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Docker 哲学 - ip 的组成规则 与 网关介绍

news 文章来源：https://blog.csdn.net/gu2022_3_5_21_23/article/details/136873479 2025/5/25 8:32:11

在 IP 地址中，我们通常将 IP 地址分为两部分：网络部分和主机部分。网络部分用于标识网络，主机部分用于标识该网络中的特定主机。

 IP 地址的每个部分（也被称为一个八位组或一个字节）可以是从0到255的任何值。

一个 IPv4 地址总共是 32 位。这 32 位被分为四个 8 位的部分，每个部分用一个点（.）分隔，这就是我们常说的点分十进制表示法。例如，在 IP 地址 192.168.1.0 中，192、168、1 和 0 分别是这四个 8 位部分的十进制表示。

一个字节（Byte）是计算机中的基本数据单位，它由8位（Bit）二进制数构成。每一位二进制数只有两种可能的值：0或1。

因此，一个字节有2的8次方，也就是256种可能的组合，这些组合可以表示从0到255的整数。这是因为我们通常从0开始计数，所以256种组合包括了0（当所有8位都是0时）和255（当所有8位都是1时）。

以下是一些例子：

  • 二进制数 00000000 对应的十进制数是 0。
  • 二进制数 00000001 对应的十进制数是 1。
  • 二进制数 00000010 对应的十进制数是 2。
  • 二进制数 00000011 对应的十进制数是 3。
  • ...
  • 二进制数 11111111 对应的十进制数是 255。

所以，一个字节可以用来表示一个0到255的整数。

二进制数是由0和1组成的数。在二进制数中，每一位的值取决于它的位置，也就是它的权重。最右边的位（也被称为最低位）的权重是2的0次方，然后向左每移动一位，权重就乘以2。

例如，二进制数 00000011 可以这样计算：

  • 最低位是1，权重是2的0次方，所以它的值是1 * 2^0 = 1。
  • 第二位也是1，权重是2的1次方，所以它的值是1 * 2^1 = 2。
  • 其他位都是0，所以它们的值都是0。

将这些值加起来，我们得到 1 + 2 = 3。所以，二进制数 00000011 对应的十进制数是3。

二进制数是由0和1组成的数。在二进制数中，每一位的值取决于它的位置，也就是它的权重。最右边的位（也被称为最低位）的权重是2的0次方，然后向左每移动一位，权重就乘以2。

例如，二进制数 11111111 可以这样计算：

  • 最低位是1，权重是2的0次方，所以它的值是1 * 2^0 = 1。
  • 第二位是1，权重是2的1次方，所以它的值是1 * 2^1 = 2。
  • 第三位是1，权重是2的2次方，所以它的值是1 * 2^2 = 4。
  • 第四位是1，权重是2的3次方，所以它的值是1 * 2^3 = 8。
  • 第五位是1，权重是2的4次方，所以它的值是1 * 2^4 = 16。
  • 第六位是1，权重是2的5次方，所以它的值是1 * 2^5 = 32。
  • 第七位是1，权重是2的6次方，所以它的值是1 * 2^6 = 64。
  • 最高位（最左边）是1，权重是2的7次方，所以它的值是1 * 2^7 = 128。

将这些值加起来，我们得到 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + 64 + 128 = 255。所以，二进制数 11111111 对应的十进制数是255。

子网，或称为子网络，是一个逻辑上的IP网络划分。它允许一个组织内的网络被划分为多个小的网络，每个小的网络都被称为一个子网。

子网的主要目的是提高网络的效率和安全性。通过将一个大的网络划分为多个小的子网，可以减少网络流量，提高网络性能，同时也可以限制网络故障的影响范围。此外，子网还可以提供更好的安全性，因为可以控制子网之间的通信。

在IP地址中，子网掩码用于区分网络部分和主机部分。例如，IP地址 192.168.1.0/24 中，/24 是子网掩码，表示前 24 位是网络部分，后 8 位是主机部分。这个IP地址表示的是一个子网，这个子网中包含了 256 个IP地址，从 192.168.1.0 到 192.168.1.255。

192.168.1.0/24 中的 /24 表示子网掩码，它决定了网络地址和主机地址的划分。在这个例子中，/24 表示前24位（即前三个八位组）是网络部分，后8位（即最后一个八位组）是主机部分。

