无类域间路由与可变长子网掩码技术探究

可变长子网划分技术及方法）摘要:IPV4地址资源即将用尽，可变长子网划分技术是缓解地址高速分配的最有效的措施之一。

深入分析可变长子网掩码（VLSM）技术；给出了可变长子网划分的具体方法。

无类别域间路由（CIDR）技术可以有效压缩路由表规模，提高路由效率。

最后结合我院校园网建设的实际，讨论了可变长子网掩码技术和无类别域间路由技术的具体应用。

关键词：子网划分；子网掩码；VLSM；CIDR中图分类号：TP393因近年来Internet以令人难以置信的飞速发展，用户数量呈爆炸式增长，IP地址在未来几年内就要枯竭，这已经成为一个事实。

现在遍及全球的Internet核心协议仍是IPV4，尽管现在的地址空间、服务质量（QOS）以及安全性等问题需要急待解决，但因下一代Internet技术（简称IPV6）仍处在试运行阶段，普及应用还需时日。

所以，弥补现在的IPV4的不足，完善其功能具有十分重要意义。

1.IPv4的地址结构原有的IP编址分为两部分，第一个部分是用于标识主机所属网络的网络地址，第二个部分是用于标识网络上的主机。

把IP地址分为两部分的主要好处在于路由器的路由表不致太大，路由器不必为每个目的主机设定一个路由表表项，并且在选择路由时，只检查目的地址的网络部分。

IP地址采用分层结构，使用32位二进制数，共4个8位组，采用网络位+主机位的形式，如172.16.12.1。

Internet上的IP网络地址由ICANN(The Internet Corporation for Assigned Name sand Numbers)统一分配，以保证IP地址的唯一性。

ICANN根据组织的需求为其分配A、B、C、 E、F 5类地址，具体主机的IP地址由某一网络地址的机构或组织自行决定如何分配。

IP地址的分类IPv4的寻址方案使用“类”的概念，分类方法是按照网络中所使用的IP地址数。

A、B、C三类IP地址的定义很容易理解，也很容易划分，但是在实际网络规划中，它们并不利于合理的分配地址空间。

CIDR无类别域间路由选择解析本文为大家讲解CIDR无类别域间路由选择解析，希望能帮到大家。

可能大家平时经常看到类似下面的IP地址：192.168.0.0/24很多人对后面的/24不是很明白。

其实这个就是CIDR，中文是无类别域间路由选择(CIDR：Classless and Subnet Address Extensions and Supernetting); 无类别域间路由选择(CIDR)，有时又称之为超网(Supernetting)，是互联网中一种新的址方式，与传统的 A 类、B 类和 C 类寻址模式相比，CIDR 在 IP 地址分配方面更为高效。

通常认为，互联网是 CIDR-ized 地址和传统的 A 类、B 类和 C 类地址的集合。

基本上所有最新的路由器都极力支持CIDR 和互联网权威机构，以鼓励所有用户采用CIDR 模式。

目前很多Linux下面的程序、系统、路由都使用这种方式来划分IP。

比如BIND就用的这种方式。

因为老忘记这个东西，所以这里做个备忘。

CIDR : netmask缩短VLSM: netmask增长使用CIDR聚合地址的方法与使用VLSM划分子网的方法类似。

在使用VLSM划分子网时，将原来分类IP地址中的主机位按照需要划出一部分作为网络位使用;而在使用CIDR聚合地址时，则是将原来分类IP地址中的网络位划出一部分作为主机位使用。

什么是VLSM? VLSM提出供了在一个主类(A、B、C类)网络内包含多个子网掩码的能力，以及对一个子网的再进行子网划分的能力。

它的优点如下：1：对IP地址更为有效的使用-如果不采用VLSM，公司将被限制为在一个A、B、C类网络号内只能使用一个子网掩码;2：路由归纳的能力更强-VLSM允许在编址计划中有更多的体系分层，因此可以在路由表内进行更好的路由归纳。

变长子网掩码(VLSM)的作用：节约IP地址空间;减少路由表大小。

使用VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它。

子网划分、广播域、冲突域、变长子网掩码（VLSM）子网划分子网划分的原因有许多，有同学发私信和评论问我什么时候用到子网划分，子网划分到底有什么好处，我就给简单总结一下。

减少网络流量不管什么样的流量，都希望少一些，网络流量也一样,如果路由器的性能不好，网络流量可能导致网络停顿，有了路由器之后大部分流量都在本地的网内，只有去往其他网络的分组江川夜路由器，路由器增加广播域，广播域越多。

