隨著現代科技的飛速發展，互聯網已經變得無處不在，成為了我們日常生活中必不可少的一部分。然而，隨之而來的是網絡安全和網絡文明等一系列問題。

為了更好地保護自己的權益，同時也為了維護網絡環境的健康，我們需要對一些基本的網絡常識有所了解。下面是一些關于網絡基本常識的總結。

網絡基礎

(1) 互聯網和因特網：互聯網（Internet）是指連接全球各種計算機網絡的網絡，它是一個全球范圍內的網絡基礎設施。而因特網（Internet）是互聯網的核心技術，是一種基于TCP/IP協議族的廣域網，它使得不同的計算機網絡能夠相互連接、通信和共享資源，讓全球各地的計算機能夠互相交流和訪問信息。

(2) 計算機網絡：以能夠相互共享資源（硬件、軟件、數據等）的方式互聯起來的多臺自治計算機系統的集合。互聯的計算機是分布在不同地理位置的多臺獨立的自治計算機。集合是指聯網計算機必須遵循相同的網絡協議實現資源共享。

(3) 因特網的起源和發展：因特網起源于上世紀60年代末和70年代初，最初是美國國防部高級研究計劃署（ARPA）的一個項目，旨在建立一種分布式的計算機網絡，以實現信息的共享和通信。隨著時間的推移，因特網不斷發展壯大，逐漸成為全球最大的計算機網絡。

(4) IP地址的劃分：IP地址是互聯網上用于標識和定位設備的一種地址，類似于我們現實世界中的門牌號。為了正確地將數據包送達目標設備，互聯網采用了IP地址來唯一標識每個設備。IP地址由32位（IPv4）或128位（IPv6）的數字組成，用于在網絡上進行路由和尋址。劃分IP地址的目的是為了方便網絡管理和地址分配，通過劃分可以將地址空間分配給不同的網絡和主機。

(5) IPv4和IPv6：IPv4（Internet Protocol version 4）是互聯網最常用的IP協議版本，采用32位地址，總共可表示約42億個唯一的地址。由于互聯網的快速發展和設備增多，IPv4地址空間逐漸緊缺，因此引入了IPv6（Internet Protocol version 6）協議。IPv6采用128位的地址空間，理論上可以提供遠遠超過IPv4的地址數量，以滿足未來互聯網的發展需求。

(6) 子網掩碼：子網掩碼是用來劃分IP地址的網絡部分和主機部分的一種參數，用于確定一個IP地址所屬的網絡。它與IP地址進行邏輯運算后，可以提取出網絡標識符和主機標識符。子網掩碼中的1表示網絡部分，0表示主機部分。通過正確設置子網掩碼，可以實現靈活的網絡劃分和地址分配，提高網絡的管理效率。

(7) 路由器：路由器是實現分組交換(packet switching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心部分最重要的功能。

(88) 交換模式：早期廣域網的通信子網數據交換方式中，可采用電路交換和存儲轉發交換。存儲轉發交換主要采用分組交換形式，包括數據報和虛電路兩種分組交換方式。

(9) 電路交換：提供面向連接的服務，資源獨占。通信實時性強，適用于交互會話類通信；但是存在對突發性通信不適應，系統效率低，不具備存儲數據、差錯控制的能力，無法發現和糾正傳輸過程中發生的差錯。

(10) 吞吐量表示在單位時間內通過某個網絡或信道的數據量。

網絡體系結構

OSI網絡的七層結構

七層結構是指ISO（國際標準化組織）制定的開放系統互連參考模型，它將計算機網絡通信的過程劃分為七個層次。每個層次具有不同的功能和責任，從物理連接到應用程序，分別為：

(1) 物理層（Physical Layer）：負責傳輸原始的比特流，主要定義電氣、光學和機械接口的標準，例如電纜規范和傳輸介質。

(2) 數據鏈路層（Data Link Layer）：在物理層之上，提供可靠的數據傳輸，將原始的比特流劃分為數據幀，并進行錯誤檢測和修復，確保數據的可靠性。

(3) 網絡層（Network Layer）：負責邏輯編址和路由選擇，將數據包從源主機傳輸到目標主機，通過IP地址進行尋址和路由。

(4) 傳輸層（Transport Layer）：為應用程序提供端到端的可靠通信，主要負責數據分段、流量控制、數據的可靠性和順序保證，常見的傳輸協議有TCP（傳輸控制協議）和UDP（用戶數據報協議）。

