CIDR的簡(jiǎn)單應用分析

第4期機電技術(shù)63CIDR的簡(jiǎn)單應用分析姚秀情(福州大學(xué)陽(yáng)光學(xué)院，福建福州350015)摘要:隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )尤其是互聯(lián)網(wǎng)的急速增長(cháng)，可用的IP地址空間面臨著(zhù)被分配殆盡的形勢。1994 年以后尤為嚴重，因此IETF很快研究出了無(wú)類(lèi)域編址(無(wú)類(lèi)域間路由選擇CIDR)方法解決這-問(wèn)題，即文章介紹的VLSM--可 變長(cháng)子網(wǎng)掩碼與超網(wǎng)技術(shù)。通過(guò)實(shí)例對比分析發(fā)現合理的規劃和應用這兩種技術(shù)將有效減少I(mǎi)P地址的浪費，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(lèi)網(wǎng)絡(luò ); CIDR; VLSM;超網(wǎng)中圖分類(lèi)號: TP393.02 文獻標識碼: A文章編號: 1672-4801(2013)04-063-03IP(Internet)是基于開(kāi)放系統的協(xié)議簇，通過(guò)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(lái)指明一個(gè)IP地址的哪些位標40個(gè)億地址，尤其是B類(lèi)地址在1992 年已分識的是主機所在的子網(wǎng)以及哪些位標識的是主機配了近一半，并將在較短時(shí)間內全部分配完畢，的位掩碼。子網(wǎng)掩碼不能單獨存在，必須結合IP因特網(wǎng)，主干網(wǎng)上的路由表中的項目數將急劇增長(cháng)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(cháng)到幾萬(wàn)個(gè))，帶來(lái)網(wǎng)速急劇下降，址和主機地址兩部分，起到了限定網(wǎng)絡(luò )主機數的整個(gè)IPv4的地址空間最終將全部耗盡。在IPv6功能。子網(wǎng)掩碼的應用主要有兩個(gè)，一是判斷兩代替IPv4 之前，網(wǎng)絡(luò )設計必須考慮IP的高級尋個(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(wú)類(lèi)別域間路由選擇)技術(shù)的運用，劃分。RFC950規定:傳統的子網(wǎng)掩碼是-一個(gè)32這對解決IP匱乏的狀態(tài)，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的層次化結位的二進(jìn)制數，其對應的網(wǎng)絡(luò )地址部分的所有位構、可靠性以及可擴展性將發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。都置位1,對應于主機地址的所有位都置位0。由1IP與子網(wǎng)掩碼.此可知，A類(lèi)IP地址子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制與十進(jìn)制1.1 基于類(lèi)的IP地址的對應關(guān)系是: 11111111 000000 00000000IP地址唯一的標識 了主機所在的網(wǎng)絡(luò )(網(wǎng)絡(luò )0000000-- 255.0.0.0， B類(lèi)IP地址子網(wǎng)掩碼的二地址部分)和網(wǎng)絡(luò )中的編號(主機地址部分)，即其進(jìn)制與十進(jìn)制的對應關(guān)系是111111 11111基本結構包括了兩個(gè)部分-網(wǎng)絡(luò )號和主機號。0000000 0000000- 255.255.0.0, C類(lèi)IP地址子按照網(wǎng)絡(luò )規模的大小，IP 地址分為了五類(lèi)，其中網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制與十進(jìn)制的對應關(guān)系是:常用的有A、B、C三類(lèi)，其中A類(lèi)--巨型網(wǎng)11111111 1111111 00000000 0000000- 255.255.絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )數量有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 )可連接的主機數可達到16 772162 CIDR(無(wú) 類(lèi)別域間路由選擇)個(gè)，對于大部分機構來(lái)說(shuō)分配這樣一個(gè)地址 顯然現行的IPv4的地址已經(jīng)耗盡，這是一種為解有點(diǎn)浪費; B類(lèi)--大型網(wǎng)絡(luò )， 網(wǎng)絡(luò )數量可達到.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均為65址過(guò)程中將類(lèi)別的概念越來(lái)越淡化，一般情況下536,規模適中,很多規模適中的機構都愿意選擇,直接以地址塊的形式分配地址段，配合路由設備目前即將耗盡，資源緊張; C類(lèi)- --小型網(wǎng)絡(luò )，的支持，就出現了無(wú)類(lèi)型域間路由的概念。CIDR網(wǎng)絡(luò )數則與A類(lèi)相反相對較多，數量為16 777 .