浅谈网络层（2）

小灰灰 2022-04-03 14:08 324阅读 0赞

## 4.3节内容转自[https://www.cnblogs.com/hark0623/p/6547432.html][https_www.cnblogs.com_hark0623_p_6547432.html]，特此申明 ##

接着上一篇[《网络层重点知识总结（1）》][1]继续说网络层

# 4.无分类编址CIDR #

### 4.1网络前缀（network-prefix） ###

划分子网在一定程度上缓解了互联网在发展中遇到的困难。但互联网依然面临着地址空间将耗尽的问题。为了提高IP地址的利用率，IP编址一共出现了下面三个阶段

*  1987年，RFC1009指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码
 *  使用变长子网掩码VLSM可进一步提高IP地址资源的利用率
 *  在VLSM的基础上又提出了无分类域间路由选择CIDR

CIDR最主要的特点：

1.  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。
2.  CIDR使用各种长度的“网络前缀”来代替分类地址中的网络号和子网号。
3.  IP地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。

CIDR使用“斜线记法”（slash notation）,它又称为CIDR记法，**即在IP地址后面加上一个斜线“/”,然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中1的个数）**。**eg：220.70.168.0/24**

**![20181222204641767.png][]**

### 4.2  CIDR地址块、路由聚合 ###

**CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成"CIDR地址块"**。**如128.14.32.0/20表示的地址块共有2^12个地址**（因为主机号是12位）。这个地址块的起始地址是128.14.32.0，在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“**/20地址块**”。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NTgyNjA0_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

一个CIDR地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为**路由聚合**，它使得路由表中的一个项目可以表示很多个原来传统分类地址的路由，路由聚合有利于减少路由之间的路由选择信息的交换，从而提高了整个互联网的性能。路由聚合也称为构成超网。CIDR虽然不使用子网了，但仍然使用“掩码”这一名词（但不叫子网掩码），对于/20地址块，它的掩码是20个连续的1。**斜线记法中的数字就是掩码中1的个数。**

### **4.3 构成超网** ###

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类地址合起来构成了超网。网络前缀越短，其地址块所包含的地址数就越多（在三级结构的IP地址中，划分子网使网络前缀变长），CIDR的一个好处就是可以更加有效的分配IPv4的地址空间，可根据客户的需要分配适当大小的CIDR地址块。看下面例子

**例：**某个机构拥有一个大的CIDR地址块，即**206.0.64.0/18**，现在某个高校需要申请一个较大的CIDR地址块以供学校使用，学校内部又分为4个系，由于每个系的人数不一样，所以要给人数较多的系分配较多的IP地址，人数较少的系分配较少的IP地址，现在采用以下的分配方案：

机构分配给该高校一个CIDR地址块：**206.0.68.0/22**，然后该高校内部的分配方案如下：

一系：**206.0.68.0/23**，一系内部又分为206.0.68.0/25、206.0.68.128/25、206.0.69.0/25和206.0.69.128/25四个子网。

二系：**206.0.70.0/24**，二系内部又分为206.0.70.0/26、206.0.70.64/26、206.0.70.128/26和206.0.70.192/26四个子网。

三系：**206.0.71.0/25**，三系内部又分为206.0.71.0/26和206.0.71.64/26两个子网。

四系：**206.0.71.128/25**，四系内部又分为206.0.71.128/26和206.0.71.192/26两个子网。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NTgyNjA0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

我们一步一步来讨论：

第一，这个机构拥有的地址块是206.0.64.0/18 =206.0.**0100 0000**.**0000 0000**/18，网络前缀是18位，所以其

最小地址是：206.0.64.0/18       = 206.0.**0100 0000.0000 0000**/18

最大地址是：206.0.127.255/18 = 206.0.**0111 1111.1111 1111**/18

子网掩码是：255.255.192.0/18 = **1111 1111.1111 1111.11**00 0000.0000 0000/18

拥有的地址数：(127-64+1)\*(255-0+1)=16384

然后，我们来看一下这个机构给该高校分配的CIDR地址块，即206.0.68.0/22，由此可以看出来网络前缀由18增加到了22，所以该机构相当于将其CIDR地址块划分成了16个子块即子网，然后给该高校了第二个子网，即**206.0.0100 01**00.0/22，黑色加粗的部分是原来的网络前缀，后面红色部分类似于前面介绍的子网号，由于是4位，所以可以从0000~1111，共16个子网，0001自然就是第二个子网。