(5) 會話層（Session Layer）：建立、管理和終止應用程序之間的會話連接，包括會話的控制和同步，確保通信的有序性和穩定性。

(6) 表示層（Presentation Layer）：處理數據的表示和轉換，例如數據的編碼、解碼、數據加密和解密，確保不同系統的數據格式能夠互相理解。

(7) 應用層（Application Layer）：提供網絡服務和應用程序之間的接口，包括電子郵件、文件傳輸、遠程登錄等各種應用服務。

TCP/IP四層網絡模型

TCP/IP四層模型是互聯網上廣泛使用的參考模型，它是基于實際協議棧發展而來的，包括：

(1) 網絡接口層（Network Interface Layer）：負責物理連接和數據鏈路操作，以太網、Wi-Fi等都在這一層工作。

(2) 網際層（Internet Layer）：相當于OSI模型的網絡層，負責IP尋址、路由選擇和數據包的轉發。

(3) 傳輸層（Transport Layer）：相當于OSI模型的傳輸層，提供端到端的可靠數據傳輸和流量控制，主要由TCP和UDP協議實現。

(4) 應用層（Application Layer）：相當于OSI模型的會話、表示和應用層，包括各種應用服務和應用協議，例如HTTP、SMTP、FTP等。

五層協議

五層協議的網絡體系結構是指在中國國家標準中規定的網絡體系結構，它是對傳統的OSI模型和TCP/IP模型的簡化和優化，主要包括五個層次：

(1) 網絡接入層：負責物理接入和數據鏈路接入，例如以太網、Wi-Fi等。

(2) 網絡層：負責數據包的路由和轉發，以及IP尋址和轉發。

(3) 傳輸層：負責端到端的可靠數據傳輸和流量控制，主要由TCP和UDP協議實現。

(4) 會話層：負責建立、管理和終止應用程序之間的會話連接，確保通信的有序性和穩定性。

(5) 應用層：提供各種網絡應用服務和應用協議，例如HTTP、SMTP、FTP等。

這些網絡體系結構模型都提供了對網絡通信的層次化和功能分離的理論框架，以便更好地理解和設計計算機網絡系統。

IPv4

IPv4是32位的地址空間，因此總共有2^32個IPv4地址，即約42.9億個地址。

A類地址、B類地址和C類地址是IPv4地址分類中的三個主要類別，用于劃分不同規模的網絡。

(1) A類地址

IP地址構成：0 + 網絡號(7bit) + 主機號(24bit)
網絡數量：128個網絡（2^7=128）
取值范圍：0.0.0.0~127.255.255.255
舉例：一個A類地址網段13.0.0.0 ~ 13.255.255.255
【A類地址】– 特殊網絡
0.0.0.0   ~ 0.255.255.255  （IEEE保留的地址，不進行分配）
10.0.0.0  ~ 10.255.255.255 （專用的私有地址）
127.0.0.0 ~ 127.255.255.255（用于回送地址測試，如本地測試127.0.0.1）

(2) B類地址

IP地址構成：10 + 網絡號(14bit) + 主機號(16bit)
網絡數量：16384個網絡（2^14=16384）
取值范圍：128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
舉例：
一個B類地址網段：130.55.0.0 ~ 130.55.255.255
每個網絡中的主機數量：2^16 – 2 = 65534– 特殊網絡
172.16.0.0~172.31.255.255（專用的私有地址）。

(3) C類地址

IP地址構成：110+網絡號(21bit)+主機號(8bit)；
網絡數量：2097152個網絡（2^21=16384）
取值范圍192.0.0.0  ~ 223.255.255.255
舉例某一個C類地址網段：
210.46.10.0 ~ 210.46.10.255 
每個網絡中的主機數量：2^8 – 2 = 254 – 特殊網絡
192.168.0.0~192.168.255.255（專用的私有地址）

注意，這些地址范圍不是嚴格規定的，有些特殊地址和保留地址也存在。此外，A、B和C類地址的劃分是IPv4早期的一種分類方案，現代的網絡通常采用無類別域間路由選擇（CIDR）來管理和分配IP地址，使得更靈活和高效地利用地址空間。

