邯郸网站建设选哪家,美工培训班学费多少钱,长沙网站优化电话,简述营销网站建设策略文章目录 无类别域间路由#xff08;CIDR#xff09;#xff1a;理解IP网络和子网划分引言传统的IP地址类关于“IP地址的浪费” IP地址与CIDRIP地址概述网络号与主机号CIDR记法#xff08;网络 网络地址/子网掩码#xff09;网络和广播地址 CIDR的优势减少路由表项缓解IP… 文章目录 无类别域间路由CIDR理解IP网络和子网划分引言传统的IP地址类关于“IP地址的浪费” IP地址与CIDRIP地址概述网络号与主机号CIDR记法网络 网络地址/子网掩码网络和广播地址 CIDR的优势减少路由表项缓解IPv4地址耗尽CIDR地址分配示例 结论参考文献 1
无类别域间路由CIDR理解IP网络和子网划分
引言
无类别域间路由(Classless Inter-Domain Routing, CIDR)是一种用于在互联网上创建独立的IP地址分配策略的方法。这种方法允许更细粒度的IP地址分配从而提供了比传统的IP地址类A、B、C更高效的使用2。
传统的IP地址类
在早期的互联网历史中IP地址被分为五个类别A、B、C、D和E。每一种类别都有一个特定的地址范围并且被设计用于特定大小的网络。这就是所谓的分类网络Classful Network。 类AClass A这个类别的网络可以支持超过1600万个主机设备。类A的地址从1.0.0.0到126.0.0.0其中前8位即第一个数字表示网络部分剩余24位表示主机部分。 类BClass B类B网络可以支持最多65534个主机。类B地址从128.0.0.0到191.255.0.0其中前16位即前两个数字表示网络部分剩余的16位表示主机部分。 类CClass C类C网络可以支持最多254个主机。类C地址从192.0.0.0到223.255.255.0其中前24位即前三个数字表示网络部分剩余的8位表示主机部分。
类D和类E不用于常规的网络操作。类D地址被保留用于多播而类E地址被保留作为未来使用或实验性质的用途。
然而这种分类方法很快显得太过死板无法适应快速增长和变化的互联网需求。比如如果一家公司需要超过254台但少于65534台的设备那么他们只能申请一个类B网络这就浪费了大量的IP地址。这也是后来发展出CIDR的原因它允许更灵活的IP地址分配。
关于“IP地址的浪费”
IP地址的浪费主要是由于传统的IP地址分配方式引起的。在CIDR无类别域间路由出现之前IP地址是按照固定的类A、B、C来分配的。
类A网络有16,777,214个可用的IP地址类B网络有65,534个可用的IP地址类C网络有254个可用的IP地址
如果一家公司需要超过254台但少于65534台的设备按照传统的分配方式他们只能申请一个类B网络。即使他们只使用了其中的一部分IP地址剩余的IP地址也不能被其他人使用这就导致了大量IP地址的浪费。
而CIDR通过变长子网掩码VLSM可以更灵活地分配IP地址从而减少了IP地址的浪费。例如对于需要超过254台但少于65534台设备的公司可以将一个类B网络分成多个小网络每个小网络的大小刚好满足公司的需求剩余的IP地址可以分配给其他需要的人从而实现IP地址的有效利用。
IP地址与CIDR
IP地址概述
互联网协议地址Internet Protocol addressIP地址是指分配给每个连接到互联网的设备的数字标签。在最常见的IPv4中一个IP地址通常表示为四个十进制数每个数位介于0和255之间以点.分隔例如192.0.2.0。
网络号与主机号 3
CIDR记法网络 网络地址/子网掩码
CIDR在表示IP地址和其相关网络时会采用一个斜线记法。例如192.0.2.0/24就代表了一个包含256个IP地址的网络其中192.0.2.0是网络的基础地址24表示子网掩码的位数即这个网络中有24位是网络前缀剩下的8位是用于该网络内部的主机。 表示一个网络 192.0.2.0/24 这个网络的网络部分 (192.168.2).x 这个网络的主机部分 192.0.2.(x) ip_network 192.0.2.0/24
base_address ip_network.split(/)[0]
subnet_mask int(ip_network.split(/)[1])网络和广播地址
在一个CIDR块中有两个地址不能被赋予主机网络地址和广播地址。网络地址是CIDR块中的第一个地址广播地址是最后一个。例如在192.0.2.0/24中192.0.2.0是网络地址192.0.2.255是广播地址。
network_address 192.0.2.0
broadcast_address 192.0.2.255CIDR的优势
减少路由表项
CIDR的引入极大地减少了路由表项的数量。在CIDR出现之前每一个IP地址都需要在路由表中单独列出。但是通过将IP地址组织成CIDR块可以使用一个表项来表示整个块从而显著降低了路由表的大小4。
缓解IPv4地址耗尽
通过更灵活的分配IP地址CIDR也有助于缓解IPv4地址空间的耗尽问题。在CIDR出现之前IP地址只能按照固定大小的块类A、B或C进行分配。这种方式在处理小型网络时浪费了大量的地址。然而CIDR允许任何大小的地址块被分配从而使得地址空间的使用变得更加高效5。
CIDR地址分配示例
例如如果一个公司需要500个IP地址按照早期的策略他们将会被分配一个类B地址即使他们只使用了其中的一小部分其余的大约65000个地址将无法被其他组织使用从而造成浪费。
然而在CIDR中地址可以按照任何大小进行划分。对于上述例子我们可以为这家公司分配一个/23包含512个地址的网络或者两个/24网络每个包含256个地址。这种方式下公司能够得到接近他们所需数量的地址同时也极大地减少了未使用地址的浪费。
# Example of allocating one /23 networks
network1 192.0.2.0/23地址范围从192.0.2.0 - 192.0.3.255共512个地址# Or allocate two /24 network
network1 192.0.2.0/24地址范围从192.0.2.0 - 192.0.2.255共256个地址
network2 192.0.6.0/24地址范围从192.0.6.0 - 192.0.6.255共256个地址这种灵活的地址分配策略使得IPv4地址空间的使用变得更加高效并且缓解了因为过度分配而导致的IPv4地址耗尽问题。
结论
CIDR是一种强大且灵活的工具它使得IP地址的分配和管理变得更加简单和高效。无论是在减少路由表的大小还是在缓解IPv4地址空间的耗尽方面CIDR都起到了重要的作用。因此对于任何需要理解或管理IP地址的人来说理解CIDR都是非常重要的。
参考文献 参考文章计算机网络第四章二 ↩︎ Wikipedia: Classless Inter-Domain Routing ↩︎ 参考文章一文完全理解IP ↩︎ How CIDR Works ↩︎ RFC 4632 - Classless Inter-domain Routing (CIDR): The Internet Address Assignment and Aggregation Plan ↩︎