第二，既然高校拥有了机构的第二个子网的CIDR地址块206.0.68.0/22 = **206.0.0100 01**00.0/22，其网络前缀是22位，所以其

最小地址是：206.0.68.0/22       = 206.0.**0100 0100.0000 0000**/22

最大地址是：206.0.71.255/22   = 206.0.**0100 0111.1111 1111**/22

子网掩码是：255.255.252.0/22 = **1111 1111.1111 1111.1111 11**00.0000 0000/22

拥有的地址数：(71-68+1)\*(255-0+1)=1024

然后该高校内部又对这个CIDR地址块进行了划分，进一步得到了高校内部的子网，紧接着我们来看看一系的CIDR地址块是怎么得到的。

第三，一系的CIDR地址块是206.0.68.0/23，可以看出来其网络前缀相对于高校的CIDR地址块来说增加了1位，说明高校首先将其CIDR地址块划分成了2个子网，其中一个给了一系。那么这两个子网分别是：**一系的：****206.0.68.0/23 = 206.0.0100 0100.0/23**和**剩余的（记为余1）：206.0.70.0/23 =206.0.0100 0110.0/23**，注意其中的红色部分就是新增的这一位，用来标志两个子网。

那么，一系的

最小地址是：206.0.68.0/23       = 206.0.**0100 0100.0000 0000**/23

最大地址是：206.0.69.255/23   = 206.0.**0100 0101.1111 1111**/23

子网掩码是：255.255.254.0/23 = **1111 1111.1111 1111.1111 111**0.0000 0000/23

拥有的地址数：(69-68+1)\*(255-0+1)=512

余1的

最小地址是：206.0.70.0/23       = 206.0.**0100 0110.0000 0000**/23

最大地址是：206.0.71.255/23   = 206.0.**0100 0111.1111 1111**/23

子网掩码是：255.255.254.0/23 = **1111 1111.1111 1111.1111 111**0.0000 0000/23

拥有的地址数：(71-70+1)\*(255-0+1)=512

现在，一系的CIDR地址块已经很明确，然后一系内部又进行了划分，即又分为206.0.68.0/25、206.0.68.128/25、206.0.69.0/25和206.0.69.128/25四个子网，网络前缀从23位变成了25位，相当于占用了主机号两位，所以可以划分为4个子网，分别对应00、01、10、11这四个子网，这四个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到，这个比较简单，建议大家可以自己手动计算一下，正好看看自己掌握了多少，这里就不再给出这四个子网的细节。

第四，一系明确以后，就要考虑其他系的划分，可以看到二系分配到的CIDR地址块是206.0.70.0/24，可以看出来其网络前缀相对于余1的CIDR地址块来说增加了1位，说明余1的CIDR地址块被划分成了2个子网，其中一个给了二系。那么这两个子网分别是：**二系的：206.0.70.0/24 = 206.0.0100 0110.0/24**和**剩余的（记为余2）：****206.0.71.0/24 =206.0.0100 0111.0/24**，注意其中的红色部分就是新增的这一位，用来标志两个子网。

