TCP/IP 详解（第二版） 笔记 / 2 互联网地址架构 / 2.4 CIDR 与聚合 / 2.4.1 前缀

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2.4 CIDR 与聚合

在二十世纪九十年代初采用了子网地址划分来减轻网络发展的问题之后，互联网又开始遇到了一系列的扩展问题
其中的三个问题被认为是最重要的，急需解决：

1. 到 1994 年，超过一半的 B 类地址已经被分配出去了
   可以预见，大约在 1995 年 B 类地址空间就会被用尽
2. 2000 年初，人们预测 32 位的 IPv4 地址最终将不足以满足整个互联网对地址分配的需求
3. 全球路由表的 entry 数量（每个网络号对应一个）在不断地增长（1995 年时大约为 65,000 个）
   随着越来越多 A、B、C 类路由 entry 的出现，路由的性能将会降低

从 1992 年开始，这些问题就一直受到一个 IETF 小组的抨击，这个小组被称为 ROAD (出自：ROuting and ADdressing)
他们觉得问题 1 和问题 3 需要立即得到解决，而问题 2 需要有一个长远的解决方案
他们提出的短期解决方案是取消 IP 地址的类型划分，同时加强将已分配的 IP 地址进行有层次地聚合的能力
这些措施有助于解决问题 1 和问题 3，而当时预想的 IPv6 方案可以用来解决问题 2

2.4.1 前缀

为了减轻 IPv4 地址（特别是 B 类地址）的分配压力，地址分类模式被泛化为了一个类似可变长子网掩码（VLSM）的模式
并且对互联网路由系统进行了扩展，使其可以支持无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing (CIDR)） [RFC4632]
这个模式提供了一种方式，可以在一个范围内连续地选择要分配的网络号的位数
每个网络能容纳的主机数上限可以从 256 个（C 类）到 65536 个（B 类）之间连续地变化
也就是说，一个站点既可以是一个单独的 B 类网络，也可以包含多个 C 类网络地址空间

使用 CIDR 之后，不再会按照预先定义好的规则来判断地址分类（前几位的比特值），也不会再依据地址分类来划分网络号与主机号
而是使用一个类似子网掩码的掩码，有时被称为 CIDR 掩码（CIDR mask）来计算网络号
CIDR 掩码不局限于在一个站点中使用，对于全球路由系统来说它都是可见的
因此，核心互联网路由器还必须能够解释与处理掩码
这种数字的结合体被称为前缀（prefix），在 IPv4 与 IPv6 地址管理中都会用到

不再预先固定网络号与主机号的划分方式，使更加细粒度的 IP 地址范围划分成为可能
对于 IPv4 来说，前缀是一个 0-32 范围的整数，对于 IPv6 来说，前缀是一个 0-128 范围的整数
一般前缀会跟在一个基本的 IP 地址后边，以一个 / 字符开头
表 2-6 举了一些例子

表 2-6
前缀的例子，包括对应的 IPv4 或 IPv6 的地址范围

在表 2-6 中，前缀定义的位用方框框了起来
剩下的位可以是任何 0 和 1 的排列组合，由此可以得到可能的地址范围
显然，前缀的长度越小，网络数就越少，一个网络中可能的地址数就越多

以前的地址分类方式可以包含在这个模式当中
例如 C 类网络号 192.125.3.0 可以写成前缀 192.125.3.0/24 或 192.125.3/24
A 类和 B 类网络号可以分别用 /8 和 /16 前缀长度表示

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