CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 无类域间路由

一、概述

        由于B类的缺乏，现在的多个站点只能采用多个C类号，而不采用单个B类网络号。尽管分配这些C类解决了一个问题（ B类地址的缺乏），但它却带来了另一个问题：每个C类网络都需要一个表表项。无类型域间选路（ CIDR）是一个防止Internet表 膨胀的方法，它也称为超网（ s u p e r n e t t i n g）。 CIDR的基本观点是采用一种分配多个I P地址的方式，使其能够将路由表中的许多表项总和( s u m m a r i z a t i o n )成更少的数目。例如，如果给单个站点分配1 6个C类地址，以一种用总和的方式来分配这1 6个地址，这样，所有这1 6个地址参 照Internet上的单个路由表表项。同时，如果有8个不同的站点是通过同一个Internet服务提供商的同一个连接点接入 Internet的，且这8个站点分配的8个不同I P地址可以进行总和，那么，对于这8个站点，在Internet上，只需要单个路由表表项。要使用这种总和，必须满足以下三种特性：
     2) 路由表和选路算法必须扩展成根据32 bit IP地址和32 bit掩码做出选路决策。
     3) 必须扩展选路协议使其除了32 bit地址外，还要有32 bit掩码。OSPF和RIP - 2都能够携带第4版BGP所提出的32 bit掩码。
    CIDR同时还使用一种技术，使最佳匹配总是最长的匹配：即在32 bit掩码中，它具有最大值。“无类型”的意思是现在的选路决策是基于整个32 bit IP地址的掩码操作，而不管其I P地址是A类、B类或是C类，都没有什么区别。
     CIDR最初是针对新的C类地址提出的。这种变化将使Internet路由表增长的速度缓慢下来，但对于现存的选路则没有任何帮助。这是一个短期解决方 案。作为一个长期解决方案，如果将CIDR应用于所有I P地址，并根据各洲边界和服务提供商对已经存在的I P地址进行重新分配（且所有现有主机重新进行编址！），那么[Ford, Rekhter, and Braun 1993] 宣称，目前包含10 000网络表项的路由表将会减少成只有2 0 0个表项。
     有两种基本的选路协议，即用于同一自治系统各路由器之间的内部网关协议（ I G P）和用于不同自治系统内路由器通信的外部网关协议（ E G P）。
     最常用的I G P是路由信息协议（RIP），而OSPF是一个正在得到广泛使用的新I G P。一种新近流行的E G P是边界网关协议（ BGP）。RIP支持子网，还有一些其他改进技术。同时也对OSPF、BGP和无类型域间选路（ CIDR）进行了描述。CIDR是一种新技术，可Internet以减小Internet路由表的大小。
     你可能还会遇到一些其他的OSI选路协议。域间选路协议（ I D R P）最开始时，是一个为了使用OSI地址而不是I P地址，而进行修改的BGP版本。Intermediate System to IntermediateSystem 协议（ I S - I S）是OSI的标准I G P。可以用它来选路C L N P（无连接网络协议），这是一种与I P类似的OSI协议。I S - I S和OSPF相似。
     动态选路仍然是一个网间互连的研究热点。对使用的选路协议和运行的路由守护程序进行选择，是一项复杂的工作。[Perlman 1992]提供了许多细节。
无类别域间路由选择（CIDR：Classless and Subnet Address Extensions and Supernetting[超网] )，是互联网中一种新的址方式，与传统的 A 类、B 类和 C 类寻址模式相比，CIDR 在 IP 地址分配方面更为高效。通常认为，互联网是 CIDR-ized 地址和传统的 A 类、B 类和 C 类地址的集合。基本上所有最新的路由器都极力支持 CIDR 和互联网权威机构，以鼓励所有用户采用 CIDR 模式.为 了使多条链路可以使用一个主网络地址，将地址掩码扩展到了主机地址空间；为了在节省IP地址的数量引入了可变长子网掩码VLSM技术，地址掩码的使用扩展 到了子网中，甚至在子网中又创建了更多的子网；而从相反的观点来看，子网地址可以考虑成为一组更小的子网的汇总，而一个主网络地址可以看作是一组子网的汇 总，在每个这样的实例中，汇总都是通过减少子网掩码的长度来完成的；在VLSM的基础上研究出了无分类编址方法，它就是CIDR；RFC　 1517-1519和RFC　1520中有详细描述；
地址聚合是打破主网络地址分类的进一步汇总措施，聚合的地址表示了一组数 字上连续的网络地址，被称为超网；下面显示了一个聚合地址的例子：
IANA (Internet Assigned Numbers Authority) ，Internet号分配机构。负责对IP地址分配规划以及对TCP/UDP公共服务的端口定义。国际互联网代理成员管理局（IANA）是在国际互联网中 使用的IP 地址、域名和许多其它参数的管理机构。IP地址、自治系统成员以及许多顶级和二级域名分配的日常职责由国际互联网注册中心（IR）和地区注册中心承担。在 IP地址范围内，非路由地址IANA(InternetAssignedNumbersAuthority)将一部分地址保留作为私人IP地址空间，专门 用于内部局域网使用，这些地址如下表：
类IP地址范围                                      网络数
A10.0.0.0---10.255.255.255                1
B172.16.0.0---172.31.255.255         16
C192.168.0.0---192.168.255.255    255
这些地址是不会被Internet分配的，因此它们在Internet上 也从来不会被路由，虽然它们不能直接和Internet网连接，但仍旧可以被用来和Internet通讯，我们可以根据需要来选用适当的地址类，在内部局 域网中大胆地将这些地址当作公用IP地址一样地使用。在Internet上，那些不需要与Internet通讯的设备，如打印机、可管理集线器等也可以使 用这些地址，以节省IP地址资源。