每个广播域就越小，每个网络的流量就越少优化网络性能网络性能提升就是减少网络流量的结果简化管理与一个庞大的网络相比，在小网络里更容易排查问题有助于覆盖大型区域公网的网速比局域网的慢的多，价钱还贵单个跨度大的大型网络各方面都可能出问题，将多个小的网络连接在一起可以提高系统的效率在这里提到了一个广播域（broadcast domain）,广播域是指同一网段中所有（ALL）设备组成的网络集合、这些设备侦听该网段中发送的所有广播，路由器组建互联网并划分广播域。

通俗的解释为要分割广播域？分割广播域到底为什么提升网络的性能？举个例子：广播域就像它的名字一样，我们小时候都做过广播体操，一个喇叭（路由器）。

全校学生（设备）一起做。

那么大家都在一个广播域中。

混乱程度可想而知，有的同学根本不叫做操，只能叫动。

分割之后就是每个班级的体育课，体育老师（路由器）一个一个的教学生（设备），一个一个检查，效果可想而知。

一个老师教100个学生，和教10个学生效果一定是不一样的。

路由器分割广播域。

和广播域一同出现的一个术语是冲突域（collision domain）,冲突域是指一种网络情况：某台设备（主机）在网络上发送分组时候，当前网段中所有的设备都需要注意这一点。

如果某两台设备同时试图传输数据，将导致冲突，这两台设备必须重传数据，效率很糟糕。

所以以太网使用CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)来避免冲突。

这个冲突许很好理解，两个人聊天，一起讲话。

这个就冲突了，不得不重说。

配置路由器接口及可变长子网掩码(VLSM)配置路由器接口及可变长子网掩码(VLSM)在网络设计和管理中，配置路由器接口及可变长子网掩码(VLSM)是至关重要的技巧和策略。

通过正确配置路由器接口和使用VLSM，可以更好地管理IP地址和优化网络性能。

本文将介绍配置路由器接口和VLSM的基本原则和步骤。

一、IP地址和子网掩码的基本概念在深入介绍配置路由器接口和VLSM之前，我们先来了解一些基本概念。

在计算机网络中，每个设备都需要一个独立的IP地址来进行通信。

IP地址由32位二进制数字组成，通常以IPv4的形式表示。

而子网掩码则用于确定IP地址中哪些位是网络地址，哪些位是主机地址。

二、配置路由器接口1. 确定网络拓扑在开始配置路由器接口之前，首先需要确定网络的拓扑结构。

这包括确定有多少个子网，以及每个子网中包含的主机数量。

2. 分配IP地址和子网掩码根据网络拓扑的结构，为每个子网分配一个合适的IP地址和子网掩码。

确保每个子网的IP地址范围是唯一的，并且能够满足所需的主机数量。

3. 配置路由器接口在路由器上，找到与每个子网相对应的接口，并将其配置为正确的IP地址和子网掩码。

这样，路由器就可以根据IP地址将数据包发送到正确的子网。

4. 测试连接配置完成后，测试每个接口的连接是否正常。

可以通过ping命令或其他网络测试工具来验证路由器接口的连通性。

三、可变长子网掩码(VLSM)1. VLSM的定义可变长子网掩码(VLSM)是一种灵活的子网划分方法，允许在同一个网络中使用不同大小的子网掩码。

这样可以更合理地分配IP地址，节省地址空间，并提高网络的性能和可伸缩性。

2. VLSM的应用场景VLSM通常用于大型网络或需要更精细控制IP地址分配的情况。

例如，一个部门需要更多的IP地址，而另一个部门只需要较少的IP地址。

通过使用VLSM，可以根据不同的需求为每个部门分配合适的IP地址，避免浪费和冗余。

3. VLSM的配置步骤- 确定网络拓扑和需求：了解网络的结构和每个子网的要求。

VLSM与CIDR技术的应用与研究[摘要]随着Internet技术的迅猛发展和规模的不断扩大，IPv4已经暴露出了许多问题，而其中最重要的一个问题就是IP地址资源的短缺，本文主要研究VLSM与CIDR技术，对VLSM与CIDR技术的特点及应用、子网划分的优点以及变长子网掩码（VLSM）的作用进行了分析与研究。

[关键词] Internet IP地址VLSM CIDR中图分类号：S823.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）06-0519-011 引言随着网络技术的不断发展，人们对网络的可靠性与可扩展性要求越来越高，对于IPv4日益耗竭的今天，IP地址的不断拆分引来的一个很重大的问题：路由器负荷加重。

当网络规模比较小的时候，这个问题看似不是很严重，但是在大的网络中，如果所有的下级网络都做子网拆分，这个时候将会使得核心位置路由器上的路由表变得非常的庞大，这个数据容量可以达到十几MB或者几百MB，甚至更多。

