网工必看！如何形象生动的解释IP地址、子网掩码和网关？
- 这是老杨写的第102篇文章 | 预计阅读时间10min -
其实啊，这些关键词都是很入门的网络基础概念，对于已经是老司机的网工来说，看的就是个创意，对于入门小白来说，看的是科普，对于行外人来说，看的就是热闹了。
所以为了照顾这三类群体，我会把内容写得都更加清楚一些，分为官方释义和老杨分析两个部分。
IP地址是个啥？
官方解释
IP地址（Internet Protocol Address），全称为网际协议地址，是一种在Internet上的给主机编址的方式。它是IP协议提供的一种统一的地址格式，常见的IP地址分为IPv4与IPv6两大类，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
现在是互联网大行的时代，所以，我们每个人在生活中其实都在接触IP地址。
只要你使用具有上网功能的电子设备，就都有IP地址。这样理解吧，每个人都有身份证，所以每个上网设备也都有IP地址。
每个人之间相互联系需要互相知道对方名字/联系方式，那么每个上网设备之间需相互联系，则通过IP地址来搞定。
🎪 小剧场
“喂，你是那个192.168.0.1吗？”
“是啊是啊！”
“你让我过去，我是那个192.168.1.0，我俩主人很熟的！”
“好啊，来吧！”
现在，像百度、阿里、腾讯这样的互联网的巨头通过IP地址，把设备和设备，人和人连接起来，实现万物互联。
说到这里，就不得不提到一点：IP地址目前分为IPv4和IPv6地址。
特地说明一下，IPv是“Internet Protocol Version”（互联网协议版本）的缩写，4和6这样的数字代表“版本几”。
我们之前用的一直都是IPv4地址，但是数字的编码是有穷尽的，所以大佬们开始研究起IPv5地址。
但是IPv5版本的地址在实验过程中夭折，所以才出现了现在很多APP首页下方都有显示的IPv6地址。
为什么IPv4会用完？这里拓展来说明一下：
IPv4创建的地址基于32位，所以只能创建4,294,967,296（42亿）个IP地址。随着互联网的不断发展，扩展和入口点整合（例如物联网设备），需要的独立IP地址将远超过IPv4能提供的4.2亿个。
而IPv6地址长度为128位，能够提供比上一代更多的IP地址，可以提供的IP地址数量会达到340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456个。（手动滑稽）
子网掩码又是个啥？
官方解释
子网掩码（网络掩码/地址掩码）是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的网络地址与主机地址的位掩码。通常情况下，子网掩码和地址本身的表示方法是一样的。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。
子网掩码和IP地址一样，也是一个32位的二进制数。那长得差不多，为啥它和IP地址为什么非要在一起用呢？
老杨给你这样解释，他就像是IP地址的“照妖镜”。
你看啊，IP地址那么多那么乱，我们怎么分的清哪个能用哪个不能用？哪个是a，哪个是b？
这时候，把子网掩码这个镜子拿出来一照，哟呵，这下就能知道IP地址的“真面目”了。
那如果单独用照妖镜，没有妖怪，它怎么能释放它的大招，秒杀敌方呢？
再举个例子：
你收到了一封全是外文的来信，信封上写着全是外文的收件人和地址。
因为全是外文，你由于语言限制分不清哪个是哪个，这个时候子网掩码就跑出来，给你翻译一下，告诉你左边是地址，右边是收件人。
子网掩码不仅能辨别IP地址是什么种类，也可以辨别它们是有效的还是无效的，是局域网上的还是远程网上的，这样才能更好的实现网络的正常连接。
🎪 小剧场
“诶，老哥，让我过去，我和其他IP地址是一起的，别拦我。”
“不行，我子网掩码得查查你，过来！”
“……轻点轻点，别拽我。”
“你不对劲啊，你和他们长得很像，但是是非法入境啊，我得打个110，你别走！”
最后，网关到底是啥？
官方解释
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
这个长得和路由器差不多的东西就是网关(Gateway)，目前很多路由器都有网关的功能。网关是对两个网络段中，使用的不同传输协议的数据进行互相翻译转换的设备。
从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关，即网络的“入口”或者“出口”。
网关就好像是主机内部的“门”。一个房间可以有多扇门，一台主机可以有多个网关。
举个例子：
网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码255.255.255.0；如果需要与其它网段通信，那么它的网关可以设置为192.168.1.1。
网络B的IP地址范为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码255.255.255.0。如果需要与其它网段通信，那么它的网关可以设置为192.168.2.1。
在没有路由器的情况下，不同的两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上，TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。
而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。
如果网络A中的主机，发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机，网络B向网络A转发数据包，这样才能产生通信。
所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。
🎪 小剧场
“诶，小2，你住哪儿啊？”
“我也不知道咋形容，我刚搬来，我用定位（子网掩码）看看啊……诶，小1，我俩就住一个小区诶！”
“这么巧！那网友都当了这么久了，是不是该见个面了？”
“好吧……我在我家门口放朵小红花（网关设置），你也在你家门口放朵小红花（网关设置），这样下次我要是看到小红花，我就知道是你了，我就敲门来见你！”
“女孩子怎么都这么麻烦，直接小区门口见不行吗？”“直男！滚！”
如果想入门网络，还可以看些啥？
了解像诸如VLAN、三层交换机、网关、DNS、子网掩码、MAC地址、DHCP服务和PPPoE拨号……这样的基础概念，是网络基础入门的第一步。
搞得清楚它们，你才能看懂之后更深的网络方向的资料和文章。所以，如果看完老杨的解读，对网络甚至是网工产生了兴趣，推荐几本好书：
网络技术行业是一个需要终身学习的行业，网络工程师需要不断充电。
犹记得在2011年学习CCNP时，抱着《TCP/IP路由技术》看了至少三遍，这本被称为网络技术圣经的书籍让我在当时得到了飞快的提升。
后来陆续阅读了BGP系列、组播系列、MPLS系列，都是非常经典的网络技术书籍。近些年，也在阅读Segment Routing卷一和卷二，这两本也是目前业内唯一全面介绍Segment Routing技术的书籍。
所以，建议所有想要入门网络技术行业，或者已经在行业内想要进行技术提升的你，都可以认真看一下这份书单。