浅谈为何需要反掩码inverse-mask wildcard-mask
反掩码，英文名
wildcard-mask，也直译成inverse-mask
在介绍反掩码之前，我们先回顾一下掩码 mask 的相关知识点
1.掩码，
掩码中有1有0，其中连续的1表示网络号，而连续的0表示主机范围，
举例：
255.255.255.0
转成二进制形式：
1111 1111 . 1111 1111 . 1111 1111 . 0000 0000
其中的1有24个，说明这个掩码有24位的网络号，也可以用 /24 表示
/24 是网络位，24个 比特（bit ）位，且为连续的24个1，
子网掩码长度一共32个bit，由两部分组成，网络位+主机位，本例中，网络位有24bit，剩下的8个bit就是主机位，用二进制形式表示，其范围是：
0000 0000 ~ 1111 1111
转成十进制形式：
0~255，
主机编号从0到255，共256个
/24 的网段里， 0用来表示本网段，作为网段地址使用，255用于表示网段中的广播地址，所以可用于表示主机的主机地址有254个，
这就是子网掩码的作用，
请注意，子网掩码中的1是连续的，不能出现一堆1里面夹着0的情况，
子网掩码中的0也同理，不能出现一堆0里面夹着1的情况。
比如，
1111 1111.1111 0000.1111 1111.0000 1100，这样的子网掩码是不合法的，
请注意，下面的斜线模式指的是连续的1和连续的0，1是连续的，0也是连续的，不能出现断开的情况，
比如，/16 指的是连续的16个1再接着16个连续的0，是这样的 11111111.11111111.00000000.00000000
而不能出现类似 11111111.00000000.11111111.00000000，这样的虽然也是16个1和16个0，但是，1不连续了，0也不连续了，所以是错误的子网掩码，
所以子网掩码只能是如下的列表中的一个：
/1 128.0.0.0
10000000.0.0.0
/2 192.0.0.011000000.0.0.0
/3 224.0.0.011100000.0.0.0
/4 240.0.0.011110000.0.0.0
/5 248.0.0.011111000.0.0.0
/6 252.0.0.011111100.0.0.0
/7 254.0.0.011111110.0.0.0
/8 255.0.0.011111111.0.0.0/9 255.128.0.0
11111111.10000000.0.0
/10 255.192.0.011111111.11000000.0.0
/11 255.224.0.011111111.11100000.0.0
/12 255.240.0.011111111.11110000.0.0
/13 255.248.0.011111111.11111000.0.0
/14 255.252.0.011111111.11111100.0.0
/15 255.254.0.011111111.11111110.0.0
/16 255.255.0.011111111.11111111.0.0/17 255.255.128.0
11111111.11111111.10000000.0
/18 255.255.192.011111111.11111111.11000000.0
/19 255.255.224.011111111.11111111.11100000.0
/20 255.255.240.011111111.11111111.11110000.0
/21 255.255.248.011111111.11111111.11111000.0
/22 255.255.252.011111111.11111111.11111100.0
/23 255.255.254.011111111.11111111.11111110.0
/24 255.255.255.011111111.11111111.11111111.0/25 255.255.255.128
11111111.11111111.11111111.10000000
/26 255.255.255.19211111111.11111111.11111111.11000000
/27 255.255.255.22411111111.11111111.11111111.11100000
/28 255.255.255.24011111111.11111111.11111111.11110000
/29 255.255.255.24811111111.11111111.11111111.11111000
/30 255.255.255.25211111111.11111111.11111111.11111100
/31 255.255.255.25411111111.11111111.11111111.11111110
/32 255.255.255.25511111111.11111111.11111111.11111111
2.反掩码
反掩码也可以用来表示一个网段，比如：0.0.0.255 ，表示这个网段的网络号是 /24 ，从而判断出主机号有256个，
子网掩码 255.255.255.0 表示一个网段的网络号是 255.255.255即 /24，主机范围是 0~256 即2⁸ （256）个
这么看来，反掩码 0.0.0.255 =255.255.255.0
作用相同，为啥又弄出一个反掩码捏，多此一举？！
看个例子：
要创建一个acl，只允许两个网段通过，
1.192.168.10.0/24
2.192.168.14.0/24
先来试试用子网掩码来解决这个问题，
因为10和14是不连续的，所以无论我们怎么掩，都会把11、12、13放进来， 10到14有5个数，
为了便于说明和理解，咱们先看2台主机，a.b.c.10和a.b.c.14
因为 10 和14 是不连续的，相差了3个数（11、12、13），
要想把这两个ip放到同一个网段中，就需要至少能容纳8台主机的子网掩码（用容纳4台主机的子网掩码/30是不行的，不能同时装下10和14，所以只能选用/29的子网掩码），255.255.255.248即/29，
这样的子网掩码下，a.b.c.10 和 a.b.c.14就能在同一个网段了，
网段的范围是： a.b.c.8 、a.b.c.9 、a.b.c.10、a.b.c.11、a.b.c.12 、a.b.c.13 、a.b.c.14、a.b.c.15
把这两个ip放到同一个网段中，就能使用一条路由来表示a.b.c.10 和 a.b.c.14这两个主机地址了
通过上面的
a.b.c.10和a.b.c.14的例子我们可以类比出，
要想将192.168.10.0和192.168.14.0放到一个路由条目里，需要使用的子网掩码是/21
即255.255.248.0（11111111.11111111.11111000.0）
路由如下：
192.168.10.0 /21
或者192.168.14.0 /21，
表示 192.168.10.0和192.168.14.0在同一个子网里，
虽然用子网掩码能完成将192.168.10.0和192.168.14.0放到一个子网里，
但同时问题也出现了，
就是，192.168.8.0、192.168.9.0、192.168.11.0、192.168.12.0、192.168.13.0、192.168.15.0
这6个网段也被包括进来了，
而我们的需求是，一条路由中只有192.168.10.0和192.168.14.0这两个网段，没有其他的网段。
那么，这时候就需要反掩码登场了，
我们先来观察一下，
192.168.10.0和192.168.14.0 在二进制下是什么样子，不同之处在哪里，
192.168.10.0：11000000.10101000.00001
010.00000000
192.168.14.0：11000000.10101000.00001110.00000000
可见，192.168.10.0和192.168.14.0的二进制表示形式中，只有红色字符所在的位置不同，其他位置一摸一样，
那么，根据反掩码的规则，0表示精确匹配，1表示可以是任意数值，我们现在只保留红色字符的那一位为1，其他位都置为0，就可以生成一个反掩码，
00000000.00000000.0000
1000.00000000
它的点分十进制的表示是：
0.0.
