【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0與運(yùn)算結(jié)果：1 0 0 1 0 0 1 0 . 0 0 0 1 1 0 1 0 . 0 0 0 1 1 0 1 1 . 0 1 1 0 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 0 0 0 0 0 0主機(jī)2 的I P 地址：子網(wǎng)掩碼：1 0 0 1 0 0 1 0 . 0 0 0 1 1 0 1 0 . 0 0 0 1 1 0 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 0與運(yùn)算結(jié)果：子網(wǎng)規(guī)劃與地址空間劃分舉例 子網(wǎng)掩碼的使用練習(xí) IP主機(jī)地址 類別 網(wǎng)絡(luò)地址 最大主機(jī)地址 子網(wǎng)掩碼 C A B C ? IP編址問(wèn)題的演進(jìn) ? 1987 年， RFC 1009 就指明了在一個(gè)劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中可同時(shí)使用幾個(gè)不同的子網(wǎng)掩碼。使用變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼 VLSM (Variable Length Sub Mask)可進(jìn)一步提高 IP地址資源的利用率。 ? 在 VLSM 的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步研究出無(wú)分類編址方法，它的正式名字是無(wú)分類域間路由 CIDR (Classless InterDomain Routing)。 3. 無(wú)類域間路由 CIDR ? 劃分子網(wǎng)在一定程度上緩解了因特網(wǎng)在發(fā)展中遇 ? 到的困難。然而在 1992 年因特網(wǎng)仍然面臨三個(gè)必 ? 須盡早解決的問(wèn)題，這就是： ? B 類地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完畢！ ? 因特網(wǎng)主干網(wǎng)上的路由表中的項(xiàng)目數(shù)急劇增長(zhǎng)（從幾千個(gè)增長(zhǎng)到幾萬(wàn)個(gè)）。 ? 整個(gè) IPv4 的地址空間最終將全部耗盡。 3. 無(wú)類域間路由 CIDR 3. 無(wú)類域間路由 CIDR ? 分類編址方案的缺陷 – 地址分級(jí)不合理， B類網(wǎng)絡(luò)太大造成地址浪費(fèi)，而 C類網(wǎng)絡(luò)太小又不實(shí)用； – 路由表規(guī)模呈爆炸式增長(zhǎng)，不僅占用太多的內(nèi)存，也會(huì)在交換路由信息時(shí)消耗太多的帶寬。 ? CIDR的基本思想是拋棄類的概念， – 按照實(shí)際需要的地址數(shù)量而不是類來(lái)分配地址空間，提高地址分配的效率； – 允許將若干條路由聚合（ aggregate）成一條路由，減小路由表的規(guī)模。 ? 采用 CIDR后， IP地址查找應(yīng)采用最長(zhǎng)前綴匹配 ? CIDR 消除了傳統(tǒng)的 A 類、 B 類和 C 類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空間。 ? CIDR使用各種長(zhǎng)度的“網(wǎng)絡(luò)前綴” (workprefix)來(lái)代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)。 ? IP地址從三級(jí)編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級(jí)編址。 3. 無(wú)類域間路由 CIDR 3. 無(wú)類域間路由 CIDR CIDR最主要的特點(diǎn)有兩個(gè)： (1)CIDR消除了傳統(tǒng)的 A類、 B類和 C類地址以及劃分子網(wǎng)的概念。使用各種長(zhǎng)度的 “ 網(wǎng)絡(luò)前綴 ” 來(lái)代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)。 CIDR使用 “ 斜線記法 ” ，即在 IP地址后面加一 個(gè)斜線 “ ／ ” ，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的比特?cái)?shù) (這個(gè)數(shù)位對(duì)應(yīng)于三級(jí)編址中子網(wǎng)掩碼中比特 1的個(gè)數(shù) )。例如， ／ 20，表示在這個(gè) 32bit的 IP地址中，前 20bit表示網(wǎng)絡(luò)前綴，而后面的12bit為主機(jī)號(hào)。 3. 無(wú)類域間路由 CIDR (2)CIDR將網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的 IP地址組成 CIDR地址塊 ” 。 