（CCNP）細(xì)述無類別域間路由（CIDR）技術(shù)
CIDR (Classless Inter-Domain Routing)
無級(jí)內(nèi)部域路由
CIDR 是一種比IP地址方法更加靈活的分配和指定Internet地址的方法，這樣
一來，可用的Internet地址數(shù)目就大大增加了。在Internet 主干網(wǎng)上，CIDR是現(xiàn)
在正由所有的網(wǎng)關(guān)主機(jī)使用的路由系統(tǒng)。Internet的規(guī)劃者現(xiàn)在正希望所有的網(wǎng)
絡(luò)服務(wù)提供商使用這種路由方式。
原來的IP規(guī)定IP地址為四級(jí)結(jié)構(gòu)，也就是A到D級(jí)。每一級(jí)的地址分配一部分32位
地址格式到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址上，而其它用來指定在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)地址。最常用
的IP地址類是B類地址，它可以分配65,533個(gè)主機(jī)地址空間。如果一個(gè)公司需要的
地址數(shù)在254到65,533之間，那么一大部的地址就被浪費(fèi)了。正是基于這個(gè)原因，
直到CIDR出來時(shí)， Internet地址不必要的被浪費(fèi)得不夠使用了。CIDR有效地提供
了一種更為靈活的在路由器中指定網(wǎng)絡(luò)地址的方法。（在新的IP中，將使用128位
地址，這將大大擴(kuò)展可用的地址數(shù)，但是新的IP6距離廣泛使用還有一定的時(shí)日）
。
使用CIDR時(shí)，每個(gè)IP地址都有網(wǎng)絡(luò)前綴，它標(biāo)識(shí)了網(wǎng)絡(luò)的總數(shù)或單獨(dú)一個(gè)網(wǎng)
絡(luò)，這個(gè)前綴也被指定為IP地址的一部分，而且還因?yàn)樾枰煌@個(gè)地址的長短
也會(huì)有所不同（這一點(diǎn)不同于過去的IP地址分配方法）。比較短的目標(biāo)IP地址或
路徑是不精確的。比較長的比較精確，路由器也需要在路由表中使用更精確或更
長的網(wǎng)絡(luò)前綴來指定目標(biāo)地址。
一個(gè)CIDR 網(wǎng)絡(luò)地址看起來就象下面的樣子：
192.30.250.00/18
"192.30.250.00" 是網(wǎng)絡(luò)地址本身，而"18"表明頭18位是地址的網(wǎng)絡(luò)部分，
而其它14位代表主機(jī)。CIDR使一個(gè)路由表項(xiàng)代表前面要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)，好象公共電話
系統(tǒng)中的區(qū)號(hào)的功能一樣，讓不同的信號(hào)到不同的網(wǎng)絡(luò)中去，在這樣一個(gè)地址中
集合一些網(wǎng)絡(luò)的方法被稱為超級(jí)網(wǎng)方法。
CIDR 由BGP-4支持，它是一個(gè)占優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議（而EGP和RIP不支持CIDR）
。OSPF也支持CIDR。
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細(xì)述無類別域間路由（CIDR）技術(shù)
早在業(yè)界還在興建因特網(wǎng)的時(shí)候，技術(shù)人員專注于理解IP尋址方法的重要性。人
們研究的是A類、B類和C地址、子網(wǎng)掩碼以及如何計(jì)算這些掩碼。人們對(duì)分類方案
非常熟悉，以至經(jīng)常把街道地址同IP地址混為一談?，F(xiàn)在有些人仍在這么做。
然而如今，網(wǎng)絡(luò)界很少采用所謂的傳統(tǒng)IP尋址方法。更為常見的是，ISP采用無類
別域間路由（CIDR）。如果說理解ISP的術(shù)語對(duì)你有什么意義的話，那么認(rèn)真研究
CIDR是個(gè)先訣條件。
分類方案的問題
起初，視網(wǎng)絡(luò)規(guī)模而定，包括IPv4地址的32位地址空間被分成了五類（見圖表一
）。每類地址包括兩個(gè)部分：第一個(gè)部分識(shí)別網(wǎng)絡(luò)，第二個(gè)部分用來識(shí)別該網(wǎng)絡(luò)
上某個(gè)機(jī)器的地址。它們采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法表示，有四組數(shù)字，每組代表八位
，中間用句點(diǎn)隔開。譬如說xxx.xxx.xxx.yyy，其中x表示網(wǎng)絡(luò)地址，y表示該站的
號(hào)碼。分配用來識(shí)別網(wǎng)絡(luò)的比特越多，該網(wǎng)絡(luò)所能支持的站數(shù)就越少，反之亦然
。
處在最上端的是A類網(wǎng)絡(luò)，這專門留給那些節(jié)點(diǎn)數(shù)最多的網(wǎng)絡(luò)——準(zhǔn)確地說，是16
277214個(gè)節(jié)點(diǎn)。A類網(wǎng)絡(luò)只有126個(gè)。B類網(wǎng)絡(luò)則針對(duì)中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，但照今天的
標(biāo)準(zhǔn)來看，規(guī)模仍然相當(dāng)大：擁有65534個(gè)節(jié)點(diǎn)。B類網(wǎng)絡(luò)有65000個(gè)。然而，大多
數(shù)分配的地址屬于C類地址空間，它最多可以包括254個(gè)主機(jī)。C類網(wǎng)絡(luò)超過200萬
個(gè)。
最后兩類地址：D類和E類有著特別用途。D類網(wǎng)絡(luò)用于多播應(yīng)用；E類網(wǎng)絡(luò)留給將
來使用。
地址分類法帶來了兩個(gè)問題，最大一個(gè)問題就是這些類別無法體現(xiàn)顧客的需求。A
類地址實(shí)在過大，以至浪費(fèi)了大部分空間。另一方面，C類網(wǎng)絡(luò)對(duì)大多數(shù)組織來說
實(shí)在太小，這意味著大多數(shù)組織會(huì)請(qǐng)求B類地址，但又沒有足夠的B類地址可以滿
足需求。