4.0
为了方便理解，我们给这个反掩码变个样子，
00000000.00000000.0000
X000.00000000
X所在的位置上，可以是任意值，即，可以是0也可以是1，
同时，我们知道反掩码是不能单独存在的，反掩码必须跟着一个ip，
所以我们让这个反掩码跟着192.168.10.0，让它们之间相互作用，
当这个反掩码中除了x所在的位置以外，其他的所有位置的值都与192.168.10.0一模一样的时候，
就有：
11000000.10101000.00001`X`10.00000000
即
192.168.（
1010+0x00）₂.0
当x取0时，
有
192.168.（1010+0000）₂.0，
192.168.（1010）₂.0，
即192.168.10.0
当x取1时，
有
192.168.（1010+0100）₂.0，
192.168.（1110）₂.0，
即192.168.14.0
同理，让这个反掩码跟着192.168.14.0，
除了X位之外的其他位置和192.168.14.0一模一样的时候，也有
192.168.（
1010+0X00）₂.0
当x取0时，
有
192.168.（1010+0000）₂.0，
192.168.（1010）₂.0，即192.168.
10.0
当x取1时，
有
192.168.（1010+0100）₂.0，
192.168.（1110）₂.0，即192.168.
14.0
它的点分十进制的表示：
0.0.
4.0
让反掩码0.0.4.0和192.168.10.0或者192.168.14.0结合起来，就可以表示192.168.10.0与192.168.14.0这两个网段了，
表示形式如下：
192.168.10.00.0.4.0
或者
192.168.14.00.0.4.0
反掩码0.0.4.0可以唯一的标识192.168.10.0与192.168.14.0这两段网络，而不会出现把其他网段也包括进来的情况了，
因为，反掩码 0.0.4.0 （00000000.00000000.00001000.00000000）跟着192.168.10.0的时候，只有1的位置是可以变换的，变成0，就是192.168.10.0本身，变成1就是192.168.14.0，
所以 0.0.4.0作用于192.168.10.0上的时候， 只能标识两个网段，即192.168.10.0与192.168.14.0这两个网段，
这就是
反掩码的精确匹配的作用，是用子网掩码无法办到的。
一定要明确一个根本点，在反掩码中，有
0的位置表示必须精确匹配这一位，1表示不关心这一位（是0是1都行），
还有一个往往容易被忽视的地方，那就是反掩码不能单独存在，
反掩码是要跟着一个ip地址的（这个ip地址是一个具体的主机地址也可以是一个网络号，它们是一个整体，
举例：192.168.1.1 0.0.0.0 ，表示我们期待一个ip地址，并且这个ip地址的32个bit必须在每个位置上都与192.168.1.1一致，达到精确匹配的要求，所以，192.168.1.1 0.0.0.0 就表示的是 192.168.1.1 这个主机地址），也就是我们期待的目标是 192.168.1.1 这台主机，
再举例：192.168.1.0 0.0.0.255，表示我们期待一些ip地址，并且这些个ip地址的前24位必须与192.168.1.0这个网络号一致，达到精确匹配的要求，剩余的其他位置是什么都无所谓，我们并不关心，所以最终符合我们要求的ip地址有，192.168.1.0、192.168.1.1、192.168.1.2、192.168.1.3、192.168.1.4、……、191.168.1.254、192.168.1.255，这么多个，用子网掩码的形式来表示就是 ，192.168.1.0/24这个网段里所有的主机，对反掩码的一切解读，都离不开它所跟随的ip地址，总是以这个ip地址为依据以这个ip地址为参考的，单独拿出一个反掩码来是没有任何意义的，
June the 06th 2022
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