即對原來(lái)用于分配A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)地址的有類(lèi)別216,而每個(gè)網(wǎng)絡(luò )則可以容納256個(gè)主機數，相對路由選擇進(jìn)程進(jìn)行了重新構建，用13-27位長(cháng)的前于A(yíng)B兩類(lèi)的IP其每個(gè)網(wǎng)絡(luò )的規模明顯減小，選綴取代了原來(lái)中國煤化工分的限制擇的機構相對較少。(A、B. C三類(lèi)HC N M H G6和24位)。作者簡(jiǎn)介:姚秀情(1980-),女，助理實(shí)驗師，研究方向:計算機基礎。6機電技術(shù)2013年8月CIDR地址的標準格式包括32位IP地址和用正斜概念。超網(wǎng)更多情況下為了節省B類(lèi)地址資源，線(xiàn)標記的前綴，記為: 128.80.193.1/24。 例如將若干個(gè)C類(lèi)網(wǎng)絡(luò )合并為-一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，也可用于合190.16.3.1/24，傳統網(wǎng)絡(luò )掩碼的概念，它是- -個(gè)B并B類(lèi)網(wǎng)絡(luò )，但較少見(jiàn)。事實(shí)上超網(wǎng)定義就是借類(lèi)32比特的二進(jìn)制串,限定的網(wǎng)絡(luò )地址長(cháng)度應為用一部分限定的網(wǎng)絡(luò )位作為主機位，如16位，而這里/24指的是有24個(gè)連續的“1”的比特192. 168.0.0/24- 192.168.3.0/24四個(gè)連續的C類(lèi)地位的網(wǎng)絡(luò )掩碼，表示了實(shí)際網(wǎng)絡(luò )地址的長(cháng)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(lèi)網(wǎng)絡(luò )ID相比，網(wǎng)絡(luò )掩碼的位數了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )位作為主機位的一個(gè)地址塊，里面包增加。又如211.80.193.0/22，C類(lèi)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(chēng)為路由址部分本應有24比特,因此對應的網(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)連續的“1”，這里網(wǎng)絡(luò )掩碼中只有22個(gè)連續的了IP資源緊張，又能夠將路由表中的許多表項歸“1”,則表示了它是由四個(gè)連續的C類(lèi)地址構成了成更少的數目。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)例應用分析有的類(lèi)型分類(lèi)，因此被稱(chēng)為是無(wú)類(lèi)別的地址形式。以某學(xué)院的網(wǎng)絡(luò )地址分配情況來(lái)看，現有的“無(wú)類(lèi)別”的意思是現在的選路決策是基于整個(gè)32IP使用情況已不能滿(mǎn)足學(xué)院不斷壯大的發(fā)展狀位IP地址的掩碼操作，而不管其IP地址是A類(lèi)、B況，其原始地址分配情況如表1所示。改善要求能類(lèi)或是C類(lèi)，這就CIDR。隔離廣播風(fēng)暴，滿(mǎn)足有一定的擴展能力。2.1 VLSM(可變 長(cháng)子網(wǎng)掩碼)表1原始地址分配情況隨著(zhù)CIDR技術(shù)的推廣， 子網(wǎng)劃分也被越來(lái)越部門(mén)主機數量使用的IP段利用率/%廣泛的應用。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(cháng)子網(wǎng)掩碼(VLSM)可以提供地址空基礎部實(shí)驗室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)中計算機專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室220172.16.14.0 220/254-86能夠有足夠數量的主機，同時(shí)再把--個(gè)網(wǎng)絡(luò )劃分財經(jīng)實(shí)驗室200172.16.15.0 200/254=78成多個(gè)子網(wǎng)。其實(shí)就是相對于類(lèi)的IP地址來(lái)說(shuō)的，行政辦公172.16.16.0 100/254-39是一個(gè)解決網(wǎng)絡(luò )系統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(wèn)題的一種策略， 對于定長(cháng)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中可以看出基礎實(shí)驗室-一個(gè)機房占用費)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(wú)疑增加了路由表的項目，過(guò)多VLSM時(shí)，所采用的路由協(xié)議必須能夠支持它，的路由表條目會(huì )占用過(guò)多的內存,消耗CPU的計這種路由協(xié)議稱(chēng)為無(wú)類(lèi)的路由協(xié)議。這些路由協(xié).算能力，影響到網(wǎng)絡(luò )的穩定性。行政辦公與各系議包括RIP2、OSPF、EIGRP和BGP,它只是CIDR部主機數較少，卻各自使用一一個(gè)獨立的網(wǎng)段，IP的一-部分。