为什么子网掩码会影响网速?

[yitingbai]

最近发现电脑网速很慢, 还以为路由器问题, 排查了好久, 无意中发现原来是子网掩码的导致的, 只怪大学没好好听课, 原来子网掩码会影响网速.......... , 这是啥原理呢?

[gux928]

拓扑结构及设备清单也放出来看看

[yitingbai]

@gux928 就是家庭网络, 光猫 > 路由器 > 电脑, 啥拓扑结构, 不会弄啊

[v2020]

理论 /24 范围很小不至于，难道是因为手动指定和网关播发冲突，我在虚拟内网掉速这个问题看到你这个突然想到了，还有种网卡缺陷类似 i217 －＊之类

[yitingbai]

@v2020 255.255.0.0 也不会影响网速, 只有 255.255.255.255 会影响, 简单百度了一下, 也没找到类似的解释, 而且只影响上传速度, 下载不影响, 网络延迟也正常

[weyou]

猜想你的 librespeed 服务一定是架在本地内网的。

上图中全 255 的掩码，所有的数据包都会发送给网关，由网关的 cpu 进行中转，速度受限于网关的处理能力。

下图中，因为测速服务器在子网中，本地可以直接通过 arp 获取到服务器 mac 地址，发出的数据包会直接由交换机芯片直接中转，效率比 cpu 处理高很多。

[Lemeng]

真没研究过，了解了

[sujin190]

@weyou #5 正解了，这也是下行不受影响的原因，可以抓包看看链路层信息就更清楚了

[yitingbai]

@weyou 测速网站确实在内网, 受教了

[ysc3839]

@weyou 借楼问一下，/32 的子网掩码不是代表同一网段内没有其他设备吗？那怎么发给网关的？按理说网关也得在同一子网内吧？

搜索了一下，这里 https://networkengineering.stackexchange.com/a/11036 也说：
A more appropriate way to do things would be to set your device IP to 10.0.0.2, your gateway to 10.0.0.1, and your subnet mask to 255.255.255.252.

[LinePro]

@weyou #5 有个问题，子网掩码是 255.255.255.255 的话，按计算机网络知识正常来讲主机并不知道如何能够与网关互联。但为什么这里可以？

[muzuiget]

子网掩码无非就是定义一个 IP 范围而已，九成就是网络程序自己的问题。

[XiaoxiaoPu]

@LinePro
@ysc3839

子网和网关是独立的。对于主机来说，子网、网关分别对应路由表里两条路由。举个例子:

default via 192.168.1.1 dev eth0
192.168.1.0/24 dev eth0

第一条是网关对应的路由，第二条是子网对应的路由。

子网掩码是 255.255.255.255 ，其实就是没有第二条路由。但是设置了网关，第一条路由就有的。

[ch2]

32 位子网，只能靠网关中转发 ip 包，24 位子网就不需要网关代劳了，子网内部可以直接发包

[lcdtyph]

@ysc3839 #9
网关不必在同一子网，典型的例子是 ipv6 的 link-local 地址。
在路由阶段网关的 ip 只是用来在 arp 过程中获取下一跳的 mac 地址，因此内核只需要知道应该从哪个 interface 广播 arp request 就可以了。

[AllenHua]

子网掩码的作用是划分 IP 地址中哪一部分是网络号（区分哪些 network ），哪一部分是主机号（区分哪些主机）的 （回想起谢希仁计算机网络……），用来区分 ip 地址在这个私网内属于哪个网段

而且子网掩码的高位的 1 必须连续，低位的 0 也必须连续，常用的也就是 24 位掩码，255.255.255.0 （ 32bit binary，the high 24 bit is all 1 and the low 8 bit is all 0 ）

掩码必须和 IP 地址一起使用，掩码和 IP 地址的二进制数字进行「按位与」的运算，计算得出这个 IP 地址所属的 network 是哪个（可以区别其他 network ），host 是哪个（具体主机是哪个）

图一的 32 位 掩码，也就是 255.255.255.255 ，任何 32 bit 二进制数和他进行与操作之后还是本身，也就是 32 位全是网络号，没有空间区分主机号。这表示网络只有一个 IPv4 地址，所有流量都将直接在具有该 IPv4 地址的设备和默认网关之间进行。 该设备将无法与网络上的其他设备进行通信。

于是当掩码是 32 时，路由器那边的 cpu 负担过重。而如果是 24 位掩码，其中的很多运算就在其他网络上进行了计算。

可以说一个网络就包含一个路由器。

[AllenHua]

@AllenHua #15 楼主的 mac 获取 ipv4 地址是手动配置的

子网掩码配置成 32 位，路由器是 192.168.199.1

这样你的 mac 发出去的数据包，请求的压力就全在这台路由器上（也就是网关）

而 LibreSpeed 的服务器 ip 是 192.168.199.50 这样子的吧

[AllenHua]

@AllenHua #16 没仔细看图，你的 LibreSpeed 的服务器 ip 是 192.168.199.101 🐶️

顺便问问楼主这是 mac 什么客户端？

[shutan]

带宽好大啊！

[AllenHua]

@shutan #18 人家这是局域网，千兆内网都能达到的

[x86]

@weyou #5 牛皮牛皮，学习了

[rationa1cuzz]

学习了

[LinePro]

@XiaoxiaoPu #12 @lcdtyph #14 拿 Windows 测试了一下，确实是这个逻辑，受教了，感谢。不过 IPv6 的 link-local 地址不是默认子网前缀长度是 10 吗？那应该算同一子网吧？

[yitingbai]

@AllenHua 不是啥客户端, 就是一个开源测速 web 项目 https://github.com/librespeed/speedtest, 局域网内搭建, 用来测试局域网速度非常方便

[lcdtyph]

@LinePro
不是说默认子网前缀是 10，是 fe80::/10 这个网段的地址都是 link-local 地址，本地单播实际上前缀是 64 。
拿这个例子是想说，当时用 ipv6 全局地址通信的时候，网关可以使用与通信地址不在同一网段的链路地址。

[AllenHua]

@yitingbai #23 嗯嗯

我后来搜了下 librespeed 没有客户端的 就是网页


我也搞了个，但是可能受限于 这台机器的 CPU （上古神器 intel P8600 ）性能不够 千兆没有跑满

[Telegram]

@weyou #5 一个是菜鸟驿站，一个是京东送货上门，这比喻差不多吧

[weyou]

@ysc3839
@LinePro

网关必须要在某个子网中的目的是为了能够通过广播 arp 拿到网关的二层地址(子网划分了广播域), 如果某种路由的网关可以直接去查询二层地址, 那就没有这个限制.

默认路由的网关就是这个特殊的存在. 比如 Linux 上网络地址是 default 的路由, 在 Windows 上 metric 标记为 Default 的路由. 这个网关的优先级是最低的, 所有其他路由没有匹配到的地址才会走这条路由的网关. 主机是会直接使用 ARP 查询这个网关的二层地址, 而不会管这个地址在其他的路由中是否可达.

[julyclyde]

一本正经的胡说八道