本篇我们将会学习以下概念：

以前，“路由器”是和“交换机”“集线器”“网桥”等等名词，共同存在于"网络技术"这个不为人知的世界中的。当初为了搞明白这些词是啥意思，可是非常不容易的。然而，现在“路由器”已经成为京东、淘宝上的一个常见搜索的产品名字了。可是，你知道为啥那个屁股上插了几根线的玩意儿，叫“路由器”而不是其他什么名字吗？跟着下面的步骤操作一下，你就知道啥叫做“路由”了。

根据前面的文章可以知道，在互联网上每个电脑（或者设备），都需要有一个 IP 地址（实际上你可以拥有多个 IP 地址，只要对应的网卡能用的上）；有了这个 IP 地址，才能通过互联网互相通信。所以，我们可以用以下命令显示当前的 windows 电脑的 IP 地址信息——使用 cmd.exe 打开命令行窗口，输入指令：

然后你可能会得到一堆字符输出，其中会有一些类似如下图的显示：

这里面显示了本电脑的 IP 地址为 192.168.1.27，这里显示的 IPv4 和 IPv6 是 IP 地址的两个不同的版本，暂时我们可以只看 IPv4。除了 IP 地址以外，还有两个奇怪的参数：子网掩码、默认网关。——我们马上可以做一个实验，来动手研究他们的含义。

我们现在输入命令行：

上面的 192.168.1.1 你可以根据你电脑的实际情况，改成上面你所看到“默认网关”的具体 IP 地址。

我们可以看到有一些输出，表示 IP 为 192.168.1.1（或者是你的默认网关的 IP）的电脑，给本电脑的 ping 返回了数据。（这些数据每个占 32 字节，一共发了 4 个数据包）这表示本电脑 192.168.1.27 到 192.168.1.1 是能连通的。这个工具之前我们测试 www.lua.org 网站服务器的时候，也以类似的方法用过。这个默认网关一般来说，就是你家里面的路由器的 IP 地址，那个小小的盒子，也可以算是一台联网的电脑，具有自己的 IP 地址。

以前老式的 ADSL 拨号上网情况下，我们并没有一个自带 IP 的路由器，而是通过一个 Modem 调制解调器连接互联网，那个情况下，默认网关 IP 指向的则是存放于电信运营商提供的一个设备。

然后我们来修改一下自己的 IP 地址，为了避免不同 windows 版本的 GUI 界面的差异。我使用命令行进行修改，请以管理员身份重新打开 cmd.exe 窗口：

然后输入以下命令。注意输入之后可能会让你的电脑断网，所以最好保留一下上面你看到的 IP 地址的内容，完成实验后重新设置回来。

这个命令，其中 "以太网" 这个字符，是对应之前 IP 地址输出窗口中的“适配器”部分的（也就是你的网卡在 windows 上配置的名字，现在电脑往往会有两个以上的网卡，包括 WiFi 网卡和有线网卡，还有的会有蓝牙网卡），如果你的适配器叫其他名字，请修改成对应的名字。

而 addr=192.168.2.27 中，是把原来的 192.168.1.27 的第三段数字改成不是 1 的。并且注意 mask 一定要是 255.255.255.0 这个数值。这个命令的含义，就是把“以太网”这个网卡（或者叫“网络适配器”）的 IP 地址 配置成 192.168.2.27，并且 子网掩码 参数改成 255.255.255.0。

当你执行完上面这个命令，你应该会发现：电脑断网了！。断网了咱也先不要着急，我们还得继续实验，在命令行窗口中继续输入以下命令：

你会看到以下返回，表示刚才还能连通的网关服务器，现在已经连不通了！

等下我们再解释，为啥改了一下 IP 地址就连不通原来还能连上的电脑。现在我们先尝试恢复网络，可以在同一个命令窗口运行命令：

上面这个命令的作用，就是把 IP 地址从"手工设置"，改成"自动获取"。如果你的电脑运行这行代码后还是不能上网，可以参考上面改 IP 的命令，把 IP 地址的第三段改为原来的值，并且修改 mask 参数为原来子网掩码的值，以及修改 gateway 参数为原来的“默认网关”的值。

