无分类编址方法及CIDR地址块表示

1.网络前缀

划分子网在一定程度上缓解了Internet在发展中遇到的困难。然而在1992年Internet仍然面临3个必须尽早解决的问题，这就是：

1）B类地址在1992年已分配了近一半，眼看就要在1994年3月全部分配完毕。

2）Internet主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。

3）整个IP v4的地址空间最终将全部耗尽。

为了解决以上问题，RFC 1009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（Variable Length Subnet Mask，VLSM）可进一步提高IP地址资源的利用率。

在VLSM的 基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择（Classless Inter-Domain Routing，CIDR）。

CIDR最主要的特点有两个：

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IP v4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。IP地址从3级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址，但这已是无分类的两级编址。它的记法是：

IP地址：：={<网络前缀>，<主机号>}

CIDR还使用“斜线记法”，或称为CIDR记法，即在IP地址后面加上斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数。

2）CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成“CIDR地址块”。只要知道CIDR地址块中的任何一个地址，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：128.14.32.0/20表示的地址块共有212个地址（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），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”。

128.14.32.0/20地址块的最小地址：128.14.32.0（100000000000111000100000 00000000）；128.14.32.0/20地址块的最大地址：128.14.32.255。如图4-8所示。全0和全1的主机号地址一般不使用。

图4-8 128.14.32.0/20表示的地址（2¹²个地址）(www.xing528.com)

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（如上千个）原来传统分类地址的路由。路由聚合也称为构成超网（Supernetting）。

CIDR虽然不使用子网，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。

例如：10.0.0.0/10可 简写为10/10，也就是把点分十进制中低位连续的0省略。10.0.0.0/10隐含地指出IP地址10.0.0.0的掩码是255.192.0.0。此掩码如图4-9所示。

图4-9 10.0.0.0/10掩码地址

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。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3级结构的IP地址中，划分子网是使网络前缀变长。

图4-10给出的是CIDR地址块分配的例子。假定某ISP已拥有地址块206.0.64.0/18（相当于有64个C类网络）。现在某公司需要800个IP地址。ISP可以给该公司分配一个地址块206.0.68.0/22，它包括1024（即2¹⁰）个IP地址，相当于4个连续的C类/24地址块，占该ISP拥有的地址空间的1/16。这个公司可自由地对各部门分配地址块，而各部门还可再划分本部的地址块。CIDR的地址块分配有时不易看清，这是因为网络前缀和主机号的界限不是恰好出现在整数字节处。只要写出地址的二进制表示（从图4-10中的地址块的二进制表示中可看出，实际上只需要将其中的一个关键字节转换为二进制的表示即可）。弄清网络前缀的位数，就不会把地址块的范围弄错。

图4-10 CIDR地址块划分案例

从图4-10可以清楚地看出地址聚合的概念。这个ISP共拥有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，就只需用路由聚合后的一个项目206.0.64.0/18就能找到该ISP。同理，这个公司共有4个部门。在ISP内的路由器的路由表中，也是需使用206.0.68.0/22这一个项目。

从表4-1中的二进制地址可看出，把四个部门的路由聚合为公司的一个路由（即构成超网），是将网络前缀缩短。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。

表4-1 CIDR地址块划分地址数表