子网与 CIDR
复习
- 为什么还需要 IP：MAC 地址只适合本地链路，IP 提供可路由的层次地址
- IPv4 数据包：提供跨网络的统一信封，首部含地址、协议、长度与 TTL
- IP 地址：由 32 位组成，点分十进制只是它的显示形式
TL;DR
- CIDR 用前缀长度表示一个地址范围
- 主机比较自己的前缀与目标地址，判断目标是否在本地
- 长前缀表示更小、更具体的范围
正文
上一章说，IP 地址分网络部分和主机部分，可这条分界线由前缀长度决定。那么，前缀长度该怎么写、怎么用？
用“/”数清楚前几位
常见的写法是 192.168.1.0/24。这里的 /24 表示：前 24 位是网络部分，剩下的位是主机部分。
这种“地址 / 前缀长度”的表示法，叫作 CIDR（无类别域间路由）。它用一个斜杠加数字，就把一个地址范围定义得清清楚楚。
前缀越长，网络部分越多，范围就越小、越具体。比如 /24 表示的地址范围，就比 /16 小得多。
算出该往哪送
有了前缀，主机就能做一个很关键的判断：目标地址和我，是不是在同一个网络里？
做法是：用自己的前缀，去和目标的地址比较——看前几位是否一致。
- 如果在同一个网络（前缀相同），说明目标就在本地链路上，直接在本链路上找它
- 如果不在同一个网络，就把包交给默认网关（default gateway），由它继续往外转发
这个判断极其重要，因为它决定了每一台主机的第一跳：是“我自己就能找到它”，还是“我得先交给别人”。
两个地址看着像，却未必同网
这里有个容易踩的坑：两个地址写出来很像，未必就在同一个子网。
因为是否同网，取决于各自配置的前缀长度，而不只是点分十进制的外观。192.168.1.20/24 和 192.168.2.20/24 显然不在同一网；可有些情况下，即便数字相近，只要前缀不同，结论也可能相反。
所以，判断同网，一定要带上前缀一起看。 只看数字，很容易被表象骗了。
思考题 1
两台地址看似相近的机器为何仍可能不在同一子网？
思考题 2
主机在发送数据前，为什么必须先判断“目标是否在本地网络”？这个判断省下了什么？
小结
知识点
- 子网由地址和前缀共同决定
- CIDR 用前缀长度表示地址范围
- 同网则本地交付，不同网则交给默认网关
参考资料
- Wikipedia(zh)：无类别域间路由：用前缀长度表示地址范围的方法
- Wikipedia(zh)：子网：把网络进一步划分出的地址范围
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
是否同网取决于各自配置的前缀长度，而不只看点分十进制的外观。数字相近不代表前缀一致，前缀不同就可能分属不同网络。
思考题 2
因为同网和不同网的处理方式完全不同：同网可以直接在本地链路上寻找目标，不同网则必须先交给网关。提前判断，能让主机知道该走哪条路，避免把本该本地交付的数据绕到网关，省下了不必要的转发和延迟。
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设计师 | 南国微雪