子网掩码设置不当导致网络不通

发布:admin | 发布时间: 2011年10月11日

网络配置参数是对于一个优秀的网管员来说，并不陌生，但在具体的细节设置上，可能一时疏忽，设置不当，造成网络不通。子网掩码(subnet mask)网络参数是每个网管必须要掌握的基础知识，只有掌握它，才能够真正理解TCP/IP协议的设置。下面根据在实践工作中碰到两个有代表性的案例加以分析，来深入浅出地讲解什么是子网掩码，让我们不要小视网络参数－子网掩码的配置。
案例1：不同的子网掩码设置导致网络不通（默认的子网掩码）
故障现象描述：局域网内有两台主机A、B,彼此之间无法连接，而且在互相发送测试数据包时出现以下出错信息。在主机A上PING 主机B，显示“Destination host unreachable”，即目标主机不可达，在主机B上PING主机A，显示“Request timed out ”，即网络超时。
故障网络环境：
               IP地址        子网掩码
主机A   192.168.1.1     255.255.255.0
主机B   192.168.2.1     255.255.0.0
    网络配置参数：在操作系统中，每个网卡都得配置一个IP地址，与IP地址一起设置的必定还有子网掩码、默认网关、DNS服务器地址等。其实这四个要素中，必须要设置的只有IP地址和子网掩码，默认网关、DNS服务器地址有时可以不设，这里我们暂不讨论它们。
为什么要引入子网掩码：
　　IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。
　　子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码由1和0组成，且1和0分别连续。子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示，1的数目等于网络位的长度；右边是主机位，用二进制数字“0”表示，0的数目等于主机位的长度。这样做的目的是为了让掩码与ip地址做AND运算时用0遮住原主机数，而不改变原网络段数字，而且很容易通过0的位数确定子网的主机数（2的主机位数次方-2，因为主机号全为1时表示该网络广播地址，全为0时表示该网络的网络号，这是两个特殊地址）。只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。
子网掩码的术语是扩展的网络前缀码，它不是一个地址，但是可以确定一个网络层地址哪一部分是网络号，哪一部分是主机号，1 的部分代表网络号，掩码为 0的部分代表主机号。子网掩码的作用就是获取主机 IP的网络地址信息，用于区别主机通信不同情况，由此选择不同路由。根据子网掩码格式可以发现，子网掩码有：0.0.0.0；255.0.0.0；255.255.0.0；255.255.255.0；255.255.255.255五种，其中 A类地址的默认子网掩码为 255.0.0.0；B类地址的默认子网掩码为 255.255.0.0；C类地址的默认子网掩码为：255.255.255.0，这也是我们平常在局域网中最常用的。
比如主机A的IP地址为192.168.1.100，子网掩码为255.255.255.0；主机B的IP地址为192.168.1.101，子网掩码为255.255.225.0。大家都知道这二台主机在同一网段，相互能PING通。
这样看来上述案例中出现不通的现象就不奇怪了。但我们要深入分析理解子网掩码在网络通讯时的作用。不能简单的认为主机A处在192.168.1.0网段，主机B处在192.168.0.0网段，所以不能PING通。但为什么会出现不同的错误提示信息呢？下面我们来深入分析一下：
每台主机事先会把自己IP和自己的子网掩码进行“与”操作，得到自己的网段号，如主机A处在192.168.1.0网段，主机B处在192.168.0.0网段。
1、在主机B上PING主机A的过程
主机B向主机A发数据包时，会把主机A的IP与主机B的子网掩码进行“与”操作，得到网络号是192.168.0.0，主机B会认为主机A与自己在同一网段，所以数据包会顺利发出。
　主机A由于与主机B在同一网段，肯定能收到主机B发出的数据包，由于PING操作要求主机A回应一个响应包。这样主机A会把主机B的IP与主机A的子网掩码进行“与”操作，得到网络号192.168.2.0，主机A发现网络号与自己所处的192.168.1.0不在同一网段，由于主机A目前没有设置默认网关，所以对该数据包将进行丢弃操作，结果主机B当然就无法收到主机A的回应包，所以主机B上会显示“Request timed out”，即网络超时。
2、在主机A上PING 主机B
如果在主机A上去PING主机B，根据前面的分析，会把主机B的IP与主机A的子网掩码进行“与”操作，得到网络号是192.168.2.0，主机A会认为主机B与自己不在同一网段，而主机A又没有设置默认网关，所以会显示“Destination host unreachable”，即目标主机不可达。
    案例2：相同的子网掩码设置导致网络不通（自定义子网掩码）
故障现象描述：局域网内有两台主机A、B,彼此之间无法连接，而且在互相发送测试数据包时出现以下出错信息。在主机B上PING主机A，在主机A上PING主机B都显示“Destination host unreachable”。
故障网络环境：
            IP地址        子网掩码
      主机A   192.168.0.5     255.255.255.248
      主机B   192.168.0.9     255.255.255.248
    在案例一中，因为子网掩码不一样，导致主机A与主机B在互连时不在同一子网中。现在既然是同一子网掩码，为什么同样不能互连呢？
    问题就在于案例一中我们使用的是默认的子网掩码，未进行子网的划分，而在案例二中是自定义子网掩码，进行了子网的划分。自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：子网号、子网主机号。形式如下：
　　默认子网掩码的ip地址：网络号+主机号
　   自定义子网掩码的ip地址：网络号+子网号+子网主机号
　　也就是说ip地址在化分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。子网掩码是32位二进制数，它的子网号是原主机号中前面全为1的部分。利用子网掩码可以判断两台主机是否中同一子网中。若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相“与”后的结果相同，则说明这两台主机在同一子网中。
1、在主机B上PING主机A的过程
主机B向主机A发数据包时，会把主机A的IP与主机B的子网掩码进行“与”操作，得到网络号是192.168.0.0，而主机B所在网络号为192.168.0.8，会认为主机A与自己在不同一网段，所以数据包不会顺利发出，而主机B又没有设置默认网关。所以会显示“Destination host unreachable”，即目标主机不可达。
主机A的IP        192.168.0.5     11000000.10101000.00000000.00000101
主机B的子网掩码   255.255.255.248 11111111.11111111. 11111111. 11111000
                                                          子网号
与运算得到网络号 192.168.0.0      11000000.10101000.00000000.00000000
2、在主机A上PING主机B的过程
主机A向主机B发数据包时，会把主机B的IP与主机A的子网掩码进行“与”操作，得到网络号是192.168.0.8，而主机A所在网络号为192.168.0.0，会认为主机B与自己在不同一网段，所以数据包不会顺利发出，而主机A又没有设置默认网关。所以会显示“Destination host unreachable”，即目标主机不可达。
主机B的IP        192.168.0.9     11000000.10101000.00000000.00001001
主机A的子网掩码 255.255.255.248 11111111.11111111. 11111111. 11111000
                                                          子网号
与运算得到网络号 192.168.0.8      11000000.10101000.00000000.00001000