可变长子网掩码与无类域间路由

1　VLSM
　　
　　RFC 1878中定义了可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask，VLSM）。VLSM规定了如何在一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网掩码。这对于网络内部不同网段需要不同大小子网的情形来说非常有效。
　　
　　VLSM实际上是一种多级子网划分技术。如图1所示。
　　 　
　　图1　 VLSM应用
　　
　　在图1中，某公司有两个主要部门：市场部和技术部。技术部又分为硬件部和软件部两个部门。该公司申请到了一个完整的C类IP地址段：210.31.233.0，子网掩码255.255.255.0。为了便于分级管理，该公司采用了VLSM技术，将原主网络划分称为两级子网（未考虑全0和全1子网）。
　　
　　市场部分得了一级子网中的第1个子网，即210.31.233.64，子网掩码255.255.255.192，该一级子网共有62个IP地址可供分配。
　　
　　技术部将所分得的一级子网中的第2个子网210.31.233.128，子网掩码255.255.255.192又进一步划分成了两个二级子网。其中第1个二级子网210.31.233.128，子网掩码255.255.255.224划分给技术部的下属分部-硬件部，该二级子网共有30个IP地址可供分配。技术部的下属分部-软件部分得了第2个二级子网210.31.233.160，子网掩码255.255.255.224，该二级子网共有30个IP地址可供分配。
　　
　　在实际工程实践中，可以进一步将网络划分成三级或者更多级子网。同时，可以考虑使用全0和全1子网以节省网络地址空间。
　　
　　 2　CIDR
　　
　　无类域间路由（Classless Inter-Domain Routing，CIDR）在RFC 1517～RFC 1520中都有描述。提出CIDR的初衷是为了解决IP地址空间即将耗尽（特别是B类地址）的问题。CIDR并不使用传统的有类网络地址的概念，即不再区分A、B、C类网络地址。在分配IP地址段时也不再按照有类网络地址的类别进行分配，而是将IP网络地址空间看成是一个整体，并划分成连续的地址块。然后，采用分块的方法进行分配。
　　
　　在CIDR技术中，常使用子网掩码中表示网络号二进制位的长度来区分一个网络地址块的大小，称为CIDR前缀。如IP地址210.31.233.1，子网掩码255.255.255.0可表示成210.31.233.1/24；IP地址166.133.67.98，子网掩码255.255.0.0可表示成166.133.67.98/16；IP地址192.168.0.1，子网掩码255.255.255.240可表示成192.168.0.1/28等。
　　
　　CIDR可以用来做IP地址汇总（或称超网，Super netting）。在未作地址汇总之前，路由器需要对外声明所有的内部网络IP地址空间段。这将导致Internet核心路由器中的路由条目非常庞大（接近10万条）。采用CIDR地址汇总后，可以将连续的地址空间块总结成一条路由条目。路由器不再需要对外声明内部网络的所有IP地址空间段。这样，就大大减小了路由表中路由条目的数量。
　　
　　例如，某公司申请到了1个网络地址块（共8个C类网络地址）：210.31.224.0/24-210.31.231.0/24，为了对这8个C类网络地址块进行汇总，采用了新的子网掩码255.255.248.0，CIDR前缀为/21。如图2所示。
　　 　
　　图2　 CIDR应用
　　
　　可以看出，CIDR实际上是借用部分网络号充当主机号的方法。在图2中，因为8个C类地址网络号的前21位完全相同，变化的只是最后3位网络号。因此，可以将网络号的后3位看成是主机号，选择新的子网掩码为255.255.248.0 (1111,1000)，将这8个C类网络地址汇总成为210.31.224.0/21。
　　
　　利用CIDR实现地址汇总有两个基本条件：
　　
　　待汇总地址的网络号拥有相同的高位。如图2-2-8中8个待汇总的网络地址的第3个位域的前5位完全相等，均为11100。待汇总的网络地址数目必须是2n，如2个、4个、8个、16个等等。否则，可能会导致路由黑洞（汇总后的网络可能包含实际中并不存在的子网）。