如果一台路由器的路由表有数百MB，那么如果要在路由表中查看到一个具体的路由条目，也就要在几千几万条路由条目中找到一个具体的路由条目，路由的效率就会变得非常低。

基于VLSM子网划分后引发的路由条目剧增、路由“爆炸”、路由器负担加重，为了使在大规模的网络中，效率变得更加高，就要使用路由汇总，CIDR和VLSM其实是一个互为逆的运算。

2 VLSM与CIDR简介VLSM其实就是相对于C类的IP地址来说的。

A类的第一段是网络号（前八位），B类地址的前两段是网络号（前十六位），C类的前三段是网络号（前二十四位），而VLSM 的作用就是在类的IP地址的基础上，从他们的主机号部分借出相应的位数来做网络号，也就是增加网络号的位数。

CIDR建立于“超级组网”的基础上，“超级组网”是“子网划分”的派生词，可看作子网划分的逆过程。

子网划分时，从地址主机部分借位，将其合并进网络部分；而在超级组网中，则是将网络部分的某些位合并进主机部分。

VLSM(可变长度子网掩码)的计算我们先来理解以下概念:子网:IP地址均分为网络位和主机位两段，假设一个网络中的主机为450台，那么分配一个C类地址不够用，分配一个B类地址又显得太浪费，在这种情况下，就提出了子网化的概念，子网的定义就是把主机地址中的一部分主机位借用为网络位。

如在一个B类地址172.16/16，可以借用7位做为网络地址，一个形如172.16.2/23的地址段就可以满足该网络的需求。

其中172.16/16称为主网，172.16.2/23称为子网。

超网:子网化一定程度上减轻了IP地址空间紧张的压力，但是由于在IP地址分配初期的考虑不周全，导致A类、B类地址在初其大量分配，资源相当紧张，而一些中型网络又需要超过一个C的地址，这进只能分配几个连续的C类地址块。

为了减小Internet路由表的数量，就提出了超网的概念，超网和子网的定义刚好相反，就是借用一部网络位作为主机位。

从而达到减小Internet路由表的目的。

如192.168.0/24-192.168.3/24四个C类地址段，就是可超网化为192.168.0/22这样一个超网。

CIDR(无类型域间路由):随着子网和超网概念的深入，IANA在分配IP地址过程中类别的概念越来越淡化，一般情况下就直接以地址块的形式分配地址段，配合路由设备的支持，就出现了无类型域间路由的概念。

它是一种工业标准，与IP地址一起使用的，用来显示子网位数。

例如，172.16.10.1/24就表示32位子网掩码中有24个1。

简单的说凡是借了位就用到了CIDR，借少了位叫超网，比如:192.168.1.0/22借多了位叫VLSM，比如:192.168.1.0/28回头来看例子:一个网络中的主机为450台如何使用合适的子网掩码呢,求解:计算出主机位取多少位合适(设主机位位数为n)2的n次方-2大于或等于450 得出n取92的9次方是512，当然大于450，这里为什么还要减2呢,因为，还要去掉一个网络网络地址(头)和一个广播地址(尾)(当然，有些东西要死记，比如2的一次方直到2的10次方是多少)那子网掩码即是11111111.11111111.11111110.00000000 换成十进制是255.255.254.0这样说不难看懂吧,让我们多做些题加深印象～下面就开始说说VLSM题的类型:第一类题的类型基本:A(已知网络地址，求主机地址。

VLSM（可变长的子网掩码）背景：由于A、B、C类网络的网络掩码是固定的,规定的A类（1[1].0.0.0~126.0.0.0）：255.0.0.0B类（128[10].0.0.0~192[1011 1111].0.0.0）：255.255.0.0C类(192[110].0.0.0~223[1101 1111].0.0.0)：255.255.255.0要进行子网划分，就需要从主机地址位中借位来标识子网地址。