 

在CIDR下，C类地址的聚合由IANA机构分配给国际上不同的地址 分配权威机构，像亚太地区的亚太网络信息中心(Asia Pacific Network Information Centre,APNIC)，北美地址的美洲Internet编号注册局(American Registry for Internet Numbers,ARIN)，以及欧洲地区的Reseaux IP Europeens(RIPE)机构。这些地址聚合是按照地区进行分配管理的，如下表所示：
这些地址分配权威机构轮流地把他们自己管理的那部分分配给本地的网络服务提供商ISP，当一 个组织申请IP地址并且所需要的地址小于32个子网和4096台主机时，将可以分配给它一组连续的称为CIDR块(CIDR Block)的C类地址；这样，各个组织团体所属的Internet路由器主可以把单一的汇总地址通告给他们的ISP，ISP也可以把其自己所有的地址聚 合起来，因此在理论上可以把世界上一个区域内的所有ISP的地址都汇总成几条或十几条汇总地址，大大减少路由表中的路由条目！

         CIDR利用表示用来识别网络的比特数量的“网络前缀”，取代了A类、B类和C地址。前缀长度不一，从13到27位不等，而不是分类地址的8位、16位或 24位。这意味着地址块可以成群分配，主机数量既可以少到32个，也可以多到50万个以上（见图表二）。
下面介绍一下工作原理：CIDR地址包括标准的32位IP地址和用正斜线标记的前缀。因而，地址66.77.24.3/24表示头24位识别网络地址（这 里是66.77.24），剩余的8位识别某个站的地址：号码3。
因为各类地址在CIDR中有着类似的地址群，两者之间的转移就相当简单。所有A类网络可以转换成/8 CIDR表项目。B类网络可以转换成/16，C类网络可以转换成/24。
CIDR的优点解决了困扰传统IP寻址方法的两个问题。因为以较小增量单位分配地址，这就减少了浪费的地址空间，还具有可伸缩性优点。路由器能够有效地聚 合CIDR地址。所以，路由器用不着为八个C类网络广播地址，改而只要广播带有/21网络前缀的地址――这相当于八个C类网络，从而大大缩减了路由器的路 由表大小。
这办法可行的唯一前提是地址是连续的。不然，就不可能设计出包含所需地址、但排除不需要地址的前缀。为了达到这个目的，超网块（supernet block）即大块的连续地址就分配给ISP，然后ISP负责在用户当中划分这些地址，从而减轻了ISP自有路由器的负担。
对企业的网络管理人员来说，这意味着他们要证明自己的IP地址分配方案是可行的。在CIDR出现之前，获得网络地址相当容易。但随着可用地址的数量不断减 少，顾客只好详细记载预计需求，这过程通常长达3个月。此外，如果是分类地址方法，公司要向因特网注册机构购买地址。然而有了CIDR，就可以向服务提供 商租用地址。这就是为什么更换ISP需要给网络设备重新编号，不然就要使用新老地址之间进行转换的代理服务器――这又会严重制约可伸缩性。

