第4期機(jī)電技術(shù)63CIDR的簡(jiǎn)單應(yīng)用分析姚秀情(福州大學(xué)陽光學(xué)院，福建福州350015)摘要:隨著網(wǎng)絡(luò)尤其是互聯(lián)網(wǎng)的急速增長(zhǎng)，可用的IP地址空間面臨著被分配殆盡的形勢(shì)。1994 年以后尤為嚴(yán)重，因此IETF很快研究出了無類域編址(無類域間路由選擇CIDR)方法解決這-問題，即文章介紹的VLSM--可 變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼與超網(wǎng)技術(shù)。通過實(shí)例對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)合理的規(guī)劃和應(yīng)用這兩種技術(shù)將有效減少IP地址的浪費(fèi)，提高利用率，并減小路由選擇表，提高網(wǎng)絡(luò)性能。關(guān)鍵詞:有類網(wǎng)絡(luò); CIDR; VLSM;超網(wǎng)中圖分類號(hào): TP393.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1672-4801(2013)04-063-03IP(Internet)是基于開放系統(tǒng)的協(xié)議簇，通過1.2 子網(wǎng)掩碼它可以在任意的相連的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信，是子網(wǎng)掩碼(subnet mask)又叫網(wǎng)絡(luò)掩碼、地址整個(gè)Internet的核心資源。早期的IPv4 協(xié)議擁有掩碼，它是一種用來指明一個(gè)IP地址的哪些位標(biāo)40個(gè)億地址，尤其是B類地址在1992 年已分識(shí)的是主機(jī)所在的子網(wǎng)以及哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)配了近一半，并將在較短時(shí)間內(nèi)全部分配完畢，的位掩碼。子網(wǎng)掩碼不能單獨(dú)存在，必須結(jié)合IP因特網(wǎng)，主干網(wǎng)上的路由表中的項(xiàng)目數(shù)將急劇增長(zhǎng)地址一起使用，它是將某個(gè)IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地(從幾千個(gè)增長(zhǎng)到幾萬個(gè))，帶來網(wǎng)速急劇下降，址和主機(jī)地址兩部分，起到了限定網(wǎng)絡(luò)主機(jī)數(shù)的整個(gè)IPv4的地址空間最終將全部耗盡。在IPv6功能。子網(wǎng)掩碼的應(yīng)用主要有兩個(gè)，一是判斷兩代替IPv4 之前，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)必須考慮IP的高級(jí)尋個(gè)IP地址是否屬于同- -網(wǎng)絡(luò)，另- - 個(gè)是用于子網(wǎng)址技術(shù)CIDR(無類別域間路由選擇)技術(shù)的運(yùn)用，劃分。RFC950規(guī)定:傳統(tǒng)的子網(wǎng)掩碼是-一個(gè)32這對(duì)解決IP匱乏的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的層次化結(jié)位的二進(jìn)制數(shù)，其對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址部分的所有位構(gòu)、可靠性以及可擴(kuò)展性將發(fā)揮著巨大的作用。都置位1,對(duì)應(yīng)于主機(jī)地址的所有位都置位0。由1IP與子網(wǎng)掩碼.此可知，A類IP地址子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制與十進(jìn)制1.1 基于類的IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系是: 11111111 000000 00000000IP地址唯一的標(biāo)識(shí) 了主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)0000000-- 255.0.0.0， B類IP地址子網(wǎng)掩碼的二地址部分)和網(wǎng)絡(luò)中的編號(hào)(主機(jī)地址部分)，即其進(jìn)制與十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系是111111 11111基本結(jié)構(gòu)包括了兩個(gè)部分-網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。0000000 0000000- 255.255.0.0, C類IP地址子按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小，IP 地址分為了五類，其中網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制與十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系是:常用的有A、B、C三類，其中A類--巨型網(wǎng)11111111 1111111 00000000 0000000- 255.255.絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)量有126個(gè)( 0和127不能作為網(wǎng)絡(luò)地255.0。址)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可連接的主機(jī)數(shù)可達(dá)到16 772162 CIDR(無 類別域間路由選擇)個(gè)，對(duì)于大部分機(jī)構(gòu)來說分配這樣一個(gè)地址 顯然現(xiàn)行的IPv4的地址已經(jīng)耗盡，這是一種為解有點(diǎn)浪費(fèi); B類--大型網(wǎng)絡(luò)， 網(wǎng)絡(luò)數(shù)量可達(dá)到.決地址耗盡而提出的一種措 施。IANA在分配IP地16384個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可以容納的地址數(shù)均為65址過程中將類別的概念越來越淡化，一般情況下536,規(guī)模適中,很多規(guī)模適中的機(jī)構(gòu)都愿意選擇,直接以地址塊的形式分配地址段，配合路由設(shè)備目前即將耗盡，資源緊張; C類- --小型網(wǎng)絡(luò)，的支持，就出現(xiàn)了無類型域間路由的概念。CIDR網(wǎng)絡(luò)數(shù)則與A類相反相對(duì)較多，數(shù)量為16 777 .即對(duì)原來用于分配A類、B類和C類地址的有類別216,而每個(gè)網(wǎng)絡(luò)則可以容納256個(gè)主機(jī)數(shù)，相對(duì)路由選擇進(jìn)程進(jìn)行了重新構(gòu)建，用13-27位長(zhǎng)的前于AB兩類的IP其每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模明顯減小，選綴取代了原來中國(guó)煤化工分的限制擇的機(jī)構(gòu)相對(duì)較少。(A、B. C三類HC N M H G6和24位)。作者簡(jiǎn)介:姚秀情(1980-),女，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向:計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。6機(jī)電技術(shù)2013年8月CIDR地址的標(biāo)準(zhǔn)格式包括32位IP地址和用正斜概念。超網(wǎng)更多情況下為了節(jié)省B類地址資源，線標(biāo)記的前綴，記為: 128.80.193.1/24。 例如將若干個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)合并為-一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，也可用于合190.16.3.1/24，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)掩碼的概念，它是- -個(gè)B并B類網(wǎng)絡(luò)，但較少見。事實(shí)上超網(wǎng)定義就是借類32比特的二進(jìn)制串,限定的網(wǎng)絡(luò)地址長(zhǎng)度應(yīng)為用一部分限定的網(wǎng)絡(luò)位作為主機(jī)位，如16位，而這里/24指的是有24個(gè)連續(xù)的“1”的比特192. 168.0.0/24- 192.168.3.0/24四個(gè)連續(xù)的C類地位的網(wǎng)絡(luò)掩碼，表示了實(shí)際網(wǎng)絡(luò)地址的長(zhǎng)度為24址段，就可超網(wǎng)化為192. 168.0.0/22，它表示借用位，與限定的B類網(wǎng)絡(luò)ID相比，網(wǎng)絡(luò)掩碼的位數(shù)了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)位作為主機(jī)位的一個(gè)地址塊，里面包增加。又如211.80.193.0/22，C類地址的網(wǎng)絡(luò)地含了210-2個(gè)IP地址,這樣的地址聚合稱為路由址部分本應(yīng)有24比特,因此對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)掩碼有24聚合。采用這種分配多個(gè)IP地址的方式，既緩解個(gè)連續(xù)的“1”，這里網(wǎng)絡(luò)掩碼中只有22個(gè)連續(xù)的了IP資源緊張，又能夠?qū)⒙酚杀碇械脑S多表項(xiàng)歸“1”,則表示了它是由四個(gè)連續(xù)的C類地址構(gòu)成了成更少的數(shù)目。一個(gè)超網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址，這樣的定義打破了IP地址原3 CIDR 的實(shí)例應(yīng)用分析有的類型分類，因此被稱為是無類別的地址形式。以某學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)地址分配情況來看，現(xiàn)有的“無類別”的意思是現(xiàn)在的選路決策是基于整個(gè)32IP使用情況已不能滿足學(xué)院不斷壯大的發(fā)展?fàn)钗籌P地址的掩碼操作，而不管其IP地址是A類、B況，其原始地址分配情況如表1所示。改善要求能類或是C類，這就CIDR。隔離廣播風(fēng)暴，滿足有一定的擴(kuò)展能力。