CIDR 與 VLSM:IP 地址規(guī)劃的核心技術(shù)
在IPv4地址資源有限的情況下,如何高效地分配和管理IP地址成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。CIDR(無類別域間路由)和VLSM(可變長子網(wǎng)掩碼)是兩種重要的IP地址管理技術(shù),它們摒棄了傳統(tǒng)的A、B、C類地址劃分方式,采用更靈活的掩碼機(jī)制,大幅提高了地址利用率。
一、CIDR
1. 基本概念
CIDR(無類別域間路由)是一種用于**路由聚合(Route Summarization)**的技術(shù),它通過合并多個(gè)連續(xù)的子網(wǎng),減少路由表?xiàng)l目,提高互聯(lián)網(wǎng)核心路由(如BGP)的效率。
2. CIDR的計(jì)算方法
CIDR的核心是尋找多個(gè)子網(wǎng)的共同前綴,并確定一個(gè)更短的掩碼來覆蓋這些子網(wǎng)。
計(jì)算步驟:
- 將所有子網(wǎng)的IP地址轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式。
- 從左到右比較,找到所有子網(wǎng)的最長共同前綴。
- 共同前綴的位數(shù)即為新的CIDR掩碼。
示例: 合并 192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24:
共同前綴:前22位相同 → 192.168.0.0/22(覆蓋4個(gè)/24子網(wǎng))
二、VLSM
1. 基本概念
VLSM(可變長子網(wǎng)掩碼)是一種子網(wǎng)劃分技術(shù),允許在同一個(gè)主網(wǎng)絡(luò)中使用不同長度的子網(wǎng)掩碼,以適應(yīng)不同規(guī)模的子網(wǎng)需求,提高IP地址的利用率。
2. VLSM的計(jì)算方法
VLSM的核心是按需分配子網(wǎng)掩碼,使每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)盡可能接近實(shí)際需求,避免浪費(fèi)。
計(jì)算步驟:
- 確定每個(gè)子網(wǎng)所需的主機(jī)數(shù)量。
- 計(jì)算所需的主機(jī)位數(shù)(2^n - 2 >= 主機(jī)數(shù))。
- 根據(jù)主機(jī)位數(shù)確定子網(wǎng)掩碼(如 /26、/27 等)。
- 從主網(wǎng)絡(luò)逐步劃分,避免地址重疊。
示例: 主網(wǎng)絡(luò) 192.168.1.0/24,需劃分3個(gè)子網(wǎng):
(1) 子網(wǎng)1(60臺(tái)主機(jī)):
- 需要至少6位主機(jī)位(2^6 - 2 = 62)。
- 掩碼 /26 → 192.168.1.0/26(范圍:192.168.1.1 - 192.168.1.62)。
(2) 子網(wǎng)2(30臺(tái)主機(jī)):
- 需要至少5位主機(jī)位(2^5 - 2 = 30)。
- 掩碼 /27 → 192.168.1.64/27(范圍:192.168.1.65 - 192.168.1.94)。
(3) 子網(wǎng)3(10臺(tái)主機(jī)):
- 需要至少4位主機(jī)位(2^4 - 2 = 14)。
- 掩碼 /28 → 192.168.1.96/28(范圍:192.168.1.97 - 192.168.1.110)。
小知識(shí):子網(wǎng)掩碼位數(shù)= 32?主機(jī)位數(shù)
三、CIDR與VLSM的區(qū)別與聯(lián)系
1. 主要區(qū)別
特性 | CIDR | VLSM |
主要用途 | 路由聚合(減少路由表?xiàng)l目) | 子網(wǎng)劃分(提高地址利用率) |
掩碼變化 | 掩碼變短(超網(wǎng)化) | 掩碼變長(精細(xì)化劃分) |
應(yīng)用場景 | 互聯(lián)網(wǎng)核心路由(如BGP) | 企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心 |
關(guān)注點(diǎn) | 優(yōu)化全局路由 | 優(yōu)化本地IP分配 |
2. 聯(lián)系
二者均基于無類別IP尋址(Classless Addressing),摒棄了傳統(tǒng)的A/B/C類地址限制。
VLSM是CIDR的基礎(chǔ)技術(shù)之一,CIDR可以看作是VLSM的擴(kuò)展應(yīng)用(反向操作)。
現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃通常結(jié)合使用二者,例如:
- 企業(yè)內(nèi)網(wǎng)使用VLSM劃分子網(wǎng)。
- ISP使用CIDR聚合路由,減少BGP表大小。
五、總結(jié)
CIDR 用于路由聚合,通過縮短掩碼合并子網(wǎng),優(yōu)化互聯(lián)網(wǎng)路由。
VLSM 用于子網(wǎng)劃分,通過延長掩碼精細(xì)化分配IP,提高地址利用率。