因此对应的A类，B类，C类网络中的一个IP中进行子网划分：例子：192.24.0.0/255.255.0.0是一个基本的B类网址，那么要在此网络下进行子网划分，比如分为2个子网，那么就需要从主机为借1位（严格从左到右）来设置子网号，借位后的网络地址：192.24.0 [0000 0000.0000 0000.0000 0000.0000 0000].0192.24.128 [1000 0000.0000 0000.0000 0000.0000 0000].0由于路由器在进行路由的时候是需要查询路由表，使用IP地址与网络掩码进行AND计算，得到网络号，指明下一跳的网络，因此路由器必然要支持VLSM，掩码变为：255.255.128.0，可计算网络号：1100 0000[192].0001 1000[24]. 0000 0000[0]. 0 网络位AND1111 1111[255].1111 1111[255].1000 0000[128].0 掩码位=1100 0000[192].0001 1000[24 ]. 0000 0000[0]. 0 192.24.0.0同理：1100 0000[192].0001 1000[24]. 1000 0000[128].0 网络位AND1111 1111[255].1111 1111[255].1000 0000[128].0 掩码位=1100 0000[192].0001 1000[24]. 1000 0000[128].0 192.24.128.0可知：192.24.0.0~192.24.127.255 的IP地址属于192.24.0.0这个网络，掩码255.255.128.0。

VLSM和CIDR：最初发展形成的有类寻址方式在一段时间内解决了256 个网络的限制问题。

而十年之后，IP 地址空间再度面临快速耗尽的危险，而且形势越来越严峻。

为此，IETF（Internet 工程工作小组）引入了CIDR（无类域间路由）技术，使用VLSM（可变长子网掩码）来节省地址空间。

通过使用CIDR 和VLSM，ISP 可以将一个有类网络划分为不同的部分，从而分配给不同的客户使用。

随着ISP 开始采用不连续编址方式，无类路由协议也随之产生。

比较而言：有类路由协议总是在有类网络边界处总结，且其路由更新中不包含子网掩码信息。

无类路由协议则在路由更新中包含子网掩码信息，并且不需要执行子网总结。

如果不是先后采用了诸多新技术，如1993 年的VLSM 与CIDR (RFC 1519)、1994 年的NAT（名称地址转换）(RFC 1631) 以及1996 年的“私有地址”(RFC 1918)，IPv4 的32 位地址空间现在可能已经耗尽。

有类IP寻址：在1981 年发布的最初的IPv4 (RFC 791) 规范中，制订者建立了类的概念，为大、中、小三种规模的组织提供三种不同规模的网络。

使用特定格式的高位将地址分类为A、B、C 三类。

高位是指32 位地址中靠近左边的位。

（在A类里：127.0.0.0到127.255.255.255用于循环测试，0.0.0.0用于表示所有地址）IPv4有类地址结构：随RFC 791 一同发布的RFC 790 确定了地址中网络位和主机位的划分。

如右图所示，A 类网络将第一组二进制八位数用于分配网络，由此形成的有类子网掩码是255.0.0.0。

因为第一组二进制八位数中只剩下了7 位可以变化（还记得吗？第1 个位始终为0），这样就会有2 的7 次方个网络（即128 个网络）。

由于地址中的主机部分有24 个位，因此每个A 类网络地址理论上对应有16,000,000 个以上的主机地址。

关于子网掩码(Subnet mask) 和可变长掩码（VLSM）你一定对IP地址有所了解吧？我们知道在INTERNET中广泛使用的TCP/IP协议就是利用IP地址来区别不同的主机的。

如果你曾经进行过TCP/IP协议设置，那么你一定会遇到子网掩码(Subnet mask)这一名词，那么你知道什么是子网掩码吗？它有什么作用呢？我们知道IP地址是一个4字节（共32bit）的数字，被分为4段，每段8位，段与段之间用句点分隔。

为了便于表达和识别，IP地址是以十进制形式表示的，如210.52.207.2，每段所能表示的十进制数最大不超过255。

IP地址由两部分组成，即网络号（Netgwork ID）和主机号（Host ID）。

网络号标识的是Internet上的一个子网，而主机号标识的是子网中的某台主机。

网际地址分解成两个域后，带来了一个重要的优点：IP数据包从网际上的一个网络到达另一个网络时，选择路径可以基于网络而不是主机。

在大型的网际中，这一点优势特别明显，因为路由表中只存储网络信息而不是主机信息，这样可以大大简化路由表。

IP地址根据网络号和主机号的数量而分为A、B、C三类：A类IP地址：用7位（bit）来标识网络号，24位标识主机号，最前面一位为"0"，即A类地址的第一段取值介于1～126之间。

A类地址通常为大型网络而提供，全世界总共只有126个只可能的A类网络，每个A类网络最多可以连接16777214台主机。

B类IP地址：用14位来标识网络号，16位标识主机号，前面两位是"10"。

B类地址的第一段取值介于128～191之间，第一段和第二段合在一起表示网络号。

B类地址适用于中等规模的网络，全世界大约有16000个B类网络，每个B 类网络最多可以连接65534台主机。

C类IP地址：用21位来标识网络号，8位标识主机号，前面三位是"110"。

C类地址的第一段取值介于192～223之间，第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号。