ip地址与子网掩码以及网关的关系

1、* 网络管理中的 IP 地址和子网掩码子网掩码是每个网管必须要掌握的基础知识， 只有掌握它， 才能够真正理解 TCP/IP 协议的设置。以下我们就来深入浅出地讲解什么是子网掩码。 ? ?IP 地址的结构 要想理解什么是子网掩码，就不能不了解 IP 地址的构成。互联网是由许 多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。 IP 地址在 设计时就考虑到地址分配的层次特点， 将每个 IP 地址都分割成网络号和主机号两部分， 以便 于 IP 地址的寻址操作。? ?IP 地址的网络号和主机号各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些 是主机号，这就需要通过子网掩码来

2、实现。 什么是子网掩码 子网掩码不能单独存在，它必 须结合 IP 地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个 IP 地址划分成网络地址和主 机地址两部分。 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。 与 IP 地址相同， 子网掩码的长度也是 32 位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。附图所示的就是 IP 地址为“ 192.168.1.1 ”和子网掩码为“ 255.255.255.0 ”的二进制对照。 其中，“1”有24个，代表与此相对应的 IP 地址左边 24位是网络号；“0”有8个，代表与此 相对应的 IP 地址右边 8位是主机号。 这样，子网掩码就确

3、定了一个 IP 地址的 32位二进制数 字中哪些是网络号、 哪些是主机号。 这对于采用 TCP/IP 协议的网络来说非常重要， 只有通过 子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。? ? 常用的子网掩码 子网掩码有数百种，这里只介绍最常用的两种子网掩码，它们分别是 “ 255.255.255.0 ”和“ 255.255.0.0 ”。 1. 子网掩码是“ 255.255.255.0 ”的网络：最后面 一个数字可以在 0255 范围内任意变化，因此可以提供 256 个 IP 地址。但是实际可用的 IP 地址数量是 256-2 ，即 254 个，因为主机号不能全是“0”或

4、全是“ 1”。 2. 子网掩码是“ 255.255.0.0 ”的网络：后面两个数字可以在 0255 范围内任意变化，可以提供 2552 个 IP 地址。但是实际可用的 IP 地址数量是 2552-2 ，即 65023个。 IP 地址的子网掩码设置不是任 意的。如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可 能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的判断而认为目的机是在同一 子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目的机， 导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之 间的通信当做是跨子

5、网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担， 造成网络效率下降。 因此， 子网掩码应该根据网络的规模进行设置。 ? 如果一个网络的规模 不超过 254 台电脑， 采用“ 255.255.255.0 ”作为子网掩码就可以了， 现在大多数局域网都不 会超过这个数字，因此“ 255.255.255.0 ”是最常用的 IP 地址子网掩码；笔者见到的最大规 模的中小学校园网具有 1500多台电脑，这种规模的局域网可以使用“ 255.255.0.0 ”。 ? ? 默认子网掩码 在 Windows 2000 Server 中，如果给一个网卡指定 IP 地址，系统会自动填 入一个默认的子网掩

6、码。这是 Windows 2000 Server 为了节省用户输入时间自动产生的子网 掩码。比如，局域网最常使用的IP地址“192.168.X.X ”默认的子网掩码是“255.255.255.0 ” 一般情况下， IP 地址使用默认子网掩码就可以了。 网络管理之网关篇大家都知道，从一个 房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必 须经过一道“关口” ，这道关口就是网关。? ?什么是网关 顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。按照不同的分类标准，网关也有很多种。 TCP/IP 协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的 “网关

7、”均指 TCP/ IP 协议下的网关。? ?那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP 地址。比如有网络 A和网络B,网络A的IP地址范围为“192.168.1.1192.168.1.254 ”子网掩码为255.255.255.0 ；网络 B 的 IP 地址范围为“ 192.168.2.1192. 168.2.254” 子网掩码为 255.255.255.0 。在没有路由器的情况下， 两个网络之间是不能进行 TCP/IP 通信的， 即使是两个网络连接在同一 台交换机(或集线器)上， TCP/IP 协议也会根据子网掩码( 255.255.255.0 )判定两个网络 中的主机处在

8、不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络 A 中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络 B的网关，网络 B的网关再转发给网络 B的某个主机。网络 B向网络A转发 数据包的过程也是如此。网络管理中的 IP 地址和子网掩码 <子网掩码是每个网管必须要掌握 的基础知识， 只有掌握它， 才能够真正理解 TCP/IP 协议的设置。 以下我们就来深入浅出地讲 解什么是子网掩码。 IP 地址的结构要想理解什么是子网掩码， 就不能不了解 IP 地址的构成。 互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一