网络部分 192.168.1. 是固定的，主机部分可以是 0 到 255，这就是为什么这个子网可以包含的 IP 地址范围是 192.168.1.0 到 192.168.1.255。

具体来说，192.168.1.0 是这个子网的网络地址，192.168.1.255 是这个子网的广播地址，而 192.168.1.1 到 192.168.1.254 是这个子网中可用的主机地址。

192.168.1.0/24 这个表示法是 CIDR（无类别域间路由）表示法，其中 192.168.1.0 是网络地址，/24 是子网掩码。

在这个例子中，/24 表示前24位（即前三个数字）是网络部分，后8位（即最后一个数字）是主机部分。因此，这个子网可以包含的 IP 地址范围是 192.168.1.0 到 192.168.1.255。

然而，192.168.1.0 通常被保留作为网络地址，192.168.1.255 通常被保留作为广播地址，所以实际可用的 IP 地址范围是 192.168.1.1 到 192.168.1.254。

所以，当我们说 192.168.1.0/24 的子网包含了从 192.168.1.1 到 192.168.1.254 的所有 IP 地址时，我们是在说这个子网中实际可用的 IP 地址范围。

CIDR 的全拼是 Classless Inter-Domain Routing，中文通常翻译为无类别域间路由。

在 IP 地址中，我们通常将 IP 地址分为两部分：网络部分和主机部分。网络部分用于标识网络，主机部分用于标识该网络中的特定主机。

常见的网络和主机划分有：

  • /8：网络部分占用8位，主机部分占用24位。例如，10.0.0.0/8 的网络部分是 10.，主机部分是 0.0.0 到 255.255.255。
  • /16：网络部分占用16位，主机部分占用16位。例如，172.16.0.0/16 的网络部分是 172.16.，主机部分是 0.0 到 255.255。
  • /24：网络部分占用24位，主机部分占用8位。例如，192.168.1.0/24 的网络部分是 192.168.1.，主机部分是 0 到 255。

这些划分方式允许我们在一个大的网络中创建多个小的子网络。每个子网络都有自己的网络地址，可以包含多个主机。

172.20.0.0/16 和 172.20.0.0/24 都是使用 CIDR（无类别域间路由）表示法的网络地址。其中，172.20.0.0 是网络地址，/16 和 /24 是子网掩码。

子网掩码决定了网络地址和主机地址的划分。在 172.20.0.0/16 中，/16 表示前16位（即前两个八位组）是网络部分，后16位（即后两个八位组）是主机部分。因此，这个子网可以包含的 IP 地址范围是 172.20.0.0 到 172.20.255.255。

而在 172.20.0.0/24 中，/24 表示前24位（即前三个八位组）是网络部分，后8位（即最后一个八位组）是主机部分。因此，这个子网可以包含的 IP 地址范围是 172.20.0.0 到 172.20.0.255。

所以，/16 和 /24 的主要区别在于子网的大小。/16 的子网比 /24 的子网大，因为它可以包含更多的 IP 地址。

 172.16.0.0/16创建子网 有什么方案

在 172.16.0.0/16 的网络中创建子网，你可以根据你的需求进行划分。以下是一些可能的方案：

  1. /24 子网：如果你需要大量的子网，每个子网中主机数量较少，你可以选择 /24 子网。这将会创建256个子网，每个子网可以有256个IP地址（其中4个IP地址被保留，实际可用的IP地址为252个）。子网范围将会是 172.16.0.0/24 到 172.16.255.0/24。

  2. /20 子网：如果你需要适中数量的子网，每个子网中主机数量适中，你可以选择 /20 子网。这将会创建16个子网，每个子网可以有4096个IP地址（其中4个IP地址被保留，实际可用的IP地址为4092个）。子网范围将会是 172.16.0.0/20 到 172.16.240.0/20。

  3. /16 子网：如果你只需要一个子网，每个子网中主机数量很多，你可以选择 /16 子网。这将会创建1个子网，子网可以有65536个IP地址（其中4个IP地址被保留，实际可用的IP地址为65532个）。子网将会是 172.16.0.0/16。

