为什么操作系统需要知道子网掩码？

Question

如果我理解正确，操作系统会从 DHCP 服务器获取子网掩码以及 IP 和其他内容。这个子网掩码似乎对路由器很重要，因为它知道数据包是从/到 LAN 还是应该发送到其他地方或从 Internet 接收。但是为什么操作系统需要子网掩码呢？操作系统如何利用子网掩码的知识？

Answer 1

基于 IP 和子网掩码的组合，操作系统可以确定它的用户空间应用程序想要联系的目标 IP 是在它的本地网络中还是需要通过某个路由器发送。如果需要通过路由器发送，它会查找路由表以确定使用哪个路由器。

Answer 2

网络配置有 3 个主要组件：

• IP地址
• 网络掩码
• 默认网关

操作系统需要知道网络掩码才能确定数据需要传输到的位置。您的 IP 地址与网络掩码相结合，告诉操作系统目标 IP 地址是否存在于本地子网上，或者是否存在于您的子网之外。有些计算机具有多个网络连接，无论是物理连接（多 NIC）还是逻辑连接（例如 VPN）。如果每个网络没有子网掩码，操作系统将无法确定哪些流量应离开哪个接口。

如果目标存在于您的子网内：

• 您的操作系统通过引用 ARP 表来确定目标的硬件地址。如果 ARP 表中没有该地址的条目，系统会发出硬件广播，该广播将泛洪到第 2 层网络上的所有设备。然后，拥有 IP 地址的系统将使用其硬件地址 (MAC ADDR) 响应广播。然后操作系统将发送数据，而数据永远不会离开本地网络。

如果目标不存在于您的子网内：

• 您的操作系统根据其路由表确定将数据包发送到何处。大多数情况下，数据包将发往默认网关。该网关通常是一个路由器，它将使用自己的路由表将数据包发送到最终目的地。发送到默认网关的过程与发送到子网上的另一台主机的过程相同。如果网关的 MAC 地址不在 ARP 表中，它将发送广播以确定网关的硬件地址，然后转发该帧。

正如您所看到的，子网掩码非常重要，因为它用于确定目标网络的位置，并相应地路由它们。