CIDR的简单应用分析

第4期机电技术63CIDR的简单应用分析姚秀情(福州大学阳光学院，福建福州350015)摘要:随着网络尤其是互联网的急速增长，可用的IP地址空间面临着被分配殆尽的形势。1994 年以后尤为严重，因此IETF很快研究出了无类域编址(无类域间路由选择CIDR)方法解决这-问题，即文章介绍的VLSM--可 变长子网掩码与超网技术。通过实例对比分析发现合理的规划和应用这两种技术将有效减少IP地址的浪费，提高利用率，并减小路由选择表，提高网络性能。关键词:有类网络; CIDR; VLSM;超网中图分类号: TP393.02 文献标识码: A文章编号: 1672-4801(2013)04-063-03IP(Internet)是基于开放系统的协议簇，通过1.2 子网掩码它可以在任意的相连的两个网络中进行通信，是子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址整个Internet的核心资源。早期的IPv4 协议拥有掩码，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标40个亿地址，尤其是B类地址在1992 年已分识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机配了近一半，并将在较短时间内全部分配完毕，的位掩码。子网掩码不能单独存在，必须结合IP因特网，主干网上的路由表中的项目数将急剧增长地址一起使用，它是将某个IP地址划分成网络地(从几千个增长到几万个)，带来网速急剧下降，址和主机地址两部分，起到了限定网络主机数的整个IPv4的地址空间最终将全部耗尽。在IPv6功能。子网掩码的应用主要有两个，一是判断两代替IPv4 之前，网络设计必须考虑IP的高级寻个IP地址是否属于同- -网络，另- - 个是用于子网址技术CIDR(无类别域间路由选择)技术的运用，划分。RFC950规定:传统的子网掩码是-一个32这对解决IP匮乏的状态，实现网络的层次化结位的二进制数，其对应的网络地址部分的所有位构、可靠性以及可扩展性将发挥着巨大的作用。都置位1,对应于主机地址的所有位都置位0。由1IP与子网掩码.此可知，A类IP地址子网掩码的二进制与十进制1.1 基于类的IP地址的对应关系是: 11111111 000000 00000000IP地址唯一的标识 了主机所在的网络(网络0000000-- 255.0.0.0， B类IP地址子网掩码的二地址部分)和网络中的编号(主机地址部分)，即其进制与十进制的对应关系是111111 11111基本结构包括了两个部分-网络号和主机号。0000000 0000000- 255.255.0.0, C类IP地址子按照网络规模的大小，IP 地址分为了五类，其中网掩码的二进制与十进制的对应关系是:常用的有A、B、C三类，其中A类--巨型网11111111 1111111 00000000 0000000- 255.255.络，网络数量有126个( 0和127不能作为网络地255.0。址)，每个网络可连接的主机数可达到16 772162 CIDR(无 类别域间路由选择)个，对于大部分机构来说分配这样一个地址 显然现行的IPv4的地址已经耗尽，这是一种为解有点浪费; B类--大型网络， 网络数量可达到.决地址耗尽而提出的一种措 施。IANA在分配IP地16384个，每个网络的可以容纳的地址数均为65址过程中将类别的概念越来越淡化，一般情况下536,规模适中,很多规模适中的机构都愿意选择,直接以地址块的形式分配地址段，配合路由设备目前即将耗尽，资源紧张; C类- --小型网络，的支持，就出现了无类型域间路由的概念。CIDR网络数则与A类相反相对较多，数量为16 777 .即对原来用于分配A类、B类和C类地址的有类别216,而每个网络则可以容纳256个主机数，相对路由选择进程进行了重新构建，用13-27位长的前于AB两类的IP其每个网络的规模明显减小，选缀取代了原来中国煤化工分的限制择的机构相对较少。(A、B. C三类HC N M H G6和24位)。作者简介:姚秀情(1980-),女，助理实验师，研究方向:计算机基础。