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• • • • （1）子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）
      • （2）網(wǎng)關(guān)（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(luò)設(shè)備，一個(gè)特定的 IP 地址的哪一部分是包含網(wǎng)絡(luò)地址,與子網(wǎng)地址，哪一部分是主機(jī)地址。

網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備只要識(shí)別出目的地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)即可作出路由尋址決策，IP 地址的主機(jī)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(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口。

本來(lái)，如果網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中只使用 A、B、C 這三種主類地址，而不對(duì)這三種主類地址作子網(wǎng)劃分或者進(jìn)行主類地址的匯聚，則網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù) IP 地址的第一個(gè)字節(jié)的數(shù)值范圍即可判斷它屬于 A、B、C 中的哪一個(gè)主類網(wǎng)，進(jìn)而可確定該 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分，不需要子網(wǎng)掩碼的輔助。

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

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

所以有類別的 IP 地址并不適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。同時(shí)隨著加入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越多，路由尋經(jīng)表急劇膨脹，這樣不僅會(huì)降低網(wǎng)關(guān)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(shí)的開銷，從而加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。

為了提高 IP 地址使用效率及路由效率，在基礎(chǔ)的 IP 地址分類上對(duì) IP 編址進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)。但為了使系統(tǒng)在對(duì) A、B、C 這三種主類網(wǎng)進(jìn)行了子網(wǎng)的劃分，或者采用無(wú)類別的域間選路技術(shù) CIDR (Classless Inter Domain Routing))對(duì)網(wǎng)段進(jìn)行匯聚的情況下，也能對(duì) IP 地址的網(wǎng)絡(luò)及子網(wǎng)部分與主機(jī)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(duì)應(yīng)于 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)與子網(wǎng)部分，子網(wǎng)掩碼為 0 的部分對(duì)應(yīng)于 IP 地址的主機(jī)部分。將子網(wǎng)掩碼和 IP 地址作"與"操作后，IP 地址的主機(jī)部分將被丟棄，剩余的是網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)地址。

例如，一個(gè) 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(yùn)算得：10.2.2.0，則網(wǎng)
絡(luò)設(shè)備認(rèn)為該 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)為：10.2.2.0。

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（2）網(wǎng)關(guān)（Gateway）

在 Internet 中的網(wǎng)關(guān)一般是指用于連接兩個(gè)或者兩個(gè)以上網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，
通常使用路由器（Router）作為網(wǎng)關(guān)。
在 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)體系中，網(wǎng)關(guān)的基本作用是根據(jù)目的 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)，選擇最佳的出口對(duì) IP 分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)通信。

• 默認(rèn)網(wǎng)關(guān): 一臺(tái)主機(jī)可能有多個(gè)網(wǎng)關(guān)，一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中如果找不到其他的網(wǎng)關(guān)，就把數(shù)據(jù)包發(fā)給這個(gè)默認(rèn)的網(wǎng)關(guān)，由這個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)處理這個(gè)數(shù)據(jù)包；

默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的設(shè)置有手動(dòng)和自動(dòng)

手動(dòng)：適合電腦數(shù)量比較少，這個(gè)跟設(shè)置靜態(tài)ip 地址相同；
自動(dòng)： 使用動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）服務(wù)器自動(dòng)來(lái)給電腦設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)；

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

在以太網(wǎng)（Ethernet）中，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要和另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行直接通信，除了知道目標(biāo)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層邏輯地址（如 IP 地址）外，還要知道目標(biāo)設(shè)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(guò)目標(biāo)設(shè)備的 IP 地址，查詢目標(biāo)設(shè)備的 MAC 地址，以保證通信的順利進(jìn)行。

當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要和另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信時(shí)，它首先把目標(biāo)設(shè)備的 IP 地址與自己的子網(wǎng)掩碼進(jìn)行"與"操作，以判斷目標(biāo)設(shè)備與自己是否位于同一網(wǎng)段內(nèi)。

如果目標(biāo)設(shè)備在同一網(wǎng)段內(nèi)，并且源設(shè)備沒(méi)有獲得與目標(biāo) IP 地址相對(duì)應(yīng)的 MAC 地址信息，則源設(shè)備以第二層廣播的形式（目標(biāo) MAC 地址為全 1）發(fā)送 ARP 請(qǐng)求報(bào)文，在 ARP 請(qǐng)求報(bào)文中包含了源設(shè)備與目標(biāo)設(shè)備的 IP 地址。

同一網(wǎng)段中的所有其他設(shè)備都可以收到并分析這個(gè) ARP 請(qǐng)求報(bào)文，如果11某設(shè)備發(fā)現(xiàn)報(bào)文中的目標(biāo) IP 地址與自己的 IP 地址相同，則它向源設(shè)備發(fā)回 ARP 響應(yīng)報(bào)文，通過(guò)該報(bào)文使源設(shè)備獲得目標(biāo)設(shè)備的 MAC 地址信息。

如果目標(biāo)設(shè)備與源設(shè)備不在同一網(wǎng)段，則源設(shè)備首先把 IP 分組發(fā)向自己的缺省網(wǎng)關(guān)（Default Gateway），由缺省網(wǎng)關(guān)對(duì)該分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果源設(shè)備沒(méi)有關(guān)于缺省網(wǎng)關(guān)的 MAC信息，則它同樣通過(guò) ARP 協(xié)議獲取缺省網(wǎng)關(guān)的 MAC 地址信息。為了減少?gòu)V播量，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò) ARP 表在緩存中保存 IP 與 MAC 地址的映射信息。在一次 ARP 的請(qǐng)求與響應(yīng)過(guò)程中，通信雙方都把對(duì)方的 MAC 地址與 IP 地址的對(duì)應(yīng)關(guān)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(jī)制，刪除在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有使用過(guò)的 IP 與 MAC 地址的映射關(guān)系。

總結(jié)

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