sockets - 在子网掩码和路由方面的主机设备通信

Question

假设我有一台带有两个以太网适配器的主机:

1. LAN 适配器 - 连接到 LAN，自动获取 IP 地址。

2. 设备适配器 - IP 地址为 192.168.10.1，子网掩码为 255.255.255.0。

我也有连接到设备适配器的硬件设备，它像 TCP/IP 服务器一样工作，并配置了 IP 地址 192.168.10.2，子网掩码 255.255.255.0。

我有以下愚蠢的规则来建立主机-设备通信:将两个子网掩码设置为 255.255.255.0，并定义仅最后一个组件不同的 IP 地址。没关系，它有效。

现在我正在阅读有关 TCP/IP 通信的整个理论 (www.tcpipguide.com)。如何根据网络、子网、掩码、路由等来描述我的案例？比如主机程序向192.168.10.2、1500端口发送UDP数据报，这个数据报是如何发送给设备的？做了哪些决定，哪些网络组件参与了数据报的传递？

Answer 1

网络掩码可以被认为是 IP 地址的位掩码。

如果 (address1 & netmask) == (address2 & netmask) 那么 2 个 ip 地址被认为在同一个子网上。 (这个表达式可以有很多不同的写法...)

网络掩码只是“虚拟”划分网络的一种方式:网络掩码不是 ip header 的一部分，也不会在线路上传输。除了设备本身，没有人知道网络上设备的网络掩码。它在设备的 tcp 堆栈内部使用，以做出一些基本的路由决策。请注意，还有其他方法可以定义子网，这些方法可能不涉及网络掩码但达到相同的结果:将多个设备分组到一个“虚拟”网络中。

插入设备的路由器甚至可能对同一设备具有不同的网络掩码定义:只要路由器正确路由数据包，这并不重要。网络掩码主要用于自动计算一些众所周知的地址:例如，用于udp广播数据包的广播地址是根据设备的IP地址及其网络掩码计算的。

在您的具体情况下:

没有物理路由器，但您的计算机是路由器(它在内部将数据包路由到不同的网络接口(interface))。你的计算机包含一个路由表，它告诉特定数据包应该使用哪个传出接口(interface)(在 Windows 上，尝试 route print，在 linux 上，作为 root，尝试 route) .

通常，路由表的设置使得数据包从与目标设备位于同一子网的接口(interface)发出。计算机在每个接口(interface)上使用上述逻辑表达式来确定目标是否与该接口(interface)位于同一子网上。如果表达式为真，则数据包发出。每个条目都有一个参数(称为度量)，允许在可能存在多个路由的情况下选择看似最佳的接口(interface)。

你应该注意到路由表是动态的:它可以手动修改，添加一个特定的路由(例如，如果你知道一个特定的设备可以通过一个接口(interface)访问，但该设备的 IP 地址是与此接口(interface) ip 地址/网络掩码无关)。还有一些协议(protocol)(arp、dhcp...)用于广播路由信息的本地网络，这些信息由您的系统自动处理以修改路由表。