IP 地址与 DNS

进阶

每部上网装置都有一个 IP 地址就像门牌;DNS 就是电话簿,帮你把 www.google.com 这类网址翻译成 IP,电脑先找到路。

适合:中一资讯及通讯科技 · 单元:网络与互联网 · 建议学习路径第 5/13 课

学完呢课,你会识:
  • IP 地址=网上门牌;四组数字、每组 0–255
  • 网域给人记,IP 给电脑用;DNS 负责翻译
  • URL=协定+网域+路径
资讯及通讯科技Information & Communication Technology
读呢课前,你应该识: 电脑网络基础

§课文原文 Passage

1网络上每部装置都需要一个地址,其他装置才能把资料准确送到,这就是 IP 地址,作用如同住宅的门牌,资料就像信件一样按地址寄达,例如 192.168.1.1。常见的 IPv4 地址由四组 0 至 255 的数字组成,但全球装置数量暴增,地址早已不敷应用,因此更长的 IPv6 地址应运而生。

2人类难以记住一长串数字,于是有域名系统(DNS):它像一本自动更新的电话簿,把「www.google.com」这类域名翻译成对应的 IP 地址。浏览器每次开启网站,第一步其实是向 DNS 查询地址;一旦 DNS 伺服器故障,网络即使畅通,也会出现「有连线却开不到任何网站」的现象。

3香港例子:在 WhatsApp 点击连结开启网页时,背后第一个步骤就是 DNS 查询;学校与公司亦设有内部域名,方便师生与员工存取内联网资源。明白 IP 与 DNS 的分工之后,排查网络问题便更有系统:先查实体连线,再查域名解析,层层推进,快速锁定问题所在。

1重点摘要 Summary

每部上网装置都有一个 IP 地址就像门牌;DNS 就是电话簿,帮你把 www.google.com 这类网址翻译成 IP,电脑先找到路。

2生字卡 Vocabulary

I
IP addressIP 地址

网上每部装置的唯一编号,例如 192.168.1.1。

D
DNS (Domain Name System)网域名称系统

把网址翻译成 IP 地址的系统,就像一本电话簿。

D
Domain name网域名称

容易记的网站名,例如 google.com,其实指向某个 IP。

U
URL统一资源定位器

完整网址,包含协定+网域+路径。

H
HTTPS加密网页协定

加密的网页传输方式,密码和个人资料途中不会给人偷看。

B
Browser浏览器

用来开网页的程式,例如 Chrome、Safari、Edge。

I
IPv4 / IPv6IPv4/IPv6

两代 IP 地址格式;IPv4 的四组数字快用完,IPv6 改用更长的地址。

P
Protocol协定

电脑之间沟通的共同规则,例如 http/https。

3逐步讲解 Steps

  1. IP 地址:网络门牌IP 地址是网络上每部装置的数字门牌,例如 192.168.1.1。常见的 IPv4 格式由四组数字组成,每组范围 0 至 255。资料在网络上传送时全靠 IP 寻址,就像寄信必须写收件地址,没有地址信件便无法送达。家中路由器会为每部装置派发内部 IP,例如手机 192.168.1.5、电脑 192.168.1.6;而网站则持有公开的 IP,让全球用户都能找到它。
  2. 网域名称:给人记的地址数字地址难以记忆,于是有网域名称(Domain Name):google.com、labzstudy.com 这类名字。网域与 IP 指向同一部伺服器,一个方便人类记忆,一个方便电脑寻路,两者缺一不可。比喻:网域是通讯录上的「妈妈办公室」,IP 是实际的街道地址;你记住名字,手机负责查地址。网域需要注册购买,每年缴费续用,热门网域甚至有转让买卖的市场。
  3. DNS:自动翻译员DNS(域名系统)负责把网域翻译成 IP:你输入网址之后,电脑先向 DNS 伺服器查询 google.com 的 IP 是多少,DNS 回答之后,电脑才连去该 IP。整个查询通常在一秒之内完成,使用者全然不觉。DNS 像一本自动更新的电话簿,全球有大量 DNS 伺服器分工合作。若 DNS 故障,网络线路即使畅通,浏览器也会显示「找不到伺服器」,因为名字翻译不成地址。
  4. 拆解一条网址以 https://www.labzstudy.com/s1/ict/ 为例,网址可拆成三部分:https 是加密传输协定,保证资料途中不会被人偷看,网上银行与购物必须依赖它;www.labzstudy.com 是网域,指出要访问哪个网站;/s1/ict/ 是路径,指出要开启网站内哪一页,如同大厦地址之后的楼层与室号。三个部分各司其职,读懂网址结构之后,见到陌生连结也能大致判断它通往何处。
  5. 开启网页的完整流程由输入网址到画面出现,中间经过五步:第一,浏览器向 DNS 查询网域对应的 IP;第二,取得 IP 后,浏览器向该伺服器发出请求;第三,伺服器把网页档案送回;第四,浏览器接收资料;第五,浏览器把程式码渲染成画面。排解上网问题时按此链逐级检查:其他网站正常而某一网站打不开,多半是该网站自身故障;所有网站都打不开,则可能是 DNS、路由器或网络供应商的问题。
  6. IPv4 枯竭与 IPv6 补上IPv4 的四组数字组合约有 43 亿个,曾经看似无限,但全球上网装置——手机、电脑、电视、灯泡、电表——早已超过此数,地址于是不够派发。解决方案是 IPv6:地址长度增至 128 bit,由 8 组十六进制数字组成,数量高达 3.4 × 10³⁸ 个,足以为地球上每一粒沙编配地址。现时两种格式并行过渡,新装置与新网络正逐步转用 IPv6,未来数十年地址供应充足。

