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• • • • （1）子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）
      • （2）網(wǎng)關（Gateway）
      • （3）ARP 協(xié)議（Address Resolution Protocol）

（1）子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）

子網(wǎng)掩碼的主要功能是告知網(wǎng)絡設備，一個特定的 IP 地址的哪一部分是包含網(wǎng)絡地址,與子網(wǎng)地址，哪一部分是主機地址。

網(wǎng)絡的路由設備只要識別出目的地址的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)號即可作出路由尋址決策，IP 地址的主機部分不參與路由器的路由尋址操作，只用于在網(wǎng)段中唯一標識一個網(wǎng)絡設備的接口。

本來，如果網(wǎng)絡系統(tǒng)中只使用 A、B、C 這三種主類地址，而不對這三種主類地址作子網(wǎng)劃分或者進行主類地址的匯聚，則網(wǎng)絡設備根據(jù) IP 地址的第一個字節(jié)的數(shù)值范圍即可判斷它屬于 A、B、C 中的哪一個主類網(wǎng)，進而可確定該 IP 地址的網(wǎng)絡部分和主機部分，不需要子網(wǎng)掩碼的輔助。

但是在實際網(wǎng)絡規(guī)劃中，他們并不利于有效地分配有限的地址空間。

對于 A，B 類地址，很少有這么大規(guī)模的公司能夠使用，對于 C 類地址所容納的主機數(shù)又相對太少。

所以有類別的 IP 地址并不適用于網(wǎng)絡規(guī)劃。同時隨著加入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡越來越多，路由尋經(jīng)表急劇膨脹，這樣不僅會降低網(wǎng)關尋徑效率（甚至可能使尋徑表溢出，從而造成尋徑故障），更重要的是將增加內(nèi)外部路徑刷新時的開銷，從而加重網(wǎng)絡負擔。

為了提高 IP 地址使用效率及路由效率，在基礎的 IP 地址分類上對 IP 編址進行了相應改進。但為了使系統(tǒng)在對 A、B、C 這三種主類網(wǎng)進行了子網(wǎng)的劃分，或者采用無類別的域間選路技術 CIDR (Classless Inter Domain Routing))對網(wǎng)段進行匯聚的情況下，也能對 IP 地址的網(wǎng)絡及子網(wǎng)部分與主機部分作正確的區(qū)分，就必須依賴于子網(wǎng)掩碼的幫助。子網(wǎng)掩碼使用與 IP 相同的編址格式，子網(wǎng)掩碼為 1 的部分對應于 IP 地址的網(wǎng)絡與子網(wǎng)部分，子網(wǎng)掩碼為 0 的部分對應于 IP 地址的主機部分。將子網(wǎng)掩碼和 IP 地址作"與"操作后，IP 地址的主機部分將被丟棄，剩余的是網(wǎng)絡地址和子網(wǎng)地址。

例如，一個 IP 分組的目的 IP
地址為：10.2.2.1，若子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.0，與之作"與"運算得：10.2.2.0，則網(wǎng)
絡設備認為該 IP 地址的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)號為：10.2.2.0。

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（2）網(wǎng)關（Gateway）

在 Internet 中的網(wǎng)關一般是指用于連接兩個或者兩個以上網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，
通常使用路由器（Router）作為網(wǎng)關。
在 TCP/IP 網(wǎng)絡體系中，網(wǎng)關的基本作用是根據(jù)目的 IP 地址的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)號，選擇最佳的出口對 IP 分組進行轉發(fā)，實現(xiàn)跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)通信。

• 默認網(wǎng)關: 一臺主機可能有多個網(wǎng)關，一個默認網(wǎng)關，數(shù)據(jù)發(fā)送過程中如果找不到其他的網(wǎng)關，就把數(shù)據(jù)包發(fā)給這個默認的網(wǎng)關，由這個網(wǎng)關來處理這個數(shù)據(jù)包；

默認網(wǎng)關的設置有手動和自動

手動：適合電腦數(shù)量比較少，這個跟設置靜態(tài)ip 地址相同；
自動： 使用動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP）服務器自動來給電腦設置默認網(wǎng)關；

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（3）ARP 協(xié)議（Address Resolution Protocol）

在以太網(wǎng)（Ethernet）中，一個網(wǎng)絡設備要和另一個網(wǎng)絡設備進行直接通信，除了知道目標設備的網(wǎng)絡層邏輯地址（如 IP 地址）外，還要知道目標設備的第二層物理地址（MAC地址）。ARP 協(xié)議的基本功能就是通過目標設備的 IP 地址，查詢目標設備的 MAC 地址，以保證通信的順利進行。

當一個網(wǎng)絡設備需要和另一個網(wǎng)絡設備通信時，它首先把目標設備的 IP 地址與自己的子網(wǎng)掩碼進行"與"操作，以判斷目標設備與自己是否位于同一網(wǎng)段內(nèi)。

如果目標設備在同一網(wǎng)段內(nèi)，并且源設備沒有獲得與目標 IP 地址相對應的 MAC 地址信息，則源設備以第二層廣播的形式（目標 MAC 地址為全 1）發(fā)送 ARP 請求報文，在 ARP 請求報文中包含了源設備與目標設備的 IP 地址。

同一網(wǎng)段中的所有其他設備都可以收到并分析這個 ARP 請求報文，如果11某設備發(fā)現(xiàn)報文中的目標 IP 地址與自己的 IP 地址相同，則它向源設備發(fā)回 ARP 響應報文，通過該報文使源設備獲得目標設備的 MAC 地址信息。

如果目標設備與源設備不在同一網(wǎng)段，則源設備首先把 IP 分組發(fā)向自己的缺省網(wǎng)關（Default Gateway），由缺省網(wǎng)關對該分組進行轉發(fā)。如果源設備沒有關于缺省網(wǎng)關的 MAC信息，則它同樣通過 ARP 協(xié)議獲取缺省網(wǎng)關的 MAC 地址信息。為了減少廣播量，網(wǎng)絡設備通過 ARP 表在緩存中保存 IP 與 MAC 地址的映射信息。在一次 ARP 的請求與響應過程中，通信雙方都把對方的 MAC 地址與 IP 地址的對應關系保存在各自的 ARP 表中，以在后續(xù)的通信中使用。ARP 表使用老化機制，刪除在一段時間內(nèi)沒有使用過的 IP 與 MAC 地址的映射關系。

總結

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