第4期機電技術63CIDR的簡單應用分析姚秀情(福州大學陽光學院，福建福州350015)摘要:隨著網(wǎng)絡尤其是互聯(lián)網(wǎng)的急速增長，可用的IP地址空間面臨著被分配殆盡的形勢。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 變長子網(wǎng)掩碼與超網(wǎng)技術。通過實例對比分析發(fā)現(xiàn)合理的規(guī)劃和應用這兩種技術將有效減少IP地址的浪費，提高利用率，并減小路由選擇表，提高網(wǎng)絡性能。關鍵詞:有類網(wǎng)絡; CIDR; VLSM;超網(wǎng)中圖分類號: TP393.02 文獻標識碼: A文章編號: 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網(wǎng)絡中進行通信，是子網(wǎng)掩碼(subnet mask)又叫網(wǎng)絡掩碼、地址整個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IP地址的哪些位標40個億地址，尤其是B類地址在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(shù)將急劇增長地址一起使用，它是將某個IP地址劃分成網(wǎng)絡地(從幾千個增長到幾萬個)，帶來網(wǎng)速急劇下降，址和主機地址兩部分，起到了限定網(wǎng)絡主機數(shù)的整個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，一是判斷兩代替IPv4 之前，網(wǎng)絡設計必須考慮IP的高級尋個IP地址是否屬于同- -網(wǎng)絡，另- - 個是用于子網(wǎng)址技術CIDR(無類別域間路由選擇)技術的運用，劃分。RFC950規(guī)定:傳統(tǒng)的子網(wǎng)掩碼是-一個32這對解決IP匱乏的狀態(tài)，實現(xiàn)網(wǎng)絡的層次化結位的二進制數(shù)，其對應的網(wǎng)絡地址部分的所有位構、可靠性以及可擴展性將發(fā)揮著巨大的作用。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IP地址子網(wǎng)掩碼的二進制與十進制1.1 基于類的IP地址的對應關系是: 11111111 000000 00000000IP地址唯一的標識 了主機所在的網(wǎng)絡(網(wǎng)絡0000000-- 255.0.0.0， B類IP地址子網(wǎng)掩碼的二地址部分)和網(wǎng)絡中的編號(主機地址部分)，即其進制與十進制的對應關系是111111 11111基本結構包括了兩個部分-網(wǎng)絡號和主機號。0000000 0000000- 255.255.0.0, C類IP地址子按照網(wǎng)絡規(guī)模的大小，IP 地址分為了五類，其中網(wǎng)掩碼的二進制與十進制的對應關系是:常用的有A、B、C三類，其中A類--巨型網(wǎng)11111111 1111111 00000000 0000000- 255.255.絡，網(wǎng)絡數(shù)量有126個( 0和127不能作為網(wǎng)絡地255.0。址)，每個網(wǎng)絡可連接的主機數(shù)可達到16 772162 CIDR(無 類別域間路由選擇)個，對于大部分機構來說分配這樣一個地址 顯然現(xiàn)行的IPv4的地址已經(jīng)耗盡，這是一種為解有點浪費; B類--大型網(wǎng)絡， 網(wǎng)絡數(shù)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，每個網(wǎng)絡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- --小型網(wǎng)絡，的支持，就出現(xiàn)了無類型域間路由的概念。CIDR網(wǎng)絡數(shù)則與A類相反相對較多，數(shù)量為16 777 .即對原來用于分配A類、B類和C類地址的有類別216,而每個網(wǎng)絡則可以容納256個主機數(shù)，相對路由選擇進程進行了重新構建，用13-27位長的前于AB兩類的IP其每個網(wǎng)絡的規(guī)模明顯減小，選綴取代了原來中國煤化工分的限制擇的機構相對較少。(A、B. C三類HC N M H G6和24位)。作者簡介:姚秀情(1980-),女，助理實驗師，研究方向:計算機基礎。6機電技術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(jié)省B類地址資源，線標記的前綴，記為: 128.80.193.1/24。 例如將若干個C類網(wǎng)絡合并為-一個網(wǎng)絡，也可用于合190.16.3.1/24，傳統(tǒng)網(wǎng)絡掩碼的概念，它是- -個B并B類網(wǎng)絡，但較少見。事實上超網(wǎng)定義就是借類32比特的二進制串,限定的網(wǎng)絡地址長度應為用一部分限定的網(wǎng)絡位作為主機位，如16位，而這里/24指的是有24個連續(xù)的“1”的比特192. 168.0.0/24- 192.168.3.0/24四個連續(xù)的C類地位的網(wǎng)絡掩碼，表示了實際網(wǎng)絡地址的長度為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ID相比，網(wǎng)絡掩碼的位數(shù)了兩個網(wǎng)絡位作為主機位的一個地址塊，里面包增加。又如211.80.193.0/22，C類地址的網(wǎng)絡地含了210-2個IP地址,這樣的地址聚合稱為路由址部分本應有24比特,因此對應的網(wǎng)絡掩碼有24聚合。采用這種分配多個IP地址的方式，既緩解個連續(xù)的“1”，這里網(wǎng)絡掩碼中只有22個連續(xù)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連續(xù)的C類地址構成了成更少的數(shù)目。一個超網(wǎng)網(wǎng)絡地址，這樣的定義打破了IP地址原3 CIDR 的實例應用分析有的類型分類，因此被稱為是無類別的地址形式。以某學院的網(wǎng)絡地址分配情況來看，現(xiàn)有的“無類別”的意思是現(xiàn)在的選路決策是基于整個32IP使用情況已不能滿足學院不斷壯大的發(fā)展狀位IP地址的掩碼操作，而不管其IP地址是A類、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。