子网掩码的作用

子网划分

子网划分是一种将大型网络划分为多个较小部分的技术，这些IP网络中的逻辑划分减少了网络流量，并实现了网络路径的更好性能。这在许多主机设备连接到单个网络的大型组织中使用，其中在流量期间执行路由过程并提高安全性。连接到子网的每个设备都使用路由器相互通信。

IP地址用于对网络上的设备进行分类，它有两个部分，第一部分表示地址的网络，第二部分表示网络中连接的（主机部分）设备。数千台设备或主机可以连接到同一个网络，相应的IP地址在网络流量高峰期可能会创建复杂的路由，这就是子网划分的作用，它将IP地址的使用限制在少数主机上。因此，数据可以在不访问其他路由的情况下到达目的地。当IP地址使用子网划分时，可以通过识别网络、子网和主机来获得目标地址。

子网掩码的功能

子网掩码由一个32位地址组成，用于分隔网络和主机地址。这识别了IP地址的哪一部分适合网络部分，哪一部分适合主机部分。子网掩码的值决定了子网上可以存在多少个主机。它包含1和0位，网络位初始化为1，主机位初始化为0。它由路由器或交换机在内部使用，用于将数据包发送到连接的本地网络路径中的目标节点。

有两种类型的子网掩码可用

  • 由A、B和C网络类提供的默认子网掩码

  • 自定义子网掩码由网络管理员设计，以将更多设备组合到单个网络中。网络。

子网掩码的作用

IP地址使用五个范围的网络类，其中A类最多可以处理1600万个主机，B类最多可以容纳65,534个主机，C类支持254个主机。其他两个类D和E保留用于多任务处理和研究领域。

默认子网掩码由A类、B类和C类网络类提供。

A类范围：255.0.0.0，B类范围：255.255.0.0，C类范围：255.255.255.0

  • A类子网为网络部分定义前八位，其余24位表示IP地址的主机部分。考虑一个IP地址示例：10.26.82.43 根据A类的默认掩码范围，给定的IP地址可以分为网络和主机部分。

  • 10.0.0.0表示网络地址，26.82.43定义主机地址。

  • B类子网具有16位的网络地址，其余16位用于主机地址。考虑IP地址：128.22.45.17 这里的网络部分将是128.22.0.0，主机地址是45.17

  • C类子网掩码的前24位用于网络节点，其余8位用于网络中的主机部分。考虑主机IP地址：192.168.8.2 则192.168.8.0定义网络部分，主机地址为2。

考虑一个数据包的示例，该数据包的目标地址为200.1.4.18，这里路由器必须识别此给定目标IP所属的子网，这是使用子网掩码完成的。

要识别目标地址所属的网络，必须对二进制值执行按位与运算，如下所示：

The binary representation  of 255.255.18.22   =11111111.11111111.00010010.00010110 
The binary representation of 200.1.4.18       =11001000.00000001.00000100.00010010    
Bitwise AND(&)                                =11001000.00000001.00000000.00010010

这可以用十进制形式表示为200.1.0.18。在此过程之后，路由器将在内部通过接口转发数据包。路由表在传输后由路由器构建，表中的值将更新。匹配的接口将借助路由表进行识别。如果路由表中网络地址没有匹配项，则数据包将转发到默认条目0.0.0.0

当源节点想要与目标节点进行通信时，它会决定目标节点是在本地网络还是远程网络。初始节点使用子网掩码获取本地和远程网络的详细信息。在子网掩码和源IP之间执行AND运算，此AND运算也针对目标IP地址重复。

AND运算后，如果源节点和目标节点的结果相同，则表示两者位于同一网络，如果值不同，则节点之一位于远程网络。

结论

子网划分减少了冲突和网络流量，从而提高了性能。这为IT管理员提供了完全控制数据包监控、启用或升级路由器设备、减少网络流量的能力。需要子网掩码地址来识别主机和网络地址之间的区别，以便路由器将数据包与目标节点匹配，并找到发送方和接收方接口之间数据传输的最佳路径。

更新于： 2023年5月5日

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