6机电技术2013年8月CIDR地址的标准格式包括32位IP地址和用正斜概念。超网更多情况下为了节省B类地址资源，线标记的前缀，记为: 128.80.193.1/24。 例如将若干个C类网络合并为-一个网络，也可用于合190.16.3.1/24，传统网络掩码的概念，它是- -个B并B类网络，但较少见。事实上超网定义就是借类32比特的二进制串,限定的网络地址长度应为用一部分限定的网络位作为主机位，如16位，而这里/24指的是有24个连续的“1”的比特192. 168.0.0/24- 192.168.3.0/24四个连续的C类地位的网络掩码，表示了实际网络地址的长度为24址段，就可超网化为192. 168.0.0/22，它表示借用位，与限定的B类网络ID相比，网络掩码的位数了两个网络位作为主机位的一个地址块，里面包增加。又如211.80.193.0/22，C类地址的网络地含了210-2个IP地址,这样的地址聚合称为路由址部分本应有24比特,因此对应的网络掩码有24聚合。采用这种分配多个IP地址的方式，既缓解个连续的“1”，这里网络掩码中只有22个连续的了IP资源紧张，又能够将路由表中的许多表项归“1”,则表示了它是由四个连续的C类地址构成了成更少的数目。一个超网网络地址，这样的定义打破了IP地址原3 CIDR 的实例应用分析有的类型分类，因此被称为是无类别的地址形式。以某学院的网络地址分配情况来看，现有的“无类别”的意思是现在的选路决策是基于整个32IP使用情况已不能满足学院不断壮大的发展状位IP地址的掩码操作，而不管其IP地址是A类、B况，其原始地址分配情况如表1所示。改善要求能类或是C类，这就CIDR。隔离广播风暴，满足有一定的扩展能力。2.1 VLSM(可变 长子网掩码)表1原始地址分配情况随着CIDR技术的推广， 子网划分也被越来越部门主机数量使用的IP段利用率/%广泛的应用。在拥有很多未分配的IP地址的网络172.16.12.0 .中，一种可变长子网掩码(VLSM)可以提供地址空基础部实验室400172.16.13.0400/508=78间的更充分的利用。其思想是保留在每个子网中计算机专业实验室220172.16.14.0 220/254-86能够有足够数量的主机，同时再把--个网络划分财经实验室200172.16.15.0 200/254=78成多个子网。其实就是相对于类的IP地址来说的，行政办公172.16.16.0 100/254-39是一个解决网络系统中使用多种层次的子网化IP系部16C172. 16.17.060/254=23地址的问题的一种策略， 对于定长的子网掩码，系部228172.16.18.0 28/254=11它是一种先进的IP寻址技术，可以对子网进行层系部3172.16.19.025/254=10次化编址，可以高效分配IP地址(尽量做到较少浪从表1中可以看出基础实验室-一个机房占用费)以及减少路由表大小。但是需要注意的是使用了两个网段，这无疑增加了路由表的项目，过多VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它，的路由表条目会占用过多的内存,消耗CPU的计这种路由协议称为无类的路由协议。这些路由协.算能力，影响到网络的稳定性。行政办公与各系议包括RIP2、OSPF、EIGRP和BGP,它只是CIDR部主机数较少，却各自使用一一个独立的网段，IP的一-部分。利用率不高，资源浪费严重，为满足学院的改造2.2超网要求，对IP分配做了如下的改善:CIDR的另一部分概念包含了超网。超网区首先，对基础实验室使用的两个网段做--个别与VLSM(可变长子网掩码)的是: VLSM是将路由聚合，聚合的方法依据以下条件进行:一个有类的网络进行划分，而超网则相反是将几1)将分配的IP地址化为二进制;个有类网集合在一起。子网化一定程度上减轻了2)找出高位相同的位数作为超网的网络掩IP地址空间紧张的压力,但是由于在IP地址分配码及超网网址;初期的考虑不周全，导致A类、B类地址在初期3)超网聚合是子网划分的逆运算。