 

CIDR是开发用于帮助减缓IP地址和路由表增大问题的一项技术。 CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由）的基本思想是取消IP地址的分类结构，将多个地址块聚合在一起生成一个更大的网络，以包含更多的主机。CIDR支持路由聚 合，能够将路由表中的许多路由条目合并为成更少的数目，因此可以限制路由器中路由表的增大，减少路由通告。同时，CIDR有助于IPv4地址的充分利用。 CIDR叫做无类域间路由,ISP常用这样的方法给客户分配地址,ISP提供给客户1个块(block size),类似这样:192.168.10.32/28,这排数字告诉你你的子网掩码是多少,/28代表多少位为1,最大/32.但是你必须知道的1点 是:不管是A类还是B类还是其他类地址,最大可用的只能为30/,即保留2位给主机位。
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CIDR举例：

假设有一组C类地址为192.168.8.0－192.168.15.0，如果用CIDR将这组地址聚合为一个网络，其网络地址和子网掩码应该为：

A. 192.168.8.0/21
B. 192.168.8.0/20
C. 192.168.8.0/24
D. 192.168.8.15/24
KEY：A
要求将192.168.8.0－192.168.15.0这组C类地址聚合为一个网络，我们先将C类地址的第三个八位组转换成二进制：

点分十进制 将第三个八位组转换成二进制
192.168.8.0     192.168.00001 000.0
192.168.9.0     192.168.00001 001.0
192.168.10.0   192.168.00001 010.0
192.168.11.0   192.168.00001 011.0
192.168.12.0   192.168.00001 100.0
192.168.13.0   192.168.00001 101.0
192.168.14.0   192.168.00001 110.0
192.168.15.0   192.168.00001 111.0
从上表中可以看出，只要将网络位的低三位划分出来作为主机位，这些C类地址就被聚合在一个网络之中。因此，聚合后的网络地址应该为 192.168.8.0/21，正确答案为A。主机地址只代表一个主机，只有网络地址才有聚合的意义。

 

 

 

 

 

二、CIDR的主要特点

1、CIDR消除了传统的A类、B类、C类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地 分配IP地址空间；CIDR使用各种长度的网络前缀(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号，它不再使用子网的概念而使用网络 前缀；CIDR还使用斜线记法，如/26；

 

2、CIDR将网络前缀都相同的连续的IP地址组成CIDR地址块，一个 CIDR地址块是由地址块的起始(即地址块中地址数值最小的一个)和地址块中的地址数来定义的；

 

 

 

三、常用的CIDR地址块

 

CIDR前缀　点分十进制　　   包含的地址数　包含的分类的网络数

/13 　　　255.248.0.0 　　 512 K　　　　8个B类或2048个C类
/14 　　　255.252.0.0　　   256 K 　　　 4个B类或1024个C类
/15 　　　255.254.0.0       128 K       2个B类或512个C类
/16 　　　255.255.0.0       64 K        1个B类或256个C类
/17 　　　255.255.128.0     32 K        128个C类
/18　　　 255.255.192.0     16 K        64个C类
/19　　　 255.255.224.0     8 K         32个C类
/20　　　 255.255.240.0     4 K         16个C类
/21　　　 255.255.248.0     2 K         8个C类
/22 　　　255.255.252.0     1 K         4个C类
/23 　　　255.255.254.0     512         2个C类
/24　　　 255.255.255.0     256         1个C类
/25 　　　255.255.255.128   128         1/2个C类
/26　　　 255.255.255.192   64          1/4个C类
/27　　　 255.255.255.224   32          1/8个C类