下面我们来解释一下，为什么改了 IP 地址的其中一段，就会导致原来能联通的网络，变得连不通呢？首先，我们需要了解一下 IP 地址的组成：IPv4 地址一般看起来是由四个数字，通过三个小数点连接起来的。实际上，IPv4 的地址只是一个 32 位二进制长度（bit）的整数，其十进制的取值范围是 0~4294967295。互联网上的所有设备（手机、电脑、游戏机等等）都是用的一个数字编号，来代表自己的地址。我们写成 xxx.xxx.xxx.xxx 的形式，基本是为了避免太长的一个数字给记错了而已。

我们知道在现实世界中，如果我们要向一个地址写一封信，或者发一个快递，一般都是需要写省、市、区、街道、门牌。具体发送快递的时候，物流公司把需要把目标地址，分成不同的一段段空间，先找空间，再找逐步细化空间，最后发到具体的地址上。但如果好像互联网上的设备，如果只有一个数字作为具体地址，就算这个地址不会重复，那又如何才能一步步的找到最后的目标呢？

答案就藏在 IP 地址的另外两个参数里：子网掩码 (netmask)、默认网关 (gateway)。

当我们要发送一个数据包到另外一个 IP 地址的机器上（譬如上面实验中的 ping 命令），我们是知道自己的 IP 地址，以及目标的 IP 地址的。操作系统会根据子网掩码，来判断是否目标 IP 地址的机器，是否是和当前电脑在同一个“子网”中。

在上面的实验中，我有意让目标 IP 和本机的 IP 地址处于不同的“子网”中，而且默认网关也不起做（因为不在同一个子网中），所以 ping 的结果就是超时，表示无法连同。

那么，操作系统是如何判断，一个目标地址是否和本机处于同一个“子网”中的呢？这个时候就需要“子网掩码”的功能了。在我们的实验中，子网掩码是 255.255.255.0，如果把这个地址，以 IP 地址的方式改成二进制，就会是 11111111 11111111 11111111 00000000 这样一个数字，然后我们用这个子网掩码的二进制数对 IP 地址的二进制数，进行“与”运算，就能得到“子网网段”的地址值。这里的“与”运算，其实就是对应位掩码是 1 的，就保留下来；是 0 的，就变成 0。

子网掩码并不一定需要是 255 和 0 作为组成部分的，它可以是任何数字。只要拿这个数字和 IP地址按二进制位进行“与”运算，就能得到子网的网络地址。根据上面的实验，我们可以知道发起数据的电脑和接收数据的电脑的 IP 地址，经过计算各自的子网地址是：

上面这两个子网地址并不一致，所以操作系统判断：本机和目标机器不处于同一个子网内，需要通过网关转发数据。而网关刚好也配置的是 192.168.1.1 这个不在同一个子网内的机器，所以数据只能是没有回应。一旦我们把本机的地址，改成了让操作系统认为，是和目标机器同一个机器的子网内，我们就又能 ping 通了。

我们既然知道了，在同一个子网内，数据是根据子网掩码来判断和传输的，那么不在同一个子网内的数据，又是如何传递的呢？其实过程是一样的，只是不在一个子网内的数据，会先发给同一个子网内的“默认网关”，这个网关设备负责转发到另外一个子网去（也就是上级网络）。“网关”提供的这种服务，称为“路由”服务。这个过程有点像我们送快递：

为了直观的展现这个过程，我们还是可以用命令行工具进行测试：

tracert 这个软件，就是记录和显示数据包如何到达目的 IP 的一个工具。从输出我们看到，目标 www.baidu.com 的 IP 是 183.2.172.185，经过了 15 次转发，最终到达了这个 IP 地址。而第一次转发，经过的正是默认网关 192.168.1.1，而第二次转发的网关地址 100.69.0.1，这个 IP 地址通常是路由器的 WAN 的网关，也就是“更上一级”子网网关的地址。后面经过的每一条记录，都可以理解为经过一个“快递站”（网关）的地址。

上图是我的路由器管理界面，上面记录 WAN 的地址，可以看到都是以 100.69. 开头，很可能其子网掩码是 255.255.0.0，从而和 100.69.0.1 处于同一个子网（计算得到子网地址都是 100.69.0.0）

每个网关之间的数据转发规则，往往不是好像我们家里的路由器那么简单：不是一个子网的，全部发给上级网关——而是有一个“路由表”来决定数据包的转发规则的——这方面有很多细节，是一个专门的课题。但我们现在，只需要知道，全世界的所有设备，就是通过这样一次次的转发，最终连接到一起的。

本篇文字的末尾，我们接触到了新的概念: WAN，下一篇，我们会从路由器的配置着手，开始了解更多互联网的知识。