IPv4 - 概述

据说这个时代是计算机的时代。计算机极大地改变了我们的生活方式。计算设备与其他计算设备连接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？

计算机世界中的网络被认为是通过一些有线或无线共享介质互连的主机的集合。计算机网络使其主机能够通过媒体共享和交换数据和信息。网络可以是跨越办公室的局域网，也可以是跨越城市的城域网，也可以是跨越城市和省份的广域网。

计算机网络可以简单到两台电脑通过一根铜缆连接在一起，也可以发展到复杂的程度，即世界上的每台计算机都相互连接，称为互联网。然后网络包含越来越多的组件以达到数据交换的最终目标。以下是计算机网络涉及的组件的简要描述 -

主机- 据说主机位于网络的最终末端，即主机是信息源，另一台主机将是目的地。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- 如果是有线的，则可以是铜缆、光纤电缆和同轴电缆。如果是无线的，可以是免费广播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 网段中的主机。由于吞吐量较低，现在很少使用集线器。Hub 工作在 OSI 模型的第 1 层（物理层）。
交换机- 交换机是多端口网桥，用于连接 LAN 网段中的主机。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），但也可以使用第 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。路由器是任何互连网络和互联网的核心。
网关- 一种软件或软件和硬件的组合，用于在使用不同协议共享数据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/互联网上非预期接收者的侵害。

网络中的所有组件最终都为主机服务。

只有当主机能够在网络上相互识别时，主机之间才能进行通信。在单个冲突域中（其中一台主机在该网段上发送的每个数据包都会被其他所有主机听到），主机可以通过 MAC 地址直接进行通信。

MAC 地址是工厂编码的 48 位硬件地址，也可以唯一标识主机。但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标识远程主机。所有连接到互联网的主机都被赋予一个逻辑地址，这个逻辑地址称为互联网协议地址。