9、个有层次的结 构。 IP 地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个 IP 地址都分割成网络号和主机 号两部分，以便于IP地址的寻址操作。<BR><BR>IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？ 如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。什 么是子网掩码子网掩码不能单独存在， 它必须结合 IP 地址一起使用。 子网掩码只有一个作用， 就是将某个 IP 地址划分成网络地址和主机地址两部分子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与 IP 地址相同，子网掩码的长度也是 32 位，左边是网络位，用二进制数字“ 1”表示；右边 是主机位，用二进制数

10、字“ 0”表示。附图所示的就是 IP 地址为“ 192.168.1.1 ”和子网掩码 为“ 255.255.255.0 ”的二进制对照。其中， “1”有 24 个，代表与此相对应的 IP 地址左边 24位是网络号； “0”有 8 个，代表与此相对应的 IP 地址右边 8 位是主机号。这样，子网掩 码就确定了一个 IP 地址的 32 位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。这对于采用 TCP/IP 协议的网络来说非常重要， 只有通过子网掩码， 才能表明一台主机所在的子网与其他 子网的关系，使网络正常工作。常用的子网掩码子网掩码有数百种，这里只介绍最常用的两 种子网掩码，它们分别是“ 255.2

11、55.255.0 ”和“ 255.255.0.0 ”。 1. ? ? ? 子网掩码是 “255.255.255.0 ”的网络：最后面一个数字可以在 0255 范围内任意变化，因此可以提供 256个 IP 地址。但是实际可用的 IP 地址数量是 256-2 ，即 254个，因为主机号不能全是 “0” 或全是“ 1”。 2. ? ? ?子网掩码是“ 255.255.0.0 ”的网络：后面两个数字可以在 0255 范围 内任意变化，可以提供 2552 个 IP 地址。但是实际可用的 IP 地址数量是 2552-2 ，即 65023 个。 IP 地址的子网掩码设置不是任意的。 如果将子网掩码设置过大，

12、 也就是说子网范围扩大， 那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错 误的判断而认为目的机是在同一子网内， 那么，数据包将在本子网内循环， 直到超时并抛弃， 使数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将 本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这 样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。因此，子网掩码应该根据网络的规模进行 设置。 如果一个网络的规模不超过 254 台电脑， 采用“255.255.255.0 ”作为子网掩码就可以 了，现在大多数局域网都不会超过这个数字，因此“ 2

13、55.255.255.0 ”是最常用的 IP 地址子 网掩码；笔者见到的最大规模的中小学校园网具有 1500 多台电脑， 这种规模的局域网可以使 用“ 255.255.0.0 ”。默认子网掩码 在 Windows 2000 Server 中，如果给一个网卡指定 IP 地 址，系统会自动填入一个默认的子网掩码。这是Windows 2000 Server 为了节省用户输入时间自动产生的子网掩码。比如，局域网最常使用的 IP 地址“ 192.168.x.x ”默认的子网掩码 是“ 255.255.255.0 ”。一般情况下， IP 地址使用默认子网掩码就可以了。网络管理之网关篇 大家都知道，从一个房

14、间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个 网络发送信息，也必须经过一道“关口” ，这道关口就是网关。什么是网关顾名思义，网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。按照不同的分类标准，网关也有很多种。 TCP/IP 协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/ IP 协议下的网关。? ? 那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP 地址。比如有网络 A和网络B,网络A的IP地址范围为“192.168.1.1192.168.1.254 ”子网掩码为255.255.255.0 ;网络 B 的 IP 地址范围为“ 192.168

15、.2.1192. 168.2.254” 子网掩码为 255.255.255.0 。在没有路由器的情况下， 两个网络之间是不能进行 TCP/IP 通信的， 即使是两个网络连接在同一 台交换机（或集线器）上， TCP/IP 协议也会根据子网掩码（ 255.255.255.0 ）判定两个网络 中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络 A 中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由 网关转发给网络 B 的网关，网络 B 的网关再转发给网络 B 的某个主机（如附图所示） 。网络 B 向网络A转发数据包的过程也是如此所以说，只有设