2.1 VLSM(可變 長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼)表1原始地址分配情況隨著CIDR技術(shù)的推廣， 子網(wǎng)劃分也被越來越部門主機(jī)數(shù)量使用的IP段利用率/%廣泛的應(yīng)用。在擁有很多未分配的IP地址的網(wǎng)絡(luò)172.16.12.0 .中，一種可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼(VLSM)可以提供地址空基礎(chǔ)部實(shí)驗(yàn)室400172.16.13.0400/508=78間的更充分的利用。其思想是保留在每個(gè)子網(wǎng)中計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室220172.16.14.0 220/254-86能夠有足夠數(shù)量的主機(jī)，同時(shí)再把--個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分財(cái)經(jīng)實(shí)驗(yàn)室200172.16.15.0 200/254=78成多個(gè)子網(wǎng)。其實(shí)就是相對(duì)于類的IP地址來說的，行政辦公172.16.16.0 100/254-39是一個(gè)解決網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中使用多種層次的子網(wǎng)化IP系部16C172. 16.17.060/254=23地址的問題的一種策略， 對(duì)于定長(zhǎng)的子網(wǎng)掩碼，系部228172.16.18.0 28/254=11它是一種先進(jìn)的IP尋址技術(shù)，可以對(duì)子網(wǎng)進(jìn)行層系部3172.16.19.025/254=10次化編址，可以高效分配IP地址(盡量做到較少浪從表1中可以看出基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室-一個(gè)機(jī)房占用費(fèi))以及減少路由表大小。但是需要注意的是使用了兩個(gè)網(wǎng)段，這無疑增加了路由表的項(xiàng)目，過多VLSM時(shí)，所采用的路由協(xié)議必須能夠支持它，的路由表?xiàng)l目會(huì)占用過多的內(nèi)存,消耗CPU的計(jì)這種路由協(xié)議稱為無類的路由協(xié)議。這些路由協(xié).算能力，影響到網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。行政辦公與各系議包括RIP2、OSPF、EIGRP和BGP,它只是CIDR部主機(jī)數(shù)較少，卻各自使用一一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)段，IP的一-部分。利用率不高，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，為滿足學(xué)院的改造2.2超網(wǎng)要求，對(duì)IP分配做了如下的改善:CIDR的另一部分概念包含了超網(wǎng)。超網(wǎng)區(qū)首先，對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室使用的兩個(gè)網(wǎng)段做--個(gè)別與VLSM(可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼)的是: VLSM是將路由聚合，聚合的方法依據(jù)以下條件進(jìn)行:一個(gè)有類的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，而超網(wǎng)則相反是將幾1)將分配的IP地址化為二進(jìn)制;個(gè)有類網(wǎng)集合在一起。子網(wǎng)化一定程度上減輕了2)找出高位相同的位數(shù)作為超網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)掩IP地址空間緊張的壓力,但是由于在IP地址分配碼及超網(wǎng)網(wǎng)址;初期的考慮不周全，導(dǎo)致A類、B類地址在初期3)超網(wǎng)聚合是子網(wǎng)劃分的逆運(yùn)算。大量分配，資源相當(dāng)緊張，而一些中型網(wǎng)絡(luò)又需將基礎(chǔ)實(shí)中國(guó)煤化工二進(jìn)為:要超過一個(gè)C的地址，這只能分配幾個(gè)連續(xù)的C172.16.12.072.16.13.0類地址塊，這樣會(huì)導(dǎo)致路由器的路由表項(xiàng)目迅速M(fèi)HCNM HG.--172.. 