大量分配，资源相当紧张，而一些中型网络又需将基础实中国煤化工二进为:要超过一个C的地址，这只能分配几个连续的C172.16.12.072.16.13.0类地址块，这样会导致路由器的路由表项目迅速MHCNM HG.--172.. 16.00unulu,与以山第三个字节的膨胀，为了减小路由表的数量，就提出了超网的最后一位由0变到1，变化了两种状态，子网掩码第4期姚秀情: CIDR 的简单应用分析65压缩1位那么就会压缩2个网络，因此聚合后形成.172.16.16.192/27(用于系部2一- 30台); 子网的超网网址是172.16.12.0/23，超网的网络掩码是掩码: 255.255.255.2242255.255.254.0，它表示的是一个地址块，包括了172.16.16.224/27(用于系部3- -- 29台); 子网29-2==510>400个的网络地址,既满足基础实验室掩码: 255255.255.224的主机数量要求，又有一定的扩充性，还减少了因此各系部的三个网段172.16.17.0，172.16.路由表的项目。.18.0，172.16.19.0就可节省，那么它将节 省其次对于存在IP浪费严重的行政办公及各系254* 3= =762个IP地址,行政办公区的利用率由原来部的使用情况，行政办公的主机数量100台，而一的39%提高为79%，系 部1的利用率由原来的23%个独立的C类网段的可使用的主机数量有254台，提高为96%，系部2的利用率由原来的11%提高为其利用率还不到- -半;而各系部的总的主机数量93%，系部3的利用率由原来的10%提高为86%，也只有60+28+25=113，也不到一个网段的一- 半，而且子网划分后，通过设置不同的子网掩码使其可见其浪费现象更为严重，由分析可做如下的改隔离网段，改善后的状况如表2所示。善:使用可变长子网掩码来划分子网。划分情况表2改善 后的地址分配情况如下:将行政办公网段172.16.16.0进行划分，首部门使用的IP段利用率/%先满足行政办公区的主机数量100，而基础部实验室400 172.16.12.0/23 400/510=782=128>100，所以该留的主机位数为7个二进制计算机专业实验室220172.16.14.0220/254=86位，子网划分后网络位为25位，划分成了2个子网.财经实验室172.16.15.0 .200/254=78情况如下:行政办公100 172.16.16.0/25100/126=79172.16. 16.0/25(供行政办公使用一-一- 126台);系部1172.16.16.128/2660/62= -96子网掩码: 255.255.255.128; .系部228 172.16.16.192/27 28/30=93172.16.16.128/25 (暂时闲置,用于二次划分); .系部325 172.16.16.224/27 25/29-86对于系部1，可以算出2°=64满足要求，所以4结束语它的主机位为6位，闲置的172.16.16.128/25网段满.足要求，将其二次划分后的结果得到两个子网:从简单的实例应用中分析可知，应用变长子172.16.16.128/26(用于系部1-62台); 子网网掩码，超网技术多少解决一部分IP分配及减少掩码为: 255.255.255.192;路由的问题。在大型互连网络中，存在着成百上172.16. 16.192/26(暂时闲置，用于二次划分)千、规模各异的网络，在这样复杂的网络环境中，对于系部2，可以算出2=32>28满足要求，所合理应用CIDR技术对提高IP利用率和网络性能以它的主机位为5位，而系部3,可以算出2*=32>25有积极的作用，尽管它并不能增加IPv4的地址空满足要求，所以它的主机位也是5位，闲置的.间，但IPv4向IPv6的过 度期还是一个相当长的过172.16.16.192/26网段划分后同时满足要求，将其程，在这个过程中CIDR仍将发挥着重要作用。二次划分后的结果得到两个子网:参考文献:[1] Richard Deal CCNA学习指南[M].邢京武,何涛译.北京:人民邮电出版社,2005.[2]胡道元.计算机网络技术[M].北京清华大学出版社2005.[3]谭浩强.计算机网络实用教程[M].北京:清华大学出版社, 19944中国煤化工MYHCNMHG