如果你只需要一个子网，每个子网中主机数量很多，你可以选择 /16 子网。这将会创建1个子网，子网可以有65536个IP地址（其中4个IP地址被保留，实际可用的IP地址为65532个）。子网将会是 172.16.0.0/16。 那四个被占用。为什么不是 256 * 252 而是 256 * 256 - 4 

在一个 /16 的子网中，你有 256 * 256 = 65536 个 IP 地址。然而，并非所有的 IP 地址都可以分配给主机。有四个地址被保留用于特殊目的：

  1. 网络地址：这是子网的第一个地址，例如在 172.16.0.0/16 中，网络地址是 172.16.0.0。网络地址用于标识整个网络，不能分配给主机。

  2. 广播地址：这是子网的最后一个地址，例如在 172.16.0.0/16 中，广播地址是 172.16.255.255。广播地址用于在网络中发送广播消息，不能分配给主机。

  3. 子网的默认网关：通常，子网的第一个可用 IP 地址会被分配给子网的默认网关。例如，在 172.16.0.0/16 中，第一个可用的 IP 地址是 172.16.0.1。

  4. 子网的网络服务地址：通常，子网的第二个可用 IP 地址会被分配给网络服务，例如 DHCP 或 DNS 服务器。例如，在 172.16.0.0/16 中，第二个可用的 IP 地址是 172.16.0.2。

因此，虽然一个 /16 的子网有 65536 个 IP 地址，但实际可用的 IP 地址只有 65536 - 4 = 65532 个。

 如果你需要大量的子网，每个子网中主机数量较少，你可以选择 /24 子网。这将会创建256个子网，每个子网可以有256个IP地址（其中4个IP地址被保留，实际可用的IP地址为252个）。子网范围将会是 172.16.0.0/24 到 172.16.255.0/24。 那四个被占用

在一个 /24 的子网中，你有 256 个 IP 地址。然而，并非所有的 IP 地址都可以分配给主机。有四个地址被保留用于特殊目的：

  1. 网络地址：这是子网的第一个地址，例如在 172.16.0.0/24 中，网络地址是 172.16.0.0。网络地址用于标识整个网络，不能分配给主机。

  2. 广播地址：这是子网的最后一个地址，例如在 172.16.0.0/24 中，广播地址是 172.16.0.255。广播地址用于在网络中发送广播消息，不能分配给主机。

  3. 子网的默认网关：通常，子网的第一个可用 IP 地址会被分配给子网的默认网关。例如，在 172.16.0.0/24 中，第一个可用的 IP 地址是 172.16.0.1。

  4. 子网的网络服务地址：通常，子网的第二个可用 IP 地址会被分配给网络服务，例如 DHCP 或 DNS 服务器。例如，在 172.16.0.0/24 中，第二个可用的 IP 地址是 172.16.0.2。

因此，虽然一个 /24 的子网有 256 个 IP 地址，但实际可用的 IP 地址只有 256 - 4 = 252 个。

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主机地址数量就是可用的IP地址数量。在一个子网中，主机地址是可以分配给设备（如计算机、打印机、路由器等）的IP地址。这些地址是子网中可用的IP地址，可以用于网络通信。 

解释 ：172.16.0.0/20 

在 172.16.16.0/20 的子网中，/20 表示前20位是网络部分，后12位是主机部分。这意味着网络部分的最后一个八位组（也就是第三个八位组）只有前4位用于网络，后4位用于主机。

在 172.16.0.0/16 的网络中，我们可以创建16个 /20 子网。每个子网的大小是 16，所以子网的起始地址会每次增加 16。以下是这16个子网的列表，以及对应的第三个八位组的二进制表示：

  1. 172.16.0.0/20 - 0000 0000
  2. 172.16.16.0/20 - 0001 0000
  3. 172.16.32.0/20 - 0010 0000
  4. 172.16.48.0/20 - 0011 0000
  5. 172.16.64.0/20 - 0100 0000
  6. 172.16.80.0/20 - 0101 0000
  7. 172.16.96.0/20 - 0110 0000
  8. 172.16.112.0/20 - 0111 0000
  9. 172.16.128.0/20 - 1000 0000
  10. 172.16.144.0/20 - 1001 0000
  11. 172.16.160.0/20 - 1010 0000
  12. 172.16.176.0/20 - 1011 0000
  13. 172.16.192.0/20 - 1100 0000
  14. 172.16.208.0/20 - 1101 0000
  15. 172.16.224.0/20 - 1110 0000
  16. 172.16.240.0/20 - 1111 0000