隨著網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量不斷增加，ISP和運(yùn)營商面臨的棘手問題也在隨之增多。90年代
初促使因特網(wǎng)流量猛增的主角：主干網(wǎng)路由器必須跟蹤每一個(gè)A類、B類和C類網(wǎng)絡(luò)
，有時(shí)建立的路由表長達(dá)1萬個(gè)條目。從理論上來說，路由表大小最多可以設(shè)成6
萬個(gè)條目。如果當(dāng)初網(wǎng)絡(luò)界不是迅速采取行動(dòng)的話，估計(jì)因特網(wǎng)到1994年就到達(dá)
極限了。
第二個(gè)問題就是浪費(fèi)了地址空間。小規(guī)模獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)（譬如20個(gè)節(jié)點(diǎn)）獲得C類地址
后，剩余的234個(gè)地址卻閑置不用。此外，大組織會(huì)想方設(shè)法采用子網(wǎng)化技術(shù)（su
bnetting），把自己的A類或B類地址分成更小、更容易管理的地址群。子網(wǎng)能夠
建立一群群通常與單一網(wǎng)絡(luò)段相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)站，而不是讓100萬個(gè)站連接在一條線路
或一個(gè)集線器上。更確切地說，子網(wǎng)重新分配了原先用于表示主機(jī)地址的部分比
特，改而用來表示子網(wǎng)。
假設(shè)把一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)當(dāng)作64個(gè)擁有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。頭24位則表示C類網(wǎng)絡(luò)地址，
隨后6位表示子網(wǎng)，最后2位就表示某機(jī)器的號(hào)碼。因特網(wǎng)上其余設(shè)備只會(huì)注意C類
網(wǎng)絡(luò)，讓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)跟蹤子網(wǎng)及該站地址。
這辦法相當(dāng)巧妙，但存在一個(gè)問題：子網(wǎng)也會(huì)導(dǎo)致站地址減少。在每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，
兩個(gè)地址用于廣播流量。視結(jié)構(gòu)配置而定，地址數(shù)量最多有可能會(huì)減少一半。舉
例說，一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)通常支持254個(gè)末端主機(jī)。然而，把C類網(wǎng)絡(luò)分成64個(gè)子網(wǎng)會(huì)把
可能的地址數(shù)量減少到128個(gè)末端主機(jī)——大約只有可能的地址總數(shù)的3%。
淘汰分類方案
解決這些尋址問題的辦法就是丟棄分類地址概念。CIDR利用表示用來識(shí)別網(wǎng)絡(luò)的
比特?cái)?shù)量的“網(wǎng)絡(luò)前綴”，取代了A類、B類和C地址。前綴長度不一，從13到27位
不等，而不是分類地址的8位、16位或24位。這意味著地址塊可以成群分配，主機(jī)
數(shù)量既可以少到32個(gè)，也可以多到50萬個(gè)以上（見圖表二）。
下面介紹一下工作原理：CIDR地址包括標(biāo)準(zhǔn)的32位IP地址和用正斜線標(biāo)記的前綴
。因而，地址66.77.24.3/24表示頭24位識(shí)別網(wǎng)絡(luò)地址（這里是66.77.24），剩余
的8位識(shí)別某個(gè)站的地址：號(hào)碼3。
因?yàn)楦黝惖刂吩贑IDR中有著類似的地址群，兩者之間的轉(zhuǎn)移就相當(dāng)簡單。所有A類
網(wǎng)絡(luò)可以轉(zhuǎn)換成/8 CIDR表項(xiàng)目。B類網(wǎng)絡(luò)可以轉(zhuǎn)換成/16，C類網(wǎng)絡(luò)可以轉(zhuǎn)換成/24
。
CIDR的優(yōu)點(diǎn)解決了困擾傳統(tǒng)IP尋址方法的兩個(gè)問題。因?yàn)橐暂^小增量單位分配地
址，這就減少了浪費(fèi)的地址空間，還具有可伸縮性優(yōu)點(diǎn)。路由器能夠有效地聚合C
IDR地址。所以，路由器用不著為八個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)廣播地址，改而只要廣播帶有/21網(wǎng)
絡(luò)前綴的地址——這相當(dāng)于八個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)，從而大大縮減了路由器的路由表大小。
這辦法可行的唯一前提是地址是連續(xù)的。不然，就不可能設(shè)計(jì)出包含所需地址、
但排除不需要地址的前綴。為了達(dá)到這個(gè)目的，超網(wǎng)塊（supernet block）即大
塊的連續(xù)地址就分配給ISP，然后ISP負(fù)責(zé)在用戶當(dāng)中劃分這些地址，從而減輕了I
SP自有路由器的負(fù)擔(dān)。
對(duì)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理人員來說，這意味著他們要證明自己的IP地址分配方案是可行
的。在CIDR出現(xiàn)之前，獲得網(wǎng)絡(luò)地址相當(dāng)容易。但隨著可用地址的數(shù)量不斷減少
，顧客只好詳細(xì)記載預(yù)計(jì)需求，這過程通常長達(dá)3個(gè)月。此外，如果是分類地址方
法，公司要向因特網(wǎng)注冊(cè)機(jī)構(gòu)購買地址。然而有了CIDR，就可以向服務(wù)提供商租
用地址。這就是為什么更換ISP需要給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備重新編號(hào)，不然就要使用新老地址
之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的代理服務(wù)器——這又會(huì)嚴(yán)重制約可伸縮性。
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