地特四等
114年
[資訊處理] 計算機概要
第 13 題
在網路設定中，子網路遮罩（Mask）可以用來劃分不同的子網路。舉例來說，IPv4 的位址 192.168.53.48，若將子網路遮罩設為 255.255.240.0，則可得到子網路為 192.168.48.0。下列那一種邏輯閘可以直接用來進行子網路遮罩運算？
- A AND
- B OR
- C XOR
- D XNOR
思路引導 VIP
請試著回想這種類比：如果你想讓一排開關（位元）經過一道篩選，要求只有當「原本開關是開啟的（1）」且「篩選門也是開啟的（1）」時，最後的結果才算通過（1），其餘情況一律不通過（0）。在數位邏輯中，哪一種邏輯運算能達成這種「兩者皆真才為真」的篩選效果呢？
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恭喜你答對了！這代表你對 IP 位址與子網路劃分的基礎運算有相當紮實的掌握。在網路工程中，將 IP 位址與子網路遮罩（Subnet Mask）結合以提取出子網路識別碼（Subnet ID），是路由器（Router）與主機判斷封包去向的核心動作。
位元運算與子網路遮罩
在 IPv4 的架構下，計算子網路識別碼的本質是進行**逐位元（Bitwise）**的邏輯運算。以本題為例，遮罩中的位元如果是 $1$，則對應的 IP 位元會被保留；如果是 $0$，則結果必為 $0$（藉此隱藏主機部分）。這種「只有當 IP 位元與遮罩位元皆為 $1$ 時，結果才為 $1$」的特性，正與 AND（及）邏輯閘的真值表完全吻合。在硬體層次上，CPU 或網路晶片正是利用大量的 AND 閘來極速完成這些遮罩運算。
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