學習-子網掩碼

       子網掩碼(subnet mask)又叫網絡掩碼、地址掩碼、子網絡遮罩,它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網以及哪些位標識的是主機的位掩碼。子網掩碼不能單獨存在,它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用,就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。

         子網掩碼最直接的作用是判斷IP地址與另一個IP地址是否在同一個網段內。
    下面先簡單看一個電腦上IP的基本配置
     IP地址:192.168.0.5
     子網掩碼:255.255.255.0
      默認網關:192.168.0.1
 
          如上的例子,IP地址、子網掩碼、默認網關。假如現在上邊的電腦A(IP地址192.168.0.5)要給電腦B(IP地址爲192.168.0.22)發送數據,首先A將數據發到路由器,路由器經過判斷B的地址和A的地址在同一個網段內,然後路由器就將數據直接發送給B。
      路由器具體使用子網掩碼來判斷IP地址是先將這些IP地址和子網掩碼都換成二進制,然後按照子網掩碼的最長位數的1來比較。
      第一步:轉換爲二進制
      A的IP地址:11000000,10101000,00000000,00000101
        子網掩碼:11111111,11111111,11111111,00000000
      B的IP地址:11000000,10101000,00000000,00010110
     第二步:按照子網掩碼最長1來比較
     看上邊的內容,子網掩碼在左邊一共有24位爲1,那這樣的意思就是如果兩個IP地址的前24位都相同的話,那這兩個IP地址就是在同一個網段內,看到我紅色標記的A和B的地址都相同,那這就說明A和B在同一個網段內。
    
     再看一個例子,如果還是A地址的數據發到C地址,C的IP地址爲192.168.56.21
     第一步:轉換爲二進制
     A的IP地址:11000000,10101000,00000000,00000101
        子網掩碼:11111111,11111111,11111111,00000000
      C的IP地址:11000000,10101000,00111000,00010101
     第二步:按照子網掩碼最長1來比較
      看上邊的A和C,按照子網掩碼的要求,如果C的前24位和A的前24位都相同的話,那麼A和C纔是同一網段的,看上邊C的地址,我用藍色來標註不同的位數,這樣A 和C就不在同一個網段內,路由器就不能直接把A要發給C的數據直接經過一個路由器給發送過去,這樣路由器就要先將A的數據轉發到另外一個路由器(一個不行就繼續往下發),然後再發到C上。
 
 
問題擴展:
 一:上邊的例子中子網掩碼爲255.255.255.0,那麼能不能把子網掩碼給修改呢,完全可以。
        在上邊A和C的例子中,如果把子網掩碼改成255.255.0.0,再看一下   
       A的IP地址:11000000,10101000,00000000,00000101
        子網掩碼:11111111,11111111,00000000,00000000
      C的IP地址:11000000,10101000,00111000,00010101
      這樣A和C就在同一個網段內了
二:擴展子網
       在一個公司或者學校內部,已經分配好了網絡號,按照內部行政結構的不同,再將網絡分配成子網絡號。
       舉例:如果一個公司主機已經分配好的網絡按照255.255.0.0的子網掩碼來區分主機號,現在由於公司有兩個部門,想要按照部門來劃分成兩個子網絡來,那麼可以簡單的用子網掩碼來劃分。現在來考慮,有兩個部門,按照二進制的做飯,那麼只要有一位的數字0和1來區分就可以了。
       按照255.255.0.0(11111111,11111111,00000000,00000000)來劃分,前邊了16位是網絡號,按照子網掩碼是按照最長1來匹配,那麼現在就在17位劃分位0和1來區分成兩個。那麼可以給一個部門的子網掩碼劃分爲255.255.128.0,另一個劃分爲255.255.0.0,用二進制來比較一下
       255.255.0.0:    11111111,11111111,00000000,00000000
       255.255.128.0:11111111,11111111,10000000,00000000
       這樣就簡單的將兩個部門來劃分開了
 三:路由的時候選擇最長1來匹配
       路由的時候爲什麼選擇最長1來匹配,理由是這樣的:如果是在好幾個可以匹配的網段內(還是按照子網掩碼)選擇最長的那個,可以很快的找到匹配。如果是按照最短的,那麼需要匹配的主機就多,還有一種可能是一個路由器轉發不了,還要換另一個路由,很可能造成包在網絡內循環,最後直至包被丟棄。
 四:網關的概念
        在開始的例子中提到默認網關的概念,先來看網關的概念。
        網關實質上是一個網絡通向其他網絡的IP地址,網關的IP地址是具有路由功能的設備的IP地址,按照上邊的192.168.0.1網關的例子,網關就是有那麼一臺機子或者是PC機或者是服務器它的IP地址是192.168.0.0,這個設備有路由功能。按照這個理論,一個設備的IP必須和自己的網關在同一個網段內,這是必須的。
        說完網關,再說默認網關,默認二字就沒有太多解釋的了,這裏舉例說明:網關可能不止一個,有網關一、網關二等等,默認網關就是選擇其中之一做爲默認值。

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