16、置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。 那么这个 IP 地址是哪台机器的 IP 地址呢？网关的 IP 地址是 具有路由功能的设备的 IP 地址，具有路由功能的设备有路由器、 启用了路由协议的服务器 （实 质上相当于一台路由器） 、代理服务器（也相当于一台路由器） 。? ? 什么是默认网关 ？如果搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间可 以有多扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的 网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关， 一般指的是默认网关。? ?如何设置默认网关一台电脑的

17、默认网关是不可以随随便便指定的， 必须正确地指定， 否则一台电脑就会将数据包发给不是网关的电脑，从而无法与其他网络的电脑通信。默认网关 的设定有手动设置和自动设置两种方式。? ?1。手动设置：手动设置适用于电脑数量比较少、 TCP/IP 参数基本不变的情况，比如只有 几台到十几台电脑。 因为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置 “默认网关”，非常费劲， 一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的 IP 地址，就会给网管带来很大的麻烦， 所以不 推荐使用。在 Windows 9x 中，设置默认网关的方法是在“网上邻居”上右击，在弹出的菜单 中点击“属性” ，在网络属性对话框中选择“ TCP/IP

18、 协议”，点击“属性” ，在“默认网关” 选项卡中填写新的默认网关的 IP 地址就可以了。 需要特别注意的是： 默认网关必须是电脑自 己所在的网段中的 IP 地址，而不能填写其他网段中的 IP 地址。? ?2.自动设置：自动设置就是利用DHC用艮务器来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了 DHCP!务器中默认网关的设置， 那么网络中所有的电脑均获得了新的默认网关的 IP 地址。 这种方法适 用于网络规模较大、 TCP/IP 参数有可能变动的网络。 另外一种自动获得网关的办法是通过安 装代理服务器软件（如MS Proxy）的

19、客户端程序来自动获得，其原理和方法和DHCP有相似之处。由于篇幅所限，就不再详述了。? ?通过简单的实验深入透析子网掩码，网关与ARP协议的作用子网掩码，网关与ARP协议的概念和工作原理是学习网络知识的初学者首先遇到的几个重要的知识点，其中子网掩码与ARP协议的作用和基本工作原理更是思科网络技术学院教程Semester 1中的重点与难点，初学者往往难以一下子掌握这些抽象复杂的机理。因此很有必要通过实验来帮助学员更加深入 直观地了解子网掩码，网关与ARP协议的基本概念与工作原理。在对实验进行讲解之前，首先对子网掩码，网关与 ARP协议的基本知识进行概述子网掩码子网掩码的主要功能是告知网 络设备，

20、一个特定的 IP 地址的哪一部分是包含网络地址与子网地址，哪一部分是主机地址。 网络的路由设备只要识别出目的地址的网络号与子网号即可作出路由寻址决策，IP 地址的主机部分不参与路由器的路由寻址操作，只用于在网段中唯一标识一个网络设备的接口。本来，如果网络系统中只使用 A B、C这三种主类地址，而不对这三种主类地址作子网划分或者进 行主类地址的汇总， 则网络设备根据 IP 地址的第一个字节的数值范围即可判断它属于A、 B、C中的哪一个主类网，进而可确定该IP地址的网络部分和主机部分，不需要子网掩码的辅助。?但为了使系统在对 A、B C这三种主类网进行了子网的划分，或者采用无类别的域间选路技术（C

21、lassless Inte r-Domain Routing, CIDR）对网段进行汇总的情况下，也能对 IP地址的网络及子网部分与主机部分作正确的区分，就必须依赖于子网掩码的帮助。? ?子网掩码使用与 IP 相同的编址格式， 子网掩码为 1 的部分对应于 IP 地址的网络与子网部 分，子网掩码为 0的部分对应于 IP 地址的主机部分。将子网掩码和 IP 地址作 "与"操作后， IP 地址的主机部分将被丢弃，剩余的是网络地址和子网地址。例如，一个IP 分组的目的 IP地址为： 10.2.2.1 ，若子网掩码为： 255.255.255.0 ，与之作 "与"

22、;运算得： 10.2.2.0 ，则网络 设备认为该IP地址的网络号与子网号为：1022.0 。 <BR><BR网关（Gateway）? ?在In ternet中的网关一般是指用于连接两个或者两个以上网段的网络设备，通常使用路 由器（ Router ）作为网关。在 TCP/IP 网络体系中，网关的基本作用是根据目的 IP 地址的网 络号与子网号，选择最佳的出口对IP分组进行转发，实现跨网段的数据通信。在Semester 1中只需要对网关的基本作用有所了解，在 Seme ster 2 中还将对路由器的工作机理和配置过 程作详细的论述。* 彻底明白 IP 地址的含义不管是学习网络还

