学习-子网掩码

       子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。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。

         子网掩码最直接的作用是判断IP地址与另一个IP地址是否在同一个网段内。
    下面先简单看一个电脑上IP的基本配置
     IP地址：192.168.0.5
     子网掩码：255.255.255.0
      默认网关：192.168.0.1
 
          如上的例子，IP地址、子网掩码、默认网关。假如现在上边的电脑A（IP地址192.168.0.5）要给电脑B（IP地址为192.168.0.22）发送数据，首先A将数据发到路由器，路由器经过判断B的地址和A的地址在同一个网段内，然后路由器就将数据直接发送给B。
      路由器具体使用子网掩码来判断IP地址是先将这些IP地址和子网掩码都换成二进制，然后按照子网掩码的最长位数的1来比较。
      第一步：转换为二进制
      A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
        子网掩码：11111111，11111111，11111111，00000000
      B的IP地址：11000000，10101000，00000000，00010110
     第二步：按照子网掩码最长1来比较
     看上边的内容，子网掩码在左边一共有24位为1，那这样的意思就是如果两个IP地址的前24位都相同的话，那这两个IP地址就是在同一个网段内，看到我红色标记的A和B的地址都相同，那这就说明A和B在同一个网段内。
    
     再看一个例子，如果还是A地址的数据发到C地址，C的IP地址为192.168.56.21
     第一步：转换为二进制
     A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
        子网掩码：11111111，11111111，11111111，00000000
      C的IP地址：11000000，10101000，00111000，00010101
     第二步：按照子网掩码最长1来比较
      看上边的A和C，按照子网掩码的要求，如果C的前24位和A的前24位都相同的话，那么A和C才是同一网段的，看上边C的地址，我用蓝色来标注不同的位数，这样A 和C就不在同一个网段内，路由器就不能直接把A要发给C的数据直接经过一个路由器给发送过去，这样路由器就要先将A的数据转发到另外一个路由器（一个不行就继续往下发），然后再发到C上。
 
 
问题扩展：
 一：上边的例子中子网掩码为255.255.255.0，那么能不能把子网掩码给修改呢，完全可以。
        在上边A和C的例子中，如果把子网掩码改成255.255.0.0，再看一下   
       A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
        子网掩码：11111111，11111111，00000000，00000000
      C的IP地址：11000000，10101000，00111000，00010101
      这样A和C就在同一个网段内了
二：扩展子网
       在一个公司或者学校内部，已经分配好了网络号，按照内部行政结构的不同，再将网络分配成子网络号。
       举例：如果一个公司主机已经分配好的网络按照255.255.0.0的子网掩码来区分主机号，现在由于公司有两个部门，想要按照部门来划分成两个子网络来，那么可以简单的用子网掩码来划分。现在来考虑，有两个部门，按照二进制的做饭，那么只要有一位的数字0和1来区分就可以了。
       按照255.255.0.0(11111111，11111111，00000000，00000000)来划分，前边了16位是网络号，按照子网掩码是按照最长1来匹配，那么现在就在17位划分位0和1来区分成两个。那么可以给一个部门的子网掩码划分为255.255.128.0，另一个划分为255.255.0.0，用二进制来比较一下
       255.255.0.0：    11111111，11111111，00000000，00000000
       255.255.128.0：11111111，11111111，10000000，00000000
       这样就简单的将两个部门来划分开了
 三：路由的时候选择最长1来匹配
       路由的时候为什么选择最长1来匹配，理由是这样的：如果是在好几个可以匹配的网段内（还是按照子网掩码）选择最长的那个，可以很快的找到匹配。如果是按照最短的，那么需要匹配的主机就多，还有一种可能是一个路由器转发不了，还要换另一个路由，很可能造成包在网络内循环，最后直至包被丢弃。
 四：网关的概念
        在开始的例子中提到默认网关的概念，先来看网关的概念。
        网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址，网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，按照上边的192.168.0.1网关的例子，网关就是有那么一台机子或者是PC机或者是服务器它的IP地址是192.168.0.0，这个设备有路由功能。按照这个理论，一个设备的IP必须和自己的网关在同一个网段内，这是必须的。
        说完网关，再说默认网关，默认二字就没有太多解释的了，这里举例说明：网关可能不止一个，有网关一、网关二等等，默认网关就是选择其中之一做为默认值。