利用率不高，資源浪費嚴重，為滿(mǎn)足學(xué)院的改造2.2超網(wǎng)要求，對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)區首先，對基礎實(shí)驗室使用的兩個(gè)網(wǎng)段做--個(gè)別與VLSM(可變長(cháng)子網(wǎng)掩碼)的是: VLSM是將路由聚合，聚合的方法依據以下條件進(jìn)行:一個(gè)有類(lèi)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(lèi)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，導致A類(lèi)、B類(lèi)地址在初期3)超網(wǎng)聚合是子網(wǎng)劃分的逆運算。大量分配，資源相當緊張，而一些中型網(wǎng)絡(luò )又需將基礎實(shí)中國煤化工二進(jìn)為:要超過(guò)一個(gè)C的地址，這只能分配幾個(gè)連續的C172.16.12.072.16.13.0類(lèi)地址塊，這樣會(huì )導致路由器的路由表項目迅速MHCNM HG.--172.. 16.00unulu,與以山第三個(gè)字節的膨脹，為了減小路由表的數量，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); 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); 子網(wǎng)29-2==510>400個(gè)的網(wǎng)絡(luò )地址,既滿(mǎn)足基礎實(shí)驗室掩碼: 255255.255.224的主機數量要求，又有一定的擴充性，還減少了因此各系部的三個(gè)網(wǎng)段172.16.17.0，172.16.路由表的項目。.18.0，172.16.19.0就可節省，那么它將節 省其次對于存在IP浪費嚴重的行政辦公及各系254* 3= =762個(gè)IP地址,行政辦公區的利用率由原來(lái)部的使用情況，行政辦公的主機數量100臺，而一的39%提高為79%，系 部1的利用率由原來(lái)的23%個(gè)獨立的C類(lèi)網(wǎng)段的可使用的主機數量有254臺，提高為96%，系部2的利用率由原來(lái)的11%提高為其利用率還不到- -半;而各系部的總的主機數量93%，系部3的利用率由原來(lái)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(guò)設置不同的子網(wǎng)掩碼使其可見(jiàn)其浪費現象更為嚴重，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(cháng)子網(wǎng)掩碼來(lái)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(mén)使用的IP段利用率/%先滿(mǎn)足行政辦公區的主機數量100，而基礎部實(shí)驗室400 172.16.12.0/23 400/510=782=128>100，所以該留的主機位數為7個(gè)二進(jìn)制計算機專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室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).財經(jīng)實(shí)驗室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);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對于系部1，可以算出2°=64滿(mǎn)足要求，所以4結束語(yǔ)它的主機位為6位，閑置的172.16.16.128/25網(wǎng)段滿(mǎn).足要求，將其二次劃分后的結果得到兩個(gè)子網(wǎng):從簡(jiǎn)單的實(shí)例應用中分析可知，應用變長(cháng)子172.16.16.128/26(用于系部1-62臺); 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(wèn)題。在大型互連網(wǎng)絡(luò )中，存在著(zhù)成百上172.16. 16.192/26(暫時(shí)閑置，用于二次劃分)千、規模各異的網(wǎng)絡(luò )，在這樣復雜的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中，對于系部2，可以算出2=32>28滿(mǎn)足要求，所合理應用CIDR技術(shù)對提高IP利用率和網(wǎng)絡(luò )性能以它的主機位為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(mǎn)足要求，所以它的主機位也是5位，閑置的.間，但IPv4向IPv6的過(guò) 度期還是一個(gè)相當長(cháng)的過(guò)172.16.16.192/26網(wǎng)段劃分后同時(shí)滿(mǎn)足要求，將其程，在這個(gè)過(guò)程中CIDR仍將發(fā)揮著(zhù)重要作用。二次劃分后的結果得到兩個(gè)子網(wǎng):參考文獻:[1] Richard Deal CCNA學(xué)習指南[M].邢京武,何濤譯.北京:人民郵電出版社,2005.[2]胡道元.計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)[M].北京清華大學(xué)出版社2005.[3]譚浩強.計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)用教程[M].北京:清華大學(xué)出版社, 19944中國煤化工MYHCNMHG