子網的基本概念

子網的基本概念是將一個大的IP地址空間劃分成多個較小的網絡，每個子網都有自己的唯一網絡地址。子網劃分可以提高網絡的效率和安全性。由于標準分類的IP地址在分配使用時浪費嚴重，子網允許將網絡劃分成多個部分供內部使用，但是對于外部網絡仍然像一個網絡一樣。子網技術將某一個A類網段、B類網段或C類網段，再劃分成多個子網，每個子網形成單獨的網絡，有效解決IP地址浪費問題。

(1) 子網掩碼subnet mask，也稱子網屏蔽碼，用來標識一個IP地址在哪一個子網內。子網掩碼中網絡號和子網號對應的二進制位都為1，主機號都為0。子網掩碼用于標識IP地址中哪部分是網絡地址，哪部分是主機地址。它是一個與IP地址相對應的32位二進制數，其中網絡地址部分全為1，主機地址部分全為0。子網掩碼告訴網絡設備如何將IP地址劃分為網絡地址和主機地址，以確定數據包在局域網中的傳輸路徑。通過使用子網掩碼，可以將IP地址分段規劃，充分利用IP地址空間，同時也提供更有效的路由和轉發。

(2) 子網的地址結構：子網使用三級地址結構，網絡號+子網號+主機號，在標準分類的主機號部分通過借位實現子網號，從而進行子網的劃分。

(3) 網關（Gateway）是連接一個子網與另一個子網或外部網絡的設備，它在不同網絡之間進行數據包轉發。網關充當一個中繼站，負責將數據包從一個網絡轉發到另一個網絡，它對外部網絡屏蔽了內部網絡的細節。在本地網絡中，網關通常是一個路由器，它負責將數據包從一個子網路由到另一個子網。網關是實現不同網絡之間通信的關鍵組件。

(4) DNS（Domain Name System）是一種分布式的命名系統，用于將域名（例如www.example.com）轉換為對應的IP地址。當我們在瀏覽器中輸入一個域名時，瀏覽器需要查詢DNS服務器來獲取該域名對應的IP地址，然后才能建立與目標主機的連接。DNS起到類似電話簿的作用，它將易記的域名映射到對應的IP地址，使得人們可以使用便于記憶的域名來訪問網絡資源。DNS的存在使得互聯網更加方便、易用，并且可以支持動態的IP地址變化。

總結起來，子網掩碼用于劃分IP地址，網關用于不同網絡之間的數據包轉發，而DNS用于將域名轉換為對應的IP地址，從而實現網絡通信和資源訪問。這些要素相互配合，構成了現代互聯網的基礎架構。

IPv6

IPv6（Internet Protocol version 6）的引入是因為IPv4（Internet Protocol version 4）地址空間的枯竭問題。IPv4使用32位的地址，最多可以分配約42億個IP地址，但隨著互聯網的迅速發展和設備的普及，可用的IPv4地址已經枯竭。為了滿足日益增長的互聯網設備數量和提供更大的地址空間，IPv6被提出并逐漸推廣使用。

IPv6采用128位的地址空間，相比IPv4的32位地址空間，IPv6可以提供可觀的地址數量，約為3.4 x 10^38個。這使得每個地球上的每顆塵埃粒子都可以擁有大量的IPv6地址，從而解決了IPv4地址枯竭的問題。此外，IPv6還提供了一些其他改進和功能，如更好的安全性、自動地址配置、移動性支持和更高的性能。

IPv6有三種表示方法，包括：

1 冒分十六進制表示法（Colon-Hexadecimal Notation）
格式為X:X:X:X:X:X:X:X,其中每個X表示地址中的16b，以十六進制表示，
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
這種表示法中，每個X的前導0是可以省略的，例如：2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A
2 0位壓縮表示法（Zero Compression）
在某些情況下，一個IPv6地址中間可能包含很長的一段0，可以把連續的一段0壓縮為“::”。
但為保證地址解析的唯一性，地址中”::”只能出現一次，例如：
FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101
0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1
0:0:0:0:0:0:0:0 → ::
3 內嵌IPv4地址表示法（IPv4-Mapped Address）
為了實現IPv4-IPv6互通，IPv4地址會嵌入IPv6地址中，
此時地址常表示為：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六進制表示，
而最后32b地址則使用IPv4的點分十進制表示，
例如::192.168.0.1與::FFFF:192.168.0.1就是兩個典型的例子，注意在前96b中，壓縮0位的方法依舊適用。

IPv6的引入和多種表示方法的使用，為互聯網的可持續發展提供了更可靠的基礎結構和更廣闊的地址空間。