23、是上网，IP地址都是出现频率非常高的词.Windows系统中设置IP地址的界面如图1所示,图中出现了 IP地址,子网掩码，默认网关和DNS服务器这几个需要设置的地方，只有正确设置 ， 网络才能通 ， 那这些名词都是什么意思呢 学习 IP 地址的相关知识时还会遇到 网络地址 , 广播地址 , 子网等概念 , 这些又是什么意思呢图1要解答这些问题 , 先看一个日常生活中的例子 . 如图 2 所示, 住在北大街的住户要能互相找到 对方 , 必须各自都要有个门牌号 , 这个门牌号就是各家的地址 , 门牌号的表示方法为 : 北大街 +XX号.假如1号住户要找6号住户，过程是这样的,1号在大街上喊了一声：

24、&quot;谁是6号, 请回答.&quot;,这时北大街的住户都听到了，但只有6号作了回答，这个喊的过程叫&quot;广播&quot;,北大街的所有用户就是他的广播范围，假如北大街共有20个用户，那广播地址就是北大街 21 号. 也就是说 ， 北大街的任何一个用户喊一声能让 &quot; 广播地址 -1&quot; 个用户 听到 .图2从这个例中可以抽出下面几个词 街道地址 ：北大街，如果给该大街一个地址则用第一个住户的地址 -1， 此例为：北大街 0号住户的号 ： 如 1 号，2 号等.住户的地址：街道地址+XX号,如北大街1号,北大街2号等广

25、播地址 ：最后一个住户的地址 +1，此例为：北大街 21号Internet 网络中 , 每个上网的计算机都有一个像上述例子的地址 , 这个地址就是 IP 地址, 是分 配给网络设备的门牌号 ,为了网络中的计算机能够互相访问 ,IP 地址=网络地址 +主机地址 ,图 1 中的 IP 地址是 192.168.100.1, 这个地址中包含了很多含义 .如下所示 ：网络地址 （相当于街道地址 ）: 192.168.100.0主机地址 （相当于各户的门号 ）: 0.0.0.1IP 地址 （ 相当于住户地址 ）: 网络地址 +主机地址 =192.168.100.1广播地址 : 192.168.100.25

26、5这些地址是如何计算出来的呢 为什么计算这些地址呢 要想知道如何 , 先要明白一个道理 , 学 习网络的目的就是如何让网络中的计算机相互通讯，也就是说要围绕着 &quot;通&quot;这个字来学习和理解网络中的概念 , 而不是只为背几个名词 .注:192.168.100.1 是私有地址 ， 是不能直接在 Internet 网络中应用的 ， 上 Internet 要转为公 有地址 ， 下面详细说明 .一， 为什么要计算网络地址一句话就是让网络中的计算机能够相互通讯 .先看看最简单的网络 ，图 3中是用网线 （交叉线） 直接将两台计算机连起来 .下面是几种 IP 地址设置 ，看看

27、在不同设置下网络是通还是不通 .1， 设置 1 号机的 IP 地址为 192.168.0.1 子网掩码为 255.255.255.0，2 号机的 IP 地址为 192.168.0.200 子网掩码为 255.255.255.0， 这来台计算机就能正常通讯 .2， 如果 1 号机地址不变 ， 将 2 号机的 IP 地址改为 192.168.1.200 子网掩码还是为 255.255.255.0， 那这两台就无法通讯 .3， 设置 1 号机的 IP 地址为 192.168.0.1 子网掩码为 255.255.255.192，2 号机的 IP 地址为 192.168.0.200 子网掩码为 255.255.255.192， 注意和第 1 种情况的区别在于子网掩码 ，1 为 255.255.255.0 本例是 255.255.255.192 这来台计算机就能正常通讯 .图3第 1 种情况能通是因为这两台计算机处在同一网络 192.168.0.0， 所以能通 ， 而 2，3 种情况下 两台计算机处在不同的网络 ， 所以不通 .这里先给个结论 : 用网线直接连接的计算机或是通过 HUB 或普通交换机间接的计算机之间要 能够相互通 ， 计算机必须要在同一网络 ， 也就是说它们的网络地址必须相同 ， 而且主机地址必 须不一样 .如果不在一个网络就无法通 .这就像我们上面举的