直接互联,没有中间商赚差价了属于是!

        于是在1992年IETF提出了IP协议的第六版,即IPV6,IPV6协议中的IP地址由一串128位的二进制位组成,以16位为一组分为8组,再将每组的二进制位表示为4个十六进制数,数字之间用冒号分隔,展现为更易阅读的IPV6地址

        IPV6理论上的数量是2^128=340282366920938463463374607431768211456个,足够给地球上的每一粒沙子分配一个IP地址,IP地址不足的问题得到彻底解决

2 域名

        即使IPV4使用4组十进制数,IPV6使用8组十六进制数,都只能做到便于阅读,但依旧难以记忆,后来人们使用了一种便于记忆的代号,将该代号与IP地址做映射,以后人们想访问某一终端,直接输入代号即可,这个代号就叫域名,如果想访问百度主页,不用再记住120.232.145.144,而只需要记住www.baidu.com即可

2.1 根服务器

        所有的IP地址需要有统一的服务器来记录,这样的服务器称为根服务器,全球共有13台根服务器,从A ~ M命名,A根为主根,其它为辅根,A根对其它根拥有最终解释权,除了I根(瑞典),K根(英国),M根(日本)外,其余10个根服务器全在美国,但考虑到网络延迟的问题,还是在每个国家都设置了镜像根服务器,但镜像根服务器的数据只有1小时有效期,每隔1小时需要向从属的根服务器请求授权同步最新数据

2.2 DNS

        输入一段域名就能快速找到域名对应的IP地址,负责识别域名并提供精准IP地址的系统叫做"域名解析系统"DNS(Domain Name System),当设备需要访问某域名, 会向DNS服务器发送域名解析请求,根服务器根据你上送的域名信息,经过解析会返回给你域名对应的IP地址,然后再根据这一IP地址访问对应的目标

        一般来说,域名是在哪个平台购买的,DNS解析就在这此平台即可,比如在阿里购买的域名,就在阿里做DNS解析

        本地解析域名方式:

                MAC电脑:终端(Terminal) >> ping 网址

                Windows电脑:命令提示符(WIN+R,cmd) >> ping 网址

2.3 命名规范

        域名由顶级域名,一级域名,二级域名,三级域名......组成,每级域名之间由点号隔开,从右往左域名等级依次递减,为什么采用这种倒置的命名方式呢?因为互联网是从美国开始的,参考美国对年月日的命名(月-日-年),美国对姓名的命名规则(名-姓)就不会觉得域名的倒置命名奇怪了

        特别要注意的一点是,各级域名之间是包含关系,高级域名包含低级域名,当低级域名脱离高级域名后就失去了意义,比如上图中com是顶级域名,但baidu不是一级域名,www也不是二级域名,baidu.com整体才是一级域名,www.baidu.com整体才是二级域名

        顶级域名通常有3类,我们无法创建和修改,只能选择现有的:

                ①国家和地区顶级域名,比如中国(cn)日本(jp)等等...

                ②通用顶级域名,比如工商企业(com)网络服务商(net)非盈利组织(org)等等...

                ③新顶级域名:比如通用(xyz)高端(top)红色(red)人(men)等等...

        一级域名需要我们在某一顶级域名下去申请注册,注册成功就相当于在该顶级域名下占了一块属于自己的土地,申请的名字我们可以自由设置,只要还没被抢占就可以注册

        而随后的二级,三级,四级....域名就只需要我们自己去设置DNS解析即可,无需再申请注册,可以将多个解析后的域名指向同一个服务器的IP,比如baidu.com和www.baidu.com都指向"百度搜索"服务器的IP,也可以多个解析后的域名指向不同的服务器IP,比如www.baidu.com指向"百度搜索"服务器的IP,fanyi.baidu.com指向"百度翻译"服务器的IP,map.baidu.com指向"百度地图"服务器的IP,所以域名与IP地址之间属于多对一的关系

        各级域名之间的关系,可以归纳为:选择顶级域名,注册一级域名,配置二三四......级域名