这是一篇面向刚开始学习 IP 寻址、路由和子网划分基础的网络新手的文案。
在TCP/IP 网络中的每个主机或设备都必须分配一个 IP 地址，从而方便与其他设备进行通信。而IP 地址通常由网络部分和主机部分组成。如果将网络部分视为建筑物地址编号，那主机部分则可视为该建筑物内的房间编号。
例如大楼地址“XYZ 大楼”是网络 IP 地址部分，“房间号 2”是主机地址部分；又如标识单个主机的 IP 地址10.0.0.2包含网络部分10.0.0和主机部分2。
现在，网络上的设备如何知道哪一部分是网络部分，哪一部分是它们分配的IP地址的主机部分？
他们使用“子网掩码”知道这些信息。TCP/IP网络上的每个主机都配置有一个IP地址和一个子网掩码。
子网掩码是标识分配给主机的IP地址的网络部分的掩码。
对于上面的示例，IP为10.0.0.2的主机也被分配了一个子网掩码 255.255.255.0。如果你在IP地址和子网掩码之间进行逻辑与运算，你将找到该地址的网络部分：
10.0.0.2 AND 255.255.255.0 = 10.0.0.0（网络部分是10.0.0 其余部分是主机部分。即2）。
从上图中可以看出，Host A和 Host B属于同一个本地子网（10.0.0.0/24），通过一个路由器接口连接到同一个交换机。路由器接口还有一个IP地址10.0.0.254，与两个主机具有相同的子网掩码255.255.255.0。
此外，另外两台主机（主机C、主机D）与地址为10.1.1.254的路由器的第二个接口一起属于另一个子网（10.1.1.0/24）。
每个主机还分配了一个默认网关（除了IP地址和子网掩码）。主机A和B必须配置路由器接口的默认网关地址，即10.0.0.254。同样，主机C和D必须配置其路由器的默认网关地址，即10.1.1.254。
主机如何使用子网掩码
当一台主机想要与另一台主机通信时，它使用其子网掩码将其本地网络IP地址的网络部分与要发送的数据包的目标网络地址进行比较。
在终端系统可以将数据包发送到其目的地之前，它必须首先确定目的地地址是否在本地网络上。
这是通过将目标地址中的网络位与其自身IP地址的网络位进行比较来完成的。例如，如果主机A想要向主机B发送数据包，它将获取目标地址10.0.0.2（主机B）并使用其子网掩码执行 AND 操作。
结果将是10.0.0.0，它将告诉主机A目标地址与它自己属于同一个子网。
因此它不会将数据包发送到默认网关（路由器）。相反，主机A将执行 ARP 请求（地址解析协议）以找出主机B的目标MAC地址（ARP协议将IP地址映射到MAC地址）。因此，Host A会直接通过交换机将数据包发送给Host B，而无需经过路由器。
现在，如果主机A想要向主机C发送数据包，它将获取主机C的目标地址10.1.1.1并与其子网掩码执行 AND 操作。
结果将是：
10.1.1.1 AND 255.255.255.0 = 10.1.1.0
这将告诉主机A目标地址的网络部分与其自身 (10.1.1) 不同。
因此，主机A必须将数据包发送到其默认网关（路由器地址10.0.0.254）才能到达路由器另一端的主机C。
路由器将检查 IP 数据包中的目标 IP 地址，并将流量转发到正确的接口（根据其路由表）。
