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知识:汇总六条路由器IP地址原理-应用技巧(2)

王朝数码·作者佚名  2010-03-30
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路由器IP地址原理:子网划分

虽然基于类的地址系统对因特网服务提供商来说工作得很好,但它不能在一个网络内部做任何路由,其目的是使用第二层 ( 桥接 / 交换 ) 来导引网络中的数据。在大型的 A 类网络中,这就成了个特殊的问题,因为在大型网络中仅使用桥接 / 交换使其非常难以管理。

在逻辑上其解决办法是把大网络分割成若干小的网络,但在基于类的地址系统中这是不可能的。为了解决这个问题,出现了一个新的域:子网掩码。子网掩码指出地址中哪些部分是网络地址,哪些是主机地址。在子网掩码中,二进制 1 表示网络地址位,二进制 0 表示主机地址位。传统的各类地址的子网掩码为:

◆A 类: 255.0.0.0

◆B 类: 255.255.0.0

◆C 类: 255.255.255.0

◆如果想把一个 B 类网络的地址用作 C 类大小的地址,可以使用掩码 255.255.255.0 。

用较长的子网掩码把一个网络分成多个网络就叫做划分子网。要注意的是,一些旧软件不支持子网,因为它们不理解子网掩码。例如 UNIX 的 routed 路由守护进程通常使用的路由协议是版本 1 的 RIP ,它是在子网掩码出现前设计的。

上面只介绍了三种子网掩码: 255.0.0.0 、 255.255.0.0 和 255.255.255.0 ,它们是字节对齐的子网掩码。但是也可以在字节中间对其进行划分,这里不进行详细讲解,请参照相关的 TCP/IP 书籍。

子网使我们可以拥有新的规模的网络,包括很小的用于点到点连接的网络(如掩码 255.255.255.252 , 30 位的网络地址, 2 位的主机地址:两个主机的子网),或中型网络(如掩码 255.255.240.0 , 20 位网络地址, 12 位主机地址: 4094 个主机的子网)。注意 DNS 被设计为只允许字节对齐的 IP 网络 ( 在 in-addr.arpa. 域中 ) 。

路由器IP地址原理:超网 (supernetting)

超网是与子网类似的概念 --IP 地址根据子网掩码被分为独立的网络地址和主机地址。但是,与子网把大网络分成若干小网络相反,它是把一些小网络组合成一个大网络 -- 超网。假设现在有 16 个 C 类网络,从 201.66.32.0 到 201.66.47.0 ,它们可以用子网掩码 255.255.240.0 统一表示为网络 201.66.32.0 。

路由器IP地址原理:并不是任意的地址组都可以这样做,例如 16 个 C 类网络 201.66.71.0 到 201.66.86.0 就不能形成一个统一的网络。不过这其实没关系,只要策略得当,总能找到合适的一组地址的。

路由器IP地址原理:可变长子网掩码 (VLSM)

如果你想把你的网络分成多个不同大小的子网,可以使用可变长子网掩码,每个子网可以使用不同长度的子网掩码。例如:如果你按部门划分网络,一些网络的掩码可以为 255.255.255.0( 多数部门 ) ,其它的可为 255.255.252.0( 较大的部门 ) 。

路由器IP地址原理:无类别地址 (CIDR)

因特网上的主机数量增长超出了原先的设想,虽然还远没达到 232 ,但地址已经出现匮乏。 1993 年发表的 RFC1519-- 无类别域间路由 CIDR(Classless Inter-Domain Routing)-- 是一个尝试解决此问题的方法。

CIDR 试图延长 IPv4 的寿命,与 128 位地址的 IPv6 不同,它并不能最终解决地址空间的耗尽,但 IPv6 的实现是个庞大的任务,因特网目前还没有做好准备。 CIDR 给了我们缓冲的准备时间。基于类的地址系统工作的不错,它在有效的地址使用和少量的网络数目间做出了较好的折衷。但是随着因特网意想不到的成长出现了两个主要的问题:

已分配的网络数目的增长使路由表大得难以管理,相当程度上降低了路由器的处理速度。僵化的地址分配方案使很多地址被浪费,尤其是 B 类地址十分匮乏。为了解决第二个问题,可以分配多个较小的网络,例如,用多个 C 类网络而不是一个 B 类网络。虽然这样能够很有效地分配地址,但是更加剧了路由表的膨胀(第一个问题)。

在 CIDR 中,地址根据网络拓扑来分配。连续的一组网络地址可以被分配给一个服务提供商,使整组地址作为一个网络地址(很可能使用超网技术)。例如:一个服务提供商被分配以 256 个 C 类地址,从 213.79.0.0 到 213.79.255.0 ,服务提供商给每个用户分配一个 C 类地址,但服务提供商外部的路由表只通过一个表项 -- 掩码为 255.255.0.0 的网络 213.79.0.0-- 来分辨这些路由。

这种方法明显减少了路由表的增长, CIDR RFC 的作者估计,如果 90% 的服务提供商使用了 CIDR ,路由表将以每 3 年 54% 的速度增长,而如果没有使用 CIDR ,则增长速度为 776% 。如果可以重新组织现有的地址,则因特网骨干上的路由器广播的路由数量将大大减少。但这实际是不可行的,因为将带来巨大的管理负担。

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