16.00unulu,與以山第三個(gè)字節(jié)的膨脹，為了減小路由表的數(shù)量，就提出了超網(wǎng)的最后一位由0變到1，變化了兩種狀態(tài)，子網(wǎng)掩碼第4期姚秀情: CIDR 的簡(jiǎn)單應(yīng)用分析65壓縮1位那么就會(huì)壓縮2個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此聚合后形成.172.16.16.192/27(用于系部2一- 30臺(tái)); 子網(wǎng)的超網(wǎng)網(wǎng)址是172.16.12.0/23，超網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)掩碼是掩碼: 255.255.255.2242255.255.254.0，它表示的是一個(gè)地址塊，包括了172.16.16.224/27(用于系部3- -- 29臺(tái)); 子網(wǎng)29-2==510>400個(gè)的網(wǎng)絡(luò)地址,既滿足基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室掩碼: 255255.255.224的主機(jī)數(shù)量要求，又有一定的擴(kuò)充性，還減少了因此各系部的三個(gè)網(wǎng)段172.16.17.0，172.16.路由表的項(xiàng)目。.18.0，172.16.19.0就可節(jié)省，那么它將節(jié) 省其次對(duì)于存在IP浪費(fèi)嚴(yán)重的行政辦公及各系254* 3= =762個(gè)IP地址,行政辦公區(qū)的利用率由原來部的使用情況，行政辦公的主機(jī)數(shù)量100臺(tái)，而一的39%提高為79%，系 部1的利用率由原來的23%個(gè)獨(dú)立的C類網(wǎng)段的可使用的主機(jī)數(shù)量有254臺(tái)，提高為96%，系部2的利用率由原來的11%提高為其利用率還不到- -半;而各系部的總的主機(jī)數(shù)量93%，系部3的利用率由原來的10%提高為86%，也只有60+28+25=113，也不到一個(gè)網(wǎng)段的一- 半，而且子網(wǎng)劃分后，通過設(shè)置不同的子網(wǎng)掩碼使其可見其浪費(fèi)現(xiàn)象更為嚴(yán)重，由分析可做如下的改隔離網(wǎng)段，改善后的狀況如表2所示。善:使用可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼來劃分子網(wǎng)。劃分情況表2改善 后的地址分配情況如下:將行政辦公網(wǎng)段172.16.16.0進(jìn)行劃分，首部門使用的IP段利用率/%先滿足行政辦公區(qū)的主機(jī)數(shù)量100，而基礎(chǔ)部實(shí)驗(yàn)室400 172.16.12.0/23 400/510=782=128>100，所以該留的主機(jī)位數(shù)為7個(gè)二進(jìn)制計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室220172.16.14.0220/254=86位，子網(wǎng)劃分后網(wǎng)絡(luò)位為25位，劃分成了2個(gè)子網(wǎng).財(cái)經(jīng)實(shí)驗(yàn)室172.16.15.0 .200/254=78情況如下:行政辦公100 172.16.16.0/25100/126=79172.16. 16.0/25(供行政辦公使用一-一- 126臺(tái));系部1172.16.16.128/2660/62= -96子網(wǎng)掩碼: 255.255.255.128; .系部228 172.16.16.192/27 28/30=93172.16.16.128/25 (暫時(shí)閑置,用于二次劃分); .系部325 172.16.16.224/27 25/29-86對(duì)于系部1，可以算出2°=64滿足要求，所以4結(jié)束語它的主機(jī)位為6位，閑置的172.16.16.128/25網(wǎng)段滿.足要求，將其二次劃分后的結(jié)果得到兩個(gè)子網(wǎng):從簡(jiǎn)單的實(shí)例應(yīng)用中分析可知，應(yīng)用變長(zhǎng)子172.16.16.128/26(用于系部1-62臺(tái)); 子網(wǎng)網(wǎng)掩碼，超網(wǎng)技術(shù)多少解決一部分IP分配及減少掩碼為: 255.255.255.192;路由的問題。在大型互連網(wǎng)絡(luò)中，存在著成百上172.16. 16.192/26(暫時(shí)閑置，用于二次劃分)千、規(guī)模各異的網(wǎng)絡(luò)，在這樣復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，對(duì)于系部2，可以算出2=32>28滿足要求，所合理應(yīng)用CIDR技術(shù)對(duì)提高IP利用率和網(wǎng)絡(luò)性能以它的主機(jī)位為5位，而系部3,可以算出2*=32>25有積極的作用，盡管它并不能增加IPv4的地址空滿足要求，所以它的主機(jī)位也是5位，閑置的.間，但I(xiàn)Pv4向IPv6的過 度期還是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過172.16.16.192/26網(wǎng)段劃分后同時(shí)滿足要求，將其程，在這個(gè)過程中CIDR仍將發(fā)揮著重要作用。二次劃分后的結(jié)果得到兩個(gè)子網(wǎng):參考文獻(xiàn):[1] Richard Deal CCNA學(xué)習(xí)指南[M].邢京武,何濤譯.北京:人民郵電出版社,2005.[2]胡道元.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京清華大學(xué)出版社2005.[3]譚浩強(qiáng).計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程[M].北京:清華大學(xué)出版社, 19944中國(guó)煤化工MYHCNMHG