变长子网及无分类编址解读

变长子网

子网划分的最初目的是把基于类的网络划分为几个规模相同的子网。其实，创建不同规模的子网可避免IP地址的浪费。对于不同规模子网的划分，称为变长子网划分。

变长子网划分是一种用不同长度的子网掩码来分配子网号字段的技术。它是对已划分好的子网使用不同的子网掩码做进一步划分形成不同规模的网络，从而提高IP地址资源的利用率。

变长子网划分举例

一个B类IP地址为136.48.0.0的网络，需配置为1个能容纳32000台主机的子网，15个能容纳2000台主机的子网和8个能容纳254台主机的子网。

无分类编址

划分子网的概念缓解了当初IP地址设计不够合理所引起的矛盾，而变长子网的概念也符合用户对IP地址实际使用的需要。但这些措施并未从根本上缓解因特网在发展过程中所遇到的困难。

在1992年，因特网面临着三个急需解决的问题：①B类地址在1992年已分配过半。②因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长。③2011年2月，IANA宣布IPv4地址已经耗尽。

IETF在VLSM的基础上，又研究出采用无分类编址方法来解决上述问题。无分类编址方法的正式名字无分类域间路由选择CIDR(Classless Inter-Domain Routing)，其新文档是RFC 4632

CIDR的主要设计思想

CIDR取消了以往对IP地址进行分类以及划分子网的概念，利用各种长度的“网络前缀 (network-pfefix) ”来代替分类地址中的网络号和子网号。

IP地址∷={<网络前缀>，<主机号>}

CIDR把网络前缀相同的连续的IP地址块组成“CIDR地址块”。一个CIDR地址块可用它的起始地址和块中地址数来表示。如136.48.32.8/20表示某CIDR地址块中的一个地址。

无分类编址的表示

CDIR使用网络前缀标记法(或斜线记法)，即在IP地址后面加一斜线“/”再加一数字，此数字是网络前缀的位数，如136.48.52.36，表示该IP地址的前20位是网络前缀。

CIDR还使用其他几种表示形式。一种是把点分十进制中的低位连续的“0”省去，如20.0.0.0/10，可表示为20/10。另一种是在网络前缀后面加一个星号“*”，如00010100 00*，其中星号前是网络前缀，星号表示IP地址中的主机号

CIDR地址块举例

• 136.48.32.8/20表示在这个32位的IP地址中，前20位为网络前缀，后12位为主机号。每个地址块共有212个地址，其起始地址是136.48.32.0。
• 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”。
• 136.48.32.0/20地址块的最小地址：136.48.32.0，最大地址：136.48.47.255。
• 全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用。

136.48.32.8/20地址块含有212个地址

路由聚合(route aggregation)

一个CIDR地址块可以包含很多地址，路由表的表项也可改用地址块来表示。这种地址聚合称为路由聚合。路由聚合既利于缩短路由表，又可减少查找路由表的时间，从而提高了因特网的性能。路由聚合也称为构建超网(supernetting)。

CIDR 虽然不使用子网概念，但仍然使用“掩码”这一名词(只是不叫子网掩码而已)。如对 /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。

构建超网

在“包含的地址数中”，包含了全0和全1地址。表中K表示210(即1024)。网络前缀小于13或大于27的地址较少使用。 CIDR地址块中的地址数一定是2的整数次幂。

• 前缀长度不超过23位的CIDR地址块都包含了相当于多个C类地址。这些C类地址合起来就构成了超网。
• 网络前缀越短，其地址块所包含的地址数就越多。而在三级结构的IP地址中，划分子网是使网络前缀变长。
• 使用CIDR构建超网，必须得到相关路由器及其协议的支持。

使用CIDR地址块的最大好处

• 可以更有效地分配IPv4的地址空间。如某单位需用900个IP地址。未使用CIDR时，ISP可以分配给该单位一个B类地址或者4个C类地址。但使用了CIDR，ISP可分配给该单位一个地址块208.18.128.0/22，它包含1024个IP地址，相当于4个连续的/24地址块。
• 可以按网络所在的地理位置来分配地址块，这可以大大缩小路由表所占的空间，即减少路由表的表项数。