4图解 Diagrams

DNS:网址翻译员 DNS lookup你打网址www.labzstudy.com问 DNS 伺服器电话簿查册攞到 IP例如 168.107.x.x连去网站电脑只识 IPIP 地址=电脑嘅「门牌号码」(例如 192.168.1.1)DNS=网上电话簿:将人记得住嘅网址翻译成机记得住嘅 IPDNS 坏咗会点?网络正常但打网址开唔到——可以试改用公共 DNSIP 分公共(全世界唯一)同私人(屋企内部用 192.168 开头)
图 1:IP 与 DNS 查询

5例题示范 Example

例题:DNS 伺服器故障时,输入 www.google.com 会发生什么?为何直接输入 IP 仍可能连上?

  1. 正常流程:输入网址后,电脑必须先向 DNS 查询该网域的 IP。
  2. DNS 故障:查询得不到回应,电脑拿不到 IP 地址。
  3. 没有 IP 便无法连接伺服器,浏览器显示「找不到伺服器」。
  4. 直接输入 IP 可跳过 DNS 翻译一步,因此仍有机会连上目标伺服器。
  5. 结论:DNS 只负责把网域翻译成 IP;实际传送资料时使用的始终是 IP。
  6. 答案:输入网址会失败,因为 DNS 故障令电脑无法取得 google.com 的 IP;直接输入 IP 不经 DNS,故仍可能连上。此事说明网址靠 DNS 翻译,资料传送则始终靠 IP 寻址。

6常见错误 Mistakes

✗ 「网址同 IP 是两个不同的网站。」
✓ 两者指向同一部伺服器 — 网址是给人记,IP 是给电脑找路。
✗ 「http:// 同 https:// 一样。」
✓ https 多了加密(S=Secure);输入密码、个人资料一定要在 https 网站才安全。
✗ 「IP 地址永远不会变。」
✓ 家中上网的 IP 很多时会变(动态 IP);网站伺服器的 IP 则较固定。
✗ 「192.168.1.5 是全世界唯一的地址。」
✓ 以 192.168 开头的是私人(内部)IP,只在自己家中或学校的网络内有效;全球几乎每个家庭路由器都有 192.168.1.1 这类地址,对外的公共地址由网络供应商派发。

75 题快测 Quick check

Q1DNS 的作用是?A. 杀毒 B. 把网址翻译成 IP 地址 C. 储存相片

Q2192.168.1.1 这类地址叫什么?

Q3说出 https://www.labzstudy.com/s1/ict/ 三个部分的名称。

Q4IPv4 地址由四组数字组成,每组的范围是多少?

Q5你的电脑打不开任何网站,但同学的电脑上网完全正常。哪一环最可疑?

8重点回顾 Recap

  • IP 地址=网上门牌;四组数字、每组 0–255
  • 网域给人记,IP 给电脑用;DNS 负责翻译
  • URL=协定+网域+路径
  • 上网流程:网址 → DNS 查 IP → 连伺服器 → 拿网页
  • DNS 一坏,网络明明通也打不开网站 — 排查先想起它

同级其他科

同一科其他级别