【网络安全】服务基础阶段——第一节：进制转换与IP地址

一、进制转换与IP地址

进制与计算：

进制转换是指将一个数字从一个数制（基数）转换为另一个数制的过程

二进制（Binary）：基于0和1的数制，例如1011（十进制11）。
八进制（Octal）：基于0到7的数制，例如13（十进制11）。
十进制（Decimal）：基于0到9的数制，是我们日常使用的数制。
十六进制（Hexadecimal）：基于0到9和A到F（或a到f）的数制，例如B（十进制11）。
ASCII码：字符表示的数制，每个字符转换为其ASCII数值，例如字符A的ASCII码是65（十进制）。

在网安中，进制转换主要用于IP地址的计算

IP地址（Internet Protocol Address）是互联网协议的一部分，用于唯一标识互联网上的设备。每个连接到网络的设备，无论是计算机、手机还是服务器，都需要一个IP地址来与其他设备通信。

在计算机科学中，位（bit）、字节（byte）和字（word）是用于衡量数据大小的基本单位：

1. **位（bit）**：
- 位是计算机中数据的最小单位，表示一个二进制值，即0或1。

2. **字节（byte）**：
- 1字节等于8位。它是存储单个字符的标准单位。例如，ASCII码中的一个英文字符通常占用1个字节，而UTF-8编码中的一个英文字符也可能占用1个字节，但某些其他字符可能占用2个或更多字节。

3. **字（word）**：
- 字是计算机架构中用于表示其自然数据单位的术语，其大小取决于具体的计算机系统。在某些架构中，一个字可能等于2字节（16位）、4字节（32位）或其他大小。在现代计算机中，"word"一词有时与"doubleword"（双字，4字节）或"quadword"（四字，8字节）等术语互换使用。

### 转换关系：
- 1字节（byte）= 8位（bits）
- 1千字节（KB）= 1024字节
- 1兆字节（MB）= 1024千字节
- 1吉字节（GB）= 1024兆字节
- 1太字节（TB）= 1024吉字节

位、字节和字的概念在计算机存储、内存寻址、数据处理等方面非常重要。它们是理解计算机如何表示和处理信息的基础。

二进制逻辑运算：

异或使用情景很丰富，例如用于RAID独立磁盘冗余阵列，实现数据恢复。

例如在RAID3中，有两个存储盘和一个校验盘，如数据盘1中数据位0，1，1；数据盘2中数据为0，0，1，根据异或计算得校验盘的数据为0，1，0，此时若数据盘1或2任意一个出错丢失，可根据校验盘和另一个完好的数据盘再次异或运算找回数据

IP地址：

IP地址（Internet Protocol Address）是互联网协议的一部分，用于唯一标识互联网上的设备。每个连接到网络的设备，无论是计算机、手机还是服务器，都需要一个IP地址来与其他设备通信。我们把整个因特网看成一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围内唯一的标识符

IPv4（Internet Protocol version 4）是互联网协议的第四版，也是最广泛使用的版本，直到IPv6的出现。IPv4地址由32位二进制数构成，通常分割成四组十进制数表示，每组范围从0到255，例如192.168.1.1。由于IPv4地址是32位的，因此只能提供大约43亿个唯一的地址，这在互联网设备数量迅速增长的今天已接近极限。

在这其中，一条重要的技术——NAT（网络地址转换）将有类变为无类，允许多个设备共享一个公网IP地址的技术，有延长了一段IPV4的使用时间

IPV4中的子网掩码用于局域网内部通信的地址，如家庭或办公室网络。屏蔽IP地址的网络部分的“全1”比特模式，将某个IP地址划分为网络地址和主机地址两部分，子网掩码不能单独存在，必须结合IP地址一起使用。类似于一把刀切开蛋糕。