例如： ／ 20表示的地址塊共有 212個(gè)地址 最小地址 l 0000000 00001110 00100000 00000000 最大地址 10000000 00001110 00l 01111 11111111 路由表中利用 CIDR地址塊來(lái)查找目的網(wǎng)絡(luò)。這種地址的聚合常稱為路由聚合，它使得路由表中的 —個(gè)項(xiàng)目可以表示很多個(gè)原來(lái)傳統(tǒng)分類地址的路由。路由聚合也稱為構(gòu)成超網(wǎng)。 CIDR雖然不使用子網(wǎng)了，但仍然使用“掩碼”這一名詞。對(duì)于 /20地址塊，它的掩碼是： 111111111 11111111 11110000 00000000(20個(gè)連續(xù)的 1)。 ? 無(wú)分類的兩級(jí)編址的記法是： IP地址 ::= {網(wǎng)絡(luò)前綴 , 主機(jī)號(hào) } (43) ? CIDR還使用 “ 斜線記法 ” (slash notation)， 它又稱為 CIDR記法 ， 即在 IP地址面加上一個(gè)斜線 “ /”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù) （ 這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于三級(jí)編址中子網(wǎng)掩碼中 1 的個(gè)數(shù) ） 。 ? CIDR把網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的 IP地址組成“ CIDR 地址塊 ” 。 無(wú)分類 的兩級(jí)編址 CIDR 地址塊 ? （因?yàn)樾本€后面的 20 是網(wǎng)絡(luò)前綴的位數(shù)，所以這個(gè)地址的主機(jī)號(hào)是 12 位）。 ? 這個(gè)地址塊的起始地址是 。 ? 在不需要指出地址塊的起始地址時(shí)，也可將這樣的地址塊簡(jiǎn)稱為“ /20 地址塊”。 ? ： ? ： ? 全 0 和全 1 的主機(jī)號(hào)地址一般不使用。 （ 212 個(gè)地址） 10000000 00001110 00100000 00000000 10000000 00001110 00100000 00000001 10000000 00001110 00100000 00000010 10000000 00001110 00100000 00000011 10000000 00001110 00100000 00000100 10000000 00001110 00100000 00000101 10000000 00001110 00101111 11111011 10000000 00001110 00101111 11111100 10000000 00001110 00101111 11111101 10000000 00001110 00101111 11111110 10000000 00001110 00101111 11111111 ? ? 所有地址 的 20 位 前綴都是 一樣的 最小地址 最大地址 CIDR 記法的其他形式 ? ， 也就是把點(diǎn)分十進(jìn)制中低位連續(xù)的 0 省略 。 ? 是 。 此掩碼可表示為 11111111 11000000 00000000 00000000 255 192 0 0 掩碼中有 10 個(gè)連續(xù)的 1 CIDR 記法的其他形式 ? ，也就是將點(diǎn)分十進(jìn)制中低位連續(xù)的 0 省略。 ? 掩碼是 ，即 ? 11111111 11000000 00000000 00000000 ? 網(wǎng)絡(luò)前綴的后面加一個(gè)星號(hào) * 的表示方法 ? 如 00001010 00*，在星號(hào) * 之前是網(wǎng)絡(luò)前綴，而星號(hào) * 表示 IP地址中的主機(jī)號(hào)，可以是任意值。 無(wú)類域間路由舉例 例 :一個(gè)公司需要為 254個(gè)以上的主機(jī)或路由器分配地址。那么他們就需要申請(qǐng)兩個(gè)充整的 C類 IP地址 ，選擇 ，這樣就可以將兩個(gè) C類 IP地址空間合并起來(lái)使用。 在通常的子網(wǎng)劃分過(guò)程中，我們是借用 IP地址中的主機(jī)號(hào)位，作為子網(wǎng)的子網(wǎng)號(hào)。而在無(wú)類域間路由的地址空間分配中，采用與其相反的思路，我們是借用了 IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)位，通過(guò)選擇合適的超網(wǎng)掩碼，使得多個(gè) C類 IP地址空間在邏輯上屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 ? 一個(gè) CIDR 地址塊可以表示很多地址，這種地址的聚合常稱為路由聚合，它使得路由表中的一個(gè)項(xiàng)目可以表示很多個(gè)（例如上千個(gè)）原來(lái)傳統(tǒng)分類地址的路由。 ? 路由聚合也稱為構(gòu)成超網(wǎng) (superting)。 ? CIDR 雖然不使用子網(wǎng)了，但仍然使用“掩碼”這一名詞（但不叫子網(wǎng)掩碼）。 ? 對(duì)于 /20 地址塊，它的掩碼是 20 個(gè)連續(xù)的 1。 斜線記法中的數(shù)字就是掩碼中 1的個(gè)數(shù)。 (route aggregation) 構(gòu)成超網(wǎng) ? 前綴長(zhǎng)度不超過(guò) 23 位的 CIDR 地址塊都包含了多個(gè) C 類地址。 ? 這些 C 類地址合起來(lái)就構(gòu)成了超網(wǎng)。 ? CIDR 地址塊中的地址數(shù)一定是 2 的整數(shù)次冪。 ? 網(wǎng)絡(luò)前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)就越多。而在三級(jí)結(jié)構(gòu)的 IP地址中，劃分子網(wǎng)是使網(wǎng)絡(luò)前綴變長(zhǎng)。 CIDR 地址塊劃分舉例 因特網(wǎng) ISP 大學(xué) X 一系 二系 三系 四系 單位 地址塊 二進(jìn)制表示 地址數(shù) ISP * 16384 大學(xué) * 1024 一系 * 512 二系 * 256 三系 * 128 四系 * 128 CIDR 地址塊劃分舉例 因特網(wǎng) ISP 大學(xué) X 一系 二系 三系 四系 這個(gè) ISP 共有 64 個(gè) C 類網(wǎng)絡(luò)。如果不采用 CIDR 技術(shù)，則在與該 ISP 的路由器交換路由信息的每一個(gè)路由器的路由表中，就需要有 64 個(gè)項(xiàng)目。但采用地址聚合后，只需用路由聚合后的 1 個(gè)項(xiàng)目 能找到該 ISP。 IP地址空間為 ，超網(wǎng)掩碼 215 60 30 0 11010111 11111111 11010111 00111100 00111100 11111111 00011110 00011110 11111110 00000000 00000000 00000000 產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)地址 ： IP地址空間為 ，超網(wǎng)掩碼 計(jì)算結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)地址都是 ，說(shuō)明它們同屬于一個(gè)邏輯的網(wǎng)絡(luò)。 215 60 30 0 11010111 11111111 產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)地址 ： 11010111 00111100 00111100 11111111 00011111 00011110 11111110 00000000 00000000 00000000 超網(wǎng)掩碼的使用練習(xí) IP主機(jī)地址 類別 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 C c c 四、 IP數(shù)據(jù)報(bào)格式 IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式 ? 一個(gè) IP數(shù)據(jù)報(bào)由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。 ? 首部的前一部分是固定長(zhǎng)度，共 20 字節(jié)，是所有 IP數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的。 ? 在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長(zhǎng)度是可變的。 1. IPv4報(bào)頭 IP數(shù)據(jù)報(bào)結(jié)構(gòu) 版 本報(bào)頭標(biāo)長(zhǎng)服務(wù)類型 總 長(zhǎng) 度標(biāo) 識(shí) 標(biāo) 志 片偏移生存時(shí)間 協(xié) 議 頭校驗(yàn)和源I P 地址目的I P 地址選 項(xiàng) 填充域數(shù)據(jù)部分報(bào)頭0 4 8 16 19 24 31 位固 定 部 分 可變 部分 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 區(qū) 分 服 務(wù) 總 長(zhǎng) 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗(yàn) 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變） 位 首部長(zhǎng)度 數(shù) 據(jù) 部 分 數(shù) 據(jù) 部 分 首 部 IP數(shù)據(jù)報(bào) 首 部 發(fā)送在前 可變 部分 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 區(qū) 分 服 務(wù) 總 長(zhǎng) 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗(yàn) 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變） 位 首部長(zhǎng)度 數(shù) 據(jù) 部 分 數(shù) 據(jù) 部 分 首 部 IP數(shù)據(jù)報(bào) 固 定 部 分 發(fā)送