计算机网络之子网划分和子网掩码
计算机网络之子网划分和子网掩码 子网划分和子网掩码是计算机网络中的一项重要技术,旨在解决 IPv4 地址空间有限的问题。子网划分可以将一个大网络分割成多个小网络,從而提高网络的灵活性和可管理性。子网掩码是用来确定 IP 地址中哪些位是网络地址位,哪些位是主机地址位的掩码。 一、子网划分的必要性 在 20 世纪 70 年代初期,建立 Internet 的工程师们并未意识到计算机和通信在未来的迅猛发展。局域网和个人电脑的发明对未来的网络产生了巨大的冲击。开发者们依据他们当时的环境,并根据那时对网络的理解建立了逻辑地址分配策略。然而,32 位的地址空间最终会被用尽。 二、子网划分的方法 子网划分可以使用主机地址前面的 n 位作为子网地址,将网络分割成 2n 个子网(其中 2n-2 个可用)。例如,要将一个 C 类网络划分为 4 个子网,需要 3 位子网地址。子网掩码的长度为 32 位,与 IP 地址中网络地址位对应的子网掩码位为 1,与 IP 地址中主机地址位对应的子网掩码位为 0。 三、子网掩码的作用 子网掩码的作用是确定 IP 地址中哪些位是网络地址位,哪些位是主机地址位。方法是将子网掩码与 IP 地址逐位相“与”,“与”的结果中后面连续 0 的对应的部分为主机地址位,前面部分为网络地址位。 四、ARP 协议和 ARP 命令 ARP(Address Resolution Protocol)是一种地址解析协议,用于由 IP 地址获得 MAC 地址。ARP 仅能解析出同一网络内的 IP 地址对应的 MAC 地址。arp.exe 是 Windows 中用于查看和修改本地计算机的 ARP 所使用的地址转换表的一个程序。arp -a 命令可以查看 ARP 表,arp -d 命令可以删除 ARP 表中的记录,arp -s 命令可以添加新的记录。 五、实验步骤 实验 1:设置两台主机的 IP 地址与子网掩码,使用 arp -d 命令清除两台主机上的 ARP 表,然后在 A 与 B 上分别用 ping 命令与对方通信,观察并记录结果,并分析原因。 实验 2:将 A 的子网掩码改为:255.255.255.0,其他设置保持不变。在两台 PC 上分别执行 arp -d 命令,观察并记录结果,并分析原因。 子网划分和子网掩码是计算机网络中的重要技术,旨在解决 IPv4 地址空间有限的问题。通过子网划分和子网掩码,可以提高网络的灵活性和可管理性,并且可以提高网络的安全性。