网络层——可变长子网掩码（VLSM）和无类域间路由（CIDR）技术

一、基本演化过程

标准子网掩码分类——子网划分——可变长子网掩码——CIDR——超网（将小的网络组成大的网络）

二、可变长的子网掩码（VLSM）

问题1：
在传统的子网掩码中，子网掩码一致，主机数量平均分布，子网号不能全为0或全为1，这样会导致浪费一些IP，并且有时不能很好满足主机分配数量的需求

此时需要用到可变长的子网掩码（VLSM）

VLSM(Variable Length Subnet masks)
在传统的子网掩码中，子网掩码一致，主机数量平均分布，子网号不能全为0或全为1，这样会导致浪费一些IP，并且有时不能很好满足主机分配数量的需求

子网掩码的另一种表示方法(斜线记法)

IP为：200.19.90.128/25
表示前25用来表示子网掩码，也就是11111111 11111111 11111111 10000000

假设有一种情况

某单位的IP为 : 200.19.90.128/25，要求分为3个子网，其中子网1有52台计算机，子网2和子网3有23台计算机。

很容易判断最后一段为关键
最后一段的子网掩码为：1000 0000
按照之前的想法，如果子网号不能全1的话，又要分成3个子网，那么应该是1001 0000、1010 0000、1100 0000三种情况

也就是将前三位作为子网掩码，那么主机号就有2^5-2=30个主机号可以用，很明显不满足题目要求
此时就*需要掩码往右移了，即可变长的子网掩码。

VLSM操作步骤

可变长掩码操作步骤：
原始掩码向右增加一个掩码位，相当于将原始ip划分两半，其中一半可以用来给有52台计算机的地方
再将另一半划分两半，每一半包含30个主机位，可以用在有23台计算机的地方

三、无类域间路由选择（CIDR）

问题2：
如果每个C类网络都需要在Internet上的核心路由器上占用一个路由表项，那么核心路由器会越来越庞大，如>何解决？

问题3：
一个机构30000台主机，且只能申请C类地址，如何配置？

此时需要用到CIDR）无类域间路由选择技术

CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由选择）它消除了传统的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。它可以将好几个IP网络结合在一起，使用一种无类别的域际路由选择算法，使它们合并成一条路由从而较少路由表中的路由条目减轻路由器的负担。

假设有一种情况

某单位有8个C类网络210.31.224.0/24~210.31.231.0/24，这个单位电脑比较多，要将所有网络连在一起。

如果没有CIDR技术，路由器可能要这8个IP转换的路由表，延迟就会比较大

CIDR聚合

关键为第三段
224的二进制：1110 0000
231的二进制：1110 0111
224~231的8个IP地址是连续的
可以发现这8个C类网络在第三段中前5位一样，可以聚合为210.31.224.0/21将这一个存在路由表里，前21位表示网络号，路由表的表项就减少了。

另一个例子

一个机构有500台机器，2个C类IP：202.119.36.0和202.119.37.0，可以用路由聚合成一个超网：
220.119.36.0/23将第24个比特变为主机号

CIDR 最主要的特点

• 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。
• 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 地址从三层编址（使用子网掩码）又回到了两层编址。
  
  • CIDR 使用“斜线记法” ，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（这个数值对应于三层编址中子网掩码中 1 的个数）。
  • CIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”。

CIDR 地址块

• 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
• 128.14.32.0/20 地址块的最大地址：128.14.47.255
• 全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用。

举个栗子
128.14.32.0/20 表示的地址（2^12 个地址）

路由聚合(route aggregation)

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

CIDR 地址块划分举例

一个大学把c类地址分配给各个系

这个 ISP （互联网服务提供商）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。

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。而在三层结构的IP地址中，划分子网是使网络前缀变长。

四、CIDR与VLSM的区别：

• CIDR是把几个标准网络合成一个大的网络
• VLSM是把一个标准网络分成几个小型网络(子网)
• CIDR是子网掩码往左边移了，VLSM是子网掩码往右边移了