隔離廣播風暴，滿足有一定的擴展能力。2.1 VLSM(可變 長子網(wǎng)掩碼)表1原始地址分配情況隨著CIDR技術的推廣， 子網(wǎng)劃分也被越來越部門主機數(shù)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172.16.12.0 .中，一種可變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)可以提供地址空基礎部實驗室400172.16.13.0400/508=78間的更充分的利用。其思想是保留在每個子網(wǎng)中計算機專業(yè)實驗室220172.16.14.0 220/254-86能夠有足夠數(shù)量的主機，同時再把--個網(wǎng)絡劃分財經(jīng)實驗室200172.16.15.0 200/254=78成多個子網(wǎng)。其實就是相對于類的IP地址來說的，行政辦公172.16.16.0 100/254-39是一個解決網(wǎng)絡系統(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， 對于定長的子網(wǎng)掩碼，系部228172.16.18.0 28/254=11它是一種先進的IP尋址技術，可以對子網(wǎng)進行層系部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中可以看出基礎實驗室-一個機房占用費)以及減少路由表大小。但是需要注意的是使用了兩個網(wǎng)段，這無疑增加了路由表的項目，過多VLSM時，所采用的路由協(xié)議必須能夠支持它，的路由表條目會占用過多的內存,消耗CPU的計這種路由協(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部主機數(shù)較少，卻各自使用一一個獨立的網(wǎng)段，IP的一-部分。利用率不高，資源浪費嚴重，為滿足學院的改造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(qū)首先，對基礎實驗室使用的兩個網(wǎng)段做--個別與VLSM(可變長子網(wǎng)掩碼)的是: VLSM是將路由聚合，聚合的方法依據(jù)以下條件進行:一個有類的網(wǎng)絡進行劃分，而超網(wǎng)則相反是將幾1)將分配的IP地址化為二進制;個有類網(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、B類地址在初期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)絡又需將基礎實中國煤化工二進為:要超過一個C的地址，這只能分配幾個連續(xù)的C172.16.12.072.16.13.0類地址塊，這樣會導致路由器的路由表項目迅速MHCNM HG.--172.. 16.00unulu,與以山第三個字節(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 的簡單應用分析65壓縮1位那么就會壓縮2個網(wǎng)絡，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)絡掩碼是掩碼: 255.255.255.2242255.255.254.0，它表示的是一個地址塊，包括了172.16.16.224/27(用于系部3- -- 29臺); 子網(wǎng)29-2==510>400個的網(wǎng)絡地址,既滿足基礎實驗室掩碼: 255255.255.224的主機數(shù)量要求，又有一定的擴充性，還減少了因此各系部的三個網(wǎng)段172.16.17.0，172.16.路由表的項目。.18.0，172.16.19.0就可節(jié)省，那么它將節(jié) 省其次對于存在IP浪費嚴重的行政辦公及各系254* 3= =762個IP地址,行政辦公區(qū)的利用率由原來部的使用情況，行政辦公的主機數(shù)量100臺，而一的39%提高為79%，系 部1的利用率由原來的23%個獨立的C類網(wǎng)段的可使用的主機數(shù)量有254臺，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，也不到一個網(wǎng)段的一- 半，而且子網(wǎng)劃分后，通過設置不同的子網(wǎng)掩碼使其可見其浪費現(xiàn)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)的主機數(shù)量100，而基礎部實驗室400 172.16.12.0/23 400/510=782=128>100，所以該留的主機位數(shù)為7個二進制計算機專業(yè)實驗室220172.16.14.0220/254=86位，子網(wǎng)劃分后網(wǎng)絡位為25位，劃分成了2個子網(wǎng).財經(jīng)實驗室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滿足要求，所以4結束語它的主機位為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果得到兩個子網(wǎng):從簡單的實例應用中分析可知，應用變長子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)絡中，存在著成百上172.16. 16.192/26(暫時閑置，用于二次劃分)千、規(guī)模各異的網(wǎng)絡，在這樣復雜的網(wǎng)絡環(huán)境中，對于系部2，可以算出2=32>28滿足要求，所合理應用CIDR技術對提高IP利用率和網(wǎng)絡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的地址空滿足要求，所以它的主機位也是5位，閑置的.間，但IPv4向IPv6的過 度期還是一個相當長的過172.16.16.192/26網(wǎng)段劃分后同時滿足要求，將其程，在這個過程中CIDR仍將發(fā)揮著重要作用。二次劃分后的結果得到兩個子網(wǎng):參考文獻:[1] Richard Deal CCNA學習指南[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)絡技術[M].北京清華大學出版社2005.[3]譚浩強.計算機網(wǎng)絡實用教程[M].北京:清華大學出版社, 19944中國煤化工MYHCNMHG