那么，二系的

最小地址是：206.0.70.0/24       = 206.0.**0100 0100.0000 0000**/24

最大地址是：206.0.70.255/24   = 206.0.**0100 0100.1111 1111**/24

子网掩码是：255.255.255.0/24 = **1111 1111.1111 1111.1111 1111**.0000 0000/24

拥有的地址数：(70-70+1)\*(255-0+1)=256

余2的

最小地址是：206.0.71.0/24       = 206.0.**0100 0111.0000 0000**/24

最大地址是：206.0.71.255/24   = 206.0.**0100 0111.1111 1111**/24

子网掩码是：255.255.255.0/24 = **1111 1111.1111 1111.1111 1111**.0000 0000/24

拥有的地址数：(70-70+1)\*(255-0+1)=256

现在，二系的CIDR地址块已经很明确，然后二系内部又进行了划分，即又分为206.0.70.0/26、206.0.70.64/26、206.0.70.128/26和206.0.70.192/26四个子网，网络前缀从24位变成了26位，相当于占用了主机号两位，所以可以划分为4个子网，分别对应00、01、10、11这四个子网，这四个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到，这个比较简单，建议大家可以自己手动计算一下，正好看看自己掌握了多少，这里就不再给出这四个子网的细节。

第五，二系明确以后，就要考虑其他系的划分，可以看到三系分配到的CIDR地址块是206.0.71.0/25，而四系分配到的CIDR地址块是206.0.71.128/25，可以看出来其网络前缀相对于余2的CIDR地址块来说增加了1位，说明余2的CIDR地址块被划分成了2个子网，其中一个给了三系，另外一个给了四系。那么这两个子网分别是：**三系的：206.0.71.0/25 = 206.0.71.0000 0000/25**和**四系的：206.0.71.128/25 = 206.0.71.1000 0000/25**，注意其中的红色部分就是新增的这一位，用来标志两个子网。

那么，三系的

最小地址是：206.0.71.0/25       = 206.0.**0100 0100.0000 0000**/25

最大地址是：206.0.71.127/25   = 206.0.**0100 0100.0111 1111**/25

子网掩码是：255.255.255.128/25 = **1111 1111.1111 1111.1111 1111.1**000 0000/25

拥有的地址数：(71-71+1)\*(127-0+1)=128

四系的

最小地址是：206.0.71.128/25   = 206.0.**0100 0100.1000 0000**/25

最大地址是：206.0.71.255/25   = 206.0.**0100 0100.1111 1111**/25

子网掩码是：255.255.255.128/25 = **1111 1111.1111 1111.1111 1111.1**000 0000/25

拥有的地址数：(71-71+1)\*(255-128+1)=128

现在，三系和四系的CIDR地址块已经很明确，到目前为止，该高校已经将所有的CIDR地址块分配给了四个系，一系有512个地址，二系有256个地址，三系和四系各有128个地址。然后三系内部又进行了划分，即又分为206.0.71.0/26和206.0.71.64/26两个子网，网络前缀从25位变成了26位，相当于占用了主机号一位，所以可以划分为2个子网，分别对应0、1这两个子网，同时，四系内部也又进行了划分，即又分为206.0.71.128/26和206.0.71.192/26两个子网，网络前缀从25位变成了26位，相当于占用了主机号一位，所以可以划分为2个子网，分别对应0、1这两个子网，三系和四系各自的两个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到，这个比较简单，建议大家可以自己手动计算一下，正好看看自己掌握了多少，这里就不再给出这些子网的细节。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NTgyNjA0_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

**最后提一点：这个 ISP 共有 64 个 C 类网络。如果不采用 CIDR 技术，则在与该 ISP 的路由器交换路由信息的每一个路由器的路由表中，就需要有 64 个项目。但采用地址聚合后，只需用路由聚合后的 1 个项目 206.0.64.0/18 就能找到该 ISP。**

[https_www.cnblogs.com_hark0623_p_6547432.html]: https://www.cnblogs.com/hark0623/p/6547432.html
[1]: https://blog.csdn.net/qq_36582604/article/details/85161392
[20181222204641767.png]: /images/20220403/69b879409f2e47fbb078420edb244e89.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NTgyNjA0_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220403/8358abe83d7e46559f3691e072832aa4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NTgyNjA0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220403/c26e0dbc479343ecb4cb3b32772acfed.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NTgyNjA0_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220403/3d3878e7ede04aa59bfbce24261ac112.png