每个子网都有 4096 个 IP 地址，其中 4 个 IP 地址被保留，所以实际可用的 IP 地址是 4092 个。 

4092 = 2^12 -  4 (172.16.0.0 、172.16.15.255   、 172.16.0.1、172.16.0.2 ）

256 = 2^8

15 = 0000 1111 主机后四位最大是 15 

关于网关的 科学知识：

如果 172.20.0.3 和 172.20.0.4 都在同一个子网内（例如 172.20.0.0/24），那么它们之间的通信不需要通过网关。它们可以直接在本地网络内进行通信。

网关主要用于在不同的网络之间进行通信。例如，如果一个主机在 172.20.0.0/24 子网内，另一个主机在 172.21.0.0/24 子网内，那么它们之间的通信就需要通过网关。

网关在网络中起着桥梁的作用，它允许不同网络之间的通信。在计算机网络中，网关是一个硬件设备或者是一个软件程序，它在网络的边缘处工作，作为不同网络的连接点。

当一个网络中的设备（例如，一个在 172.20.0.0/24 子网内的主机）需要与另一个网络中的设备（例如，一个在 172.21.0.0/24 子网内的主机）通信时，它会将数据包发送到其网关。然后，网关会将这些数据包转发到目标网络。

因此，网关的主要作用是：

  1. 路由数据包：网关知道如何将数据包从源网络路由到目标网络。
  2. 协议转换：如果源网络和目标网络使用不同的网络协议，网关可以在这两种协议之间进行转换。
  3. 安全：网关可以提供防火墙和其他安全功能，以保护网络不受外部威胁。

总的来说，网关使得不同网络之间的通信成为可能。

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编程日记 2024/3/26 22:42:44

RocketMQ学习笔记：零拷贝

这是本人学习的总结&#xff0c;主要学习资料如下 马士兵教育rocketMq官方文档 目录 1、零拷贝技术1.1、什么是零拷贝1.2、mmap()1.3、Java中的零拷贝 1、零拷贝技术 1.1、什么是零拷贝 使用传统的IO&#xff0c;从硬盘读取数据然后发送到网络需要经过四个步骤。 通过DMA复…...

编程日记 2024/3/26 22:41:42

3.26日总结

1.Fliptile Sample Input 4 4 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 Sample Output 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 题意&#xff1a;在题目输入的矩阵&#xff0c;在这个矩阵的基础上&#xff0c;通过最少基础反转&#xff0c;可以将矩阵元素全部变为0&#xff0c;如果不能达…...

编程日记 2024/3/26 22:39:40

应用日志集成到ElasticSearch

1、阿里云sls平台集成日志 阿里sls集成日志步骤 2、filebeat 收集到指定es 安装docker容器 Docker安装 拉取镜像&#xff1a; docker pull elastic/filebeat:7.5.1启动&#xff1a; docker run -d --namefilebeat elastic/filebeat:7.5.1拷贝容器中的数据文件到宿主机&a…...

编程日记 2024/3/26 22:38:39

MySQL多表联查函数

1 多表联查 1.1 表之间的关系 表和表的关系有: 一对一 老公 --> 老婆 , 人 ---> 身份证/户口本 一对多 皇帝 --> 妻妾 , 人 ---> 房/车 多对多 订单 --> 商品 1.2 合并结果集 合并结果集,是将多表查询的结果纵向合并 语法: select field1,field2 from t1 un…...

编程日记 2024/3/26 22:36:36

JAVAEE—实现多线程版本的定时器

文章目录 什么是定时器定时器的概念定时器的简单应用和介绍代码示例 定时器的代码解析定时器在执行任务的时候是创建了一个线程去执行吗&#xff1f;为什么叫做扫描线程呢&#xff1f;执行完任务之后代码就暂停了不自动结束吗&#xff1f; 手撕定时器demo相对时间与绝对时间Myt…...

编程日记 2024/3/26 22:34:34