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网络入门知识学习 网络知识学习( 三 )


什么是子网掩码？
子网掩码标记两个IP地址是否属于同一个子网，也是32位二进制地址，每个1表示该位是网络位，0表示主机位 。和IP地址一样，它是用点分十进制表示的 。如果在子网掩码的逐位计算下，两个IP地址相同，则意味着它们都属于同一个子网 。
在计算子网掩码时，要注意IP地址中的保留地址，即“0”地址和广播地址 。当主机地址或网络地址都是“0”或“1”时，它们指的是IP地址，代表本地网络地址和广播地址 。一般不能算 。
子网掩码的计算:
对于不需要划分子网的IP地址，子网掩码很简单，就是可以按照它的定义来写:如果一个B类IP地址是10.12.3.0，那么这个IP地址的子网掩码就是255.255.0.0 。如果是C类地址，则其子网掩码为255.255.255.0 。其他类比就不赘述了 。下面要介绍的重点是一个IP地址，还需要用它的上位主机位作为划分的子网网络号，剩下的就是每个子网的主机号 。这个时候，如何计算每个子网的掩码 。
以下是一些关于子网掩码和网络划分的常见面试问题:
1)按子网数量计算 。
在找到子网掩码之前，您必须知道要划分的子网数量以及每个子网中需要的主机数量 。
(1)将子网数量转换为二进制；
如果要把B类IP地址168.195.0.0分成27个子网:27 = 11011；
(2)获得二进制的位数，其为n；
二进制数是五位数，N = 5 。
(3)获取IP地址的子网掩码，以主机地址的前N位为1，得到将IP地址划分成子网的子网掩码 。
将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址的前5位设置为1，得到255.255.248.0 。
2)按主机数量计算 。
如果您想将B类IP地址168.195.0.0划分为几个子网，每个子网有700台主机:
(1)将主机数量转换为二进制；
700=1010111100;
(2)如果主机数小于等于254(注意去掉保留的两个IP地址)，得到主机的二进制数，为N，其中N8被肯定，这意味着主机地址会占用8位以上；
二进制数是十位数，n = 10
(3)使用255.255.255.255将这类IP地址的所有主机地址位设置为1，然后将N位从后向前全部设置为0，这就是子网掩码值 。
将此B类地址的子网掩码255.255.0.0的所有主机地址设置为1得到255.255.255.255，然后将后10位从后到前设置为0，即1111111111111 . 000000，即255 。这是要划分为700台主机的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码 。
3)还有一种题型要求你根据每个网络的主机数量，规划子网地址，计算子网掩码 。这个也可以按照上面的原理来计算 。
例如，如果一个子网中有10台主机，则该子网所需的IP地址为:
10+1+1+1=13
注意:添加的第一个1是指该网络连接所需的网关地址，后面两个1分别是指网络地址和广播地址 。
因为13小于16(16等于2的4次方)，所以主机位是4位 。256-16 = 240，因此子网掩码为255.255.255.240 。
如果一个子网有14台主机，很多人经常会犯这样的错误:仍然给子网分配16个地址空，而忘记给网关分配地址 。这是错误的，因为14+1+1+1 = 17且17大于16，所以我们只能分配32个地址的子网(32等于2的5次方)空 。此时，子网掩码为255.255.255.224 。
5.ARP/RARP协议
地址解析协议，即ARP(地址解析协议)，是一种根据IP地址获取物理地址的TCP/IP协议 。主机发送信息时，向网络上的所有主机广播包含目标IP地址的ARP请求，并接收返回消息，确定目标的物理地址；收到返回的报文后，将IP地址和物理地址存储在本地ARP缓存中，并保留一定时间 。下一次请求，直接查询ARP缓存，节省资源 。地址解析协议基于网络中所有主机的相互信任 。网络上的主机可以独立发送ARP回复报文，其他主机会将回复报文记录在本地ARP缓存中而不检测其真实性 。因此，攻击者可以向某台主机发送伪ARP回复报文，使攻击者发送的信息资源网络信息无法到达预期的主机或错误的主机，构成ARP欺骗 。ARP命令可以用来查询本地ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系，添加或删除静态对应关系等 。
ARP工作流示例:
主机A的IP地址是192.168.1.1，MAC地址是0A-11-22-33-44-01；
主机B的IP地址是192.168.1.2，MAC地址是0A-11-22-33-44-02；
当主机A想要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)解析为主机B的MAC地址，下面是工作流程:
(1)根据主机A上路由表的内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2 。然后，主机A在其本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址 。
(2)如果主机A在ARP缓存中找不到映射，它将请求192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络中的所有主机 。主机A的IP地址和MAC地址包含在ARP请求中 。本地网络中的每台主机都会收到ARP请求，并检查它是否与自己的IP地址匹配 。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，就会丢弃ARP请求 。


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