同网段不同掩码之通信原理

今天在听网络的培训的时候，突然想到了这个问题：如果同一个网络中的机器，子网掩码的位数不一样，会发生什么样的后果？于是从网上搜到了这篇文章，还是蛮详细的：）

 

http://www.wildlee.org/2010_09_1054.html

 

同网段不同掩码之通信原理

 九月 26th, 2010  wildlee

同网段不同掩码之通信原理　　原创：wildlee   

这两天发现51cto论坛里版主提出的一个简单问题，但看似简单，实则复杂。在此把心得写一下，感谢网友小飞侠、phetler、见贤思齐的指点。原题是：同一vlan下主机的掩码不相同，他们之间能互通吗？同一vlan下主机的掩码不相同，他们之间能互通吗？比如1.1.1.2/24和1.1.1.3/25,，网关是：1.1.1.1/24这两个主机中有一台不小心配错的掩码，请问他们能ping通网关并上网吗？他们之间能互访吗？   在经过反复思考与实验后终于得出结论：物理层不关心源mac是谁，只关心目标mac是不是自己的，是自己的就接收，无法分析上层协议。arp属于二层协议，在请求与发送数据包时不关心三层ip地址是否合法，只是记下目标mac与ip。解封装以下层协议为主，不在乎上层，封装时从上层协议开始，以上层协议为主，不在乎其下层协议。            

      

我们搭建一个这样的网络，网关：192.168.1.1./24；主机A:192.168.1.2/24；主机B:192.168.1.3/25。           

      

 

当我们配置好主机B：IP、掩码、网关的时候，会有什么情况发生呢？在这个有类ip为192.168.1.0/24 这个网段中通过子网掩码的划分，在B主机的眼中就变成了两个网段：网络192.168.1.0/25与192.168.1.128/25,如果B的主机号在192.168.1.128~254/25范围,那么主机B在192.168.1.128/25这个网络中，如果在192.168.1.0~127/25那么B主机在192.168.1.0/25这个网络中。与时同时，在主机B的上面还会发生什么呢？会产生本机路由条目如图：           

          

 在这里，我配置B的主机号为166,属于192.168.1.128/25这个网络，大家在图中也可以看到，如果我配置为192.168.1.3/25的话，那么你将看到路由表中将有192.168.1.0/25这个网络。所谓路由规则就是同网段的直接发，不同网段的交给网关发送。           

      

 

看完上面的过程：我们来分析下B主机与A主机通信的过程,B现在要同主机A通信，由于在B的眼中，A主机的ip为192.168.1.2/25,所以B主机直接把A看作是192.168.1.0~127/25这个网段中的主机，并与其直接通信。然后在其整个网段中发送其arp广播包获得主机A的mac地址，并建立连接与其通信。在此过程中，主机A确把主机B看作是192.168.1.3/24这个网段中的主机来通信，因为没有任何人任何协议告诉它们的掩码是不同的，它们不是在一个网段中，对此通信可以说是一种巧合，机器是很笨的，网关也是如此。B认为网关的ip为192.168.1.1/25，网关认为主机B的ip是192.168.1.3/24（在内部网中，arp,icmp,ip,tcp,udp,不具备有通告子网掩码功能）所以在这种情况下，主机A与主机B访问ping网关都是OK 的，它们之间的互访问也是OK的。           

           

 

上面我们看到的是一种的情况，假如主机B是另一个网段的呢？主机号为192.168.1.128~254/25这个范围的呢，这个就有点意思了，大家猜猜能不能通信呢？是怎么样的一个过程呢？我们来看下啊！我们把主机B的IP设置为192.168.1.150/25，
网关设置为192.168.1.1时，这时主机B就会跳出一个警告！！说网关与ip地址不在同一个网段，因为主机B认为网关是属于192.168.1.0/25这个网段的，不管那么多点击确定，因为主机的网关可以是不同网段的IP。当我们与主机A 通信时，主机B 认定主机A在192.168.1.0/25这个网络，他们不在同一个网段中，所以主机B不会去获得主机A的mac,它得到网关的mac ，然后发送数据包给网关。网关怎么做呢？它了解到目标IP为内网主机，是主机A，所以通过arp得到A的mac后，然后以源mac为网关，目标mac为A,网络层不变发送给主机A。    

      

主机A收到这个包怎么做呢？也有点意思。在主机A的route里有这样一个网络就是192.168.1.0/24,现在主机A收到的这个数据包源ip,192.168.1.150,目标是自己ip 时，很明显，在主机A眼中，主机B和自己就是同一个网段的，所以A的高层忽略了链路层的mac是网关的，回复包也必须给网关mac的过程。这个由网络层决定，网络层认为B同自己在同一个网段，所以要得到B主机的mac地址，然后将数据包发给B。A主机发送arp广播请求B主机的mac，B主机收到后，解封装，低层不知道高层的ip间的不配对（b 主机ip与A主机ip不在同一个网段中），所以B主机上运行的arp协议直接发B主机的mac发送给了A。A主机得到mac后与B 主机通信。这样形成了一个三角通信关系。24位掩码到B直接走，B到A的走网关。但是居然能通信，这样一个三角关系。           

     

 

 

我来说个例子：B主机ping主机A，ping 数据包被B主机送到网关，网关交给主机A，主机A发送回复包给主机B,主机B显示通信成功，认为主机A是通的，B不关心源mac是主机A的，只因高层网络层收到了这个回复包，认为通信成功。但在主机a包到来前，网关会返回给主机B 一个ping超时包，因为主机A根本没有返回数据包给网关，网关认为到达A是不通的或A拒绝回复ping。           

           

我说下自己对vlan的看法，我认为每个vlan说白了，不管根据什么分的vlan。我认为每个vlan可以想成是由每个路由器连接的一个网络(网段)，每个网段都有自己的网关，这好比大家在配置vlan时，每个vlan都有路由子接口，那就是每个vlan的网关了，大家不防仔细分析下其通信原理，我认为是一样的，只不过它是加入了一个链路协议，让路由多变小，线络多变少。其通信原理与我们平时局域网通信原理是一样的，不用把vlan协议想在其内，它只不过是实现了一种功能。