IPv4地址
（一）定义与格式
IPv4地址是32位的二进制数,用于在互联网或局域网中唯一标识一台设备，它通常以点分十进制的形式表示，192.168.1.1，每个部分（称为一个八位组）的取值范围是0 255，这是因为一个八位组可以表示的最大二进制数是11111111，换算成十进制就是255。
（二）分类
| 分类 | 范围（网络部分/主机部分） | 适用场景 |
|---|---|---|
| A类 | 第一个八位组为网络部分（1 126），后三个八位组为主机部分 | 大型网络，如大型企业网、政府机构网等，可容纳大量主机 |
| B类 | 前两个八位组为网络部分（128.1 191.254），后两个八位组为主机部分 | 中等规模的网络，如中型企业、学校等 |
| C类 | 前三个八位组为网络部分（192.0.0 223.255.255），最后一个八位组为主机部分 | 小型网络，如家庭网络、小型办公室网络等 |
| D类 | 用于多播，范围是224.0.0.0 239.255.255.255 | 视频会议、在线直播等需要将数据发送给多个接收者的场景 |
| E类 | 保留用于实验和未来扩展，范围是240.0.0.0 255.255.255.255 |
（三）特殊IPv4地址
- 私有IP地址：
范围包括A类的10.0.0.0 10.255.255.255、B类的172.16.0.0 172.31.255.255和C类的192.168.0.0 192.168.255.255，这些地址可以在内部网络中使用，不会在公网中被路由，用于节省公网IP地址资源。
- 回环地址：
最常用的是127.0.0.1，用于本地计算机内部的通信测试，比如测试本机上的网络服务是否正常运行，当设备向这个地址发送数据时，数据会直接返回到设备本身。
DNS（域名系统）
（一）作用
DNS的主要作用是将易于记忆的域名（如www.baidu.com）转换为计算机能够理解的IP地址（如115.239.210.27），因为在网络通信中，计算机是通过IP地址来定位目标设备的，但人类很难记住一串数字形式的IP地址，所以通过域名来方便用户访问网络资源。
（二）工作原理
- 域名解析过程：
- 当用户在浏览器中输入一个域名时,首先会向本地DNS缓存查找是否有该域名对应的IP地址记录，如果没有，就会向配置的DNS服务器（通常是由网络服务提供商提供）发送查询请求。
- DNS服务器会按照一定的顺序（如先从根DNS服务器开始查询，然后逐级向下查询顶级域名服务器、权威DNS服务器等）查找域名对应的IP地址，并将结果返回给用户的设备，同时会在本地缓存中保存这个记录，以便下次查询时加快速度。
（三）DNS服务器类型
| 类型 | 特点 |
|---|---|
| 根DNS服务器 | 全球只有少数几台，它知道所有顶级域名服务器的位置，是域名解析的起点 |
| 顶级域名服务器（如.com、.cn等） | 负责管理顶级域名下的二级域名，它将域名解析的任务分配给权威DNS服务器 |
| 权威DNS服务器 | 由域名所有者或其托管的服务提供商管理，存储着特定域名的IP地址映射等详细信息 |
网关
（一）定义
网关是连接不同网络的设备或软件,在具有不同体系结构或通信协议的网络之间，网关可以充当翻译器，使数据能够在这些网络之间正确传输，在家庭网络（可能是一个局域网）和互联网（广域网）之间，路由器就充当了网关的角色。
（二）功能
- 路由转发：
网关根据网络层协议（如IP协议）中的目的地址信息，将数据包从一个网络转发到另一个网络，它会检查数据包的目的地，如果目的地不在当前网络，就将数据包发送到合适的下一个网络节点。
- 协议转换：
当两个网络使用不同的通信协议时,网关能够进行协议转换，将基于TCP/IP协议的网络数据转换为其他专用网络协议的数据格式，或者反之。
（三）在网络中的部署
- 家庭网络环境：
通常是具有路由功能的无线路由器作为网关,它一方面连接家庭内部的设备（如电脑、手机等），另一方面通过宽带连接到互联网服务提供商的网络。
- 企业网络环境：
可能有更复杂的网关设备,如专门的硬件防火墙兼网关设备，这些设备不仅可以实现网络之间的连接和数据转发，还能提供安全防护功能，如防止外部网络的非法入侵等。
相关问题与解答
问题1：为什么有些网站有时候能访问，有时候不能访问，可能和IPv4地址、DNS或网关有关吗？
答：有可能，如果是IPv4地址问题，可能是网站的服务器IP地址发生了变更，而相关的DNS记录没有及时更新，导致用户无法通过原来的域名找到正确的服务器IP地址，从DNS角度看，可能是DNS服务器出现故障或者域名解析出现错误，使得无法将域名正确解析为IP地址，对于网关，如果是在局域网环境下，网关设备（如路由器）出现故障或者网络设置错误（如网关地址配置不正确），可能会导致整个局域网内的设备无法访问外部网络，包括某些网站。
问题2：如何更改设备的网关设置？
答：这取决于设备的操作系统。
- Windows系统：
打开“控制面板”，找到“网络和共享中心”，点击“更改适配器设置”，右键单击正在使用的网络连接（如本地连接或无线网络连接），选择“属性”，在弹出的窗口中，双击“Internet协议版本4（TCP/IPv4）”，在“常规”选项卡中，可以手动输入新的网关地址（需要知道正确的网关地址，通常是由网络管理员提供或者网络环境本身规定的），然后点击“确定”保存设置。
- Mac系统：
点击“系统偏好设置”，选择“网络”，选择正在使用的网络连接（如Wi Fi或以太网），然后点击“高级”，在“TCP/IP”选项卡中，可以手动更改“路由器”（即网关）地址，修改完成后点击“确定”