无分类编址-构造超网在线视频

划分子网在一定程度上

缓解了因特网在发展中遇到的困难

但数量巨大的C类地址

因为地址空间太小而没得到充分应用

而因特网的IP地址仍在加速消耗

整个IPv4的地址空间面临全部耗尽的威胁

为此 IETF又提出了采用无分类编址的方法

来解决IP地址紧张的问题

1993年 IETF发布了无分类域间路由选择

CIDR（classless Inter-domain Routing）

CIDR 消除了传统的 A 类 B 类

和 C 类地址以及划分子网的概念

因而可以更加有效地

分配 IPv4 的地址空间

CIDR使用各种长度的

“网络前缀”(network-prefix)

来代替分类地址中的网络号和子网号

来代替分类地址中的网络号和子网号

后面的部分则用来指明主机号

这样的话

IP 地址从三级编址（使用子网掩码）

又回到了两级编址

虽然又回到了两级编址

但这已是无分类的两级编址

接下来我们看看它的记法

无分类的两级编址的IP地址

可记为网络前缀加主机号

需要注意的是

虽然形式上与分类编址的两级结构好像一样

但这里的前缀是不定长的

在分类编址中

给定一个IP地址

就确定了它的网络号和主机号

但在无分类编址中

由于网络前缀的不定长

IP地址本身并不能确定其网络前缀和主机号

因此CIDR采用了

与IP地址配合使用的32位地址掩码

地址掩码是由前面连续的一串1

和后面连续的一串0组成

共32位 而1的个数就是网络前缀的长度

CIDR 还使用“斜线记法”(slash notation)

或称为CIDR记法

即在 IP 地址后面加上一个斜线“/”

然后写出网络前缀所占的位数

例如：/20表示该IP地址的地址掩码是

连续20个1加连续12个零

用点分十进制表示就是255.255.240.0

特别要强调的是

斜线记法中

斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数

CIDR 把网络前缀都相同的

连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”

比如 128.14.32.0/20

表示的地址块共有2的12次方个地址

这是因为斜线后面的 20 是网络前缀的位数

所以这个地址的主机号是 12 位

也即拥有2的12次方个地址

这个地址块的起始地址

也即最小地址也是 128.14.32.0

最大地址：128.14.47.255

具体怎么计算的 我们将在后面讨论

全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用

全0表示本网络

全1表示本网络内的广播

如果只需要指定地址块的地址数

而不需要指出地址块的起始地址时

也可将这个地址块简称为“/20 地址块”

我们以128.14.32.0/20地址块为例

讨论地址块所包含的地址数

和最小 最大地址

如图所示

将IP地址转换为32位2进制数

前面的20位10000000 00001110 0010

就是地址前缀

可以看到最小地址就是前20位的地址前缀

加上后12位全零的主机号构成的地址

而最大地址就是前20位的地址前缀

加上后12位全1的主机号构成的地址

因为后面的主机号所占的12位可变

所以包含的地址数为2的12次方个

所有地址的20位前缀都是一样的

CIDR允许把网络前缀都相同的

连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”

我们只要知道

CIDR地址块中的任意一个地址

就可以知道这个地址块的起始地址

（即最小地址）和最大地址

以及地址块中的地址数

例如 已知IP地址128.14.35.7/20

是某CIDR地址块中的一个地址

我们先把它写成二进制的形式

其中 前20位是网络前缀

而前缀后面的12位是主机号

这个地址所在的地址块中的最小地址

和最大地址就可以很方便的写出

最小地址是20位的网络前缀

加12位的全0

最大地址是20位的网络前缀加12位的全1

可以用地址块中包含的任意IP地址

和网络前缀的位数来指明这个地址块

但为了方便起见

可用地址块中的最小地址

和网络前缀的位数来指明这个地址块

上例 即：128.14.32.0/20

图中给出了使用CIDR编址的

互联网的一个实例

图中有三个路由器R1、R2、R3

连接了6个网络

LAN1、LAN2、LAN3、N1、N2、N3

每一个网络有一个唯一的网络前缀

网络前缀是用一个IP地址

和一个网络掩码共同确定

可以用CIDR记法表示

主机号为全0的IP地址

常表示该网络的网络地址

比如LAN1可以用222.1.1.0/24表示

表明该网络包含一个24位的地址块

共2的8次方个地址

各网络的地址掩码可以不同

即网络前缀的长度可以不同

因此各自的地址空间大小也不相同

图中 LAN1、LAN2、LAN3的地址空间大小为256

而N1、N2和N3的地址空间只有4

在同一个局域网上的主机

或路由器的IP 地址中的网络号

必须是一样的

图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id

比如 LAN1的网络号是222.1.1

LAN1中每一个主机或路由器的IP地址

的网络号都为222.1.1

而主机号各不相同

其他各个局域网也是如此

比如网络LAN2中各主机

和路由器的IP地址的网络号

都为222.1.2

而主机号各不相同

还需要注意的是

网桥工作在数据链路层

用网桥互连的各个网段仍然是一个网络

只能有一个网络地址或网络前缀

如图所示

LAN2包含由网桥B相连的两个网段

所有主机和路由器的网络地址

都是222.1.2

由于路由器总是连接多个网络

因此具有两个或两个以上的地址

且由于路由器的每一个接口连接不同的网络

因此每一个接口

都有一个不同网络前缀的IP地址

如图中R1

有三个接口连接不同的网络

具有三个不同的IP地址

且这三个IP地址的网络前缀各不相同

都等于各自所在网络的网络号

接下来讨论CIDR 记法的其他形式

在不引起歧义的前提下可以采用简写方式

如10.0.0.0/10 可简写为 10/10

也就是说将点分十进制中的低位连续的 0 省略

10.0.0（.0）/10 相当于指出 IP 地址

10.0.0.0 的掩码是 255.192.0.0

即前面10个连续的 1

加后面22个连续的0

还可以采用网络前缀的后面加一个星号*的方式

如上面的IP地址也可以表示为

00001010 00*

在星号 * 之前是网络前缀

而星号 * 表示 IP 地址中的主机号

可以是任意值

前缀长度不超过 23 位的 CIDR 地址块

都包含了多个 C 类地址

这些 C 类地址合起来就构成了超网

由此可以看出

CIDR 地址块中的地址数

一定是 2 的整数次幂

网络前缀越短

其地址块所包含的地址数就越多

而在三级结构的IP地址中

划分子网是使网络前缀变长