为什么在 Linux 中使用 nmcli 设置静态地址时需要子网前缀？

Question

这是概念问题。我明白为什么需要子网掩码来实现网络上数据包的正确寻址。但是，我不明白为什么 NetworkManager 在为这样的连接分配静态地址时需要知道架构 (/24)：

nmcli con add type ethernet con-name test-lab ifname ens9 ip4 10.10.10.10/24

那么为什么，以及如果 /32 模式或根本没有模式通信会发生什么？

Answer 1

首先，NetworkManager 的要求与几乎所有其他操作系统的要求完全相同。Windows 要求您输入子网掩码；macOS 要求您输入子网掩码；同样，NetworkManager 要求您输入子网掩码。

唯一的区别是 NM 更喜欢网络掩码采用 CIDR“前缀长度”速记格式，而许多其他操作系统要求它采用点分十进制格式。但是在 NM 中输入“/24”与在 Windows 中输入“255.255.255.0”是一样的。

（另外，它不称为“模式”。它是前缀长度。）

因此，鉴于“/24”与“网络掩码 255.255.255.0”具有完全相同的含义，现在应该清楚为什么 NetworkManager 需要知道这个值：这就是它知道哪些地址属于其子网的方式，即哪些地址是“本地的” "（可在第 2 层访问）以及哪些是“远程”的（需要网关）。

澄清一下：网络掩码与检查您自己的地址无关——当然，根据定义，您自己的地址是本地的。相反，网络掩码用于检查您与之通信的其他主机的地址。例如，当您向 8.8.8.8 或 10.10.10.9 发送数据包时，您的 IP 堆栈需要知道要在以太网报头中使用的目标 MAC 地址。

所以在你的例子中，你指定你的地址是 10.10.10.10并且它属于 /24 大小的网络（特别是 10.10.10.0/24）。如果您运行ip route，您会注意到 /24 会导致 Linux 创建一个自动路由表条目，声明整个 10.10.10.0/24 地址范围可直接在“ens9”接口上访问，而无需网关。

$ ip route show
10.10.10.0/24 dev ens9 proto kernel scope link

这意味着例如 10.10.10.9 是“本地”（同一子网），如果您向它发送任何数据包，您的主机将通过“ens9”直接 ARP 查询其 MAC 地址，而无需使用网关。

NM 可以自动检测网络掩码吗？如果您使用 DHCP 进行地址分配，则路由器将提供正确的网络掩码作为其 DHCP 报价的一部分。

NM 可以自动检测静态地址的网络掩码吗？不可以。IP 主机之间没有其他“内置”协调协议。网络仅存在于其所有设备碰巧以相同方式配置的意义上。

（即使对于 IPv6 网络也是如此。他们确实有 ICMPv6 路由器广告作为 DHCP 的替代方案，但这仍然是必须设置路由器的东西。完全由非路由主机组成的网络仍然无法发现“正确”的网络掩码。）

事实上，如果某些主机的配置方式不同，网络甚至有可能继续“工作” 。例如，如果您不小心让一台设备使用较短的前缀长度（/20 或 /16 而不是 /24），则可能会过去几年，直到有人注意到。

您可以使用“/32”或“255.255.255.255”网络掩码吗？从技术上讲这是可能的（有时在数据中心完成），但您的路线必须略有不同。并非所有操作系统都允许以太网（Linux 允许，但 Windows 不允许）。您应该打开一个单独的线程以获取有关在 LAN 上使用 /32 的更多信息。