【正文】 10 (IP 地址 ) AND (子網(wǎng)掩碼 ) = 網(wǎng)絡(luò)地址 網(wǎng)絡(luò)號(hào) id 主機(jī)號(hào) hostid 兩級(jí) IP 地址 網(wǎng)絡(luò)號(hào) 三級(jí) IP 地址 主機(jī)號(hào) id hostid subid 子網(wǎng)號(hào) 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)的 網(wǎng)絡(luò)地址 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 0 0 id subid 0 逐位進(jìn)行 AND 運(yùn)算 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 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 id id hostid 為全 0 id 網(wǎng)絡(luò)地址 A 類 地 址 默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 網(wǎng)絡(luò)地址 B 類 地 址 默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 網(wǎng)絡(luò)地址 C 類 地 址 默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 hostid 為全 0 hostid 為全 0 默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)掩碼是一個(gè)重要屬性 ? 子網(wǎng)掩碼是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)子網(wǎng)的重要屬性。 ? 路由器在和相鄰路由器交換路由信息時(shí)，必須把自己所在網(wǎng)絡(luò)（或子網(wǎng)）的子網(wǎng)掩碼告訴相鄰路由器。 ? 路由器的路由表中的每一個(gè)項(xiàng)目，除了要給出目的網(wǎng)絡(luò)地址外，還必須同時(shí)給出該網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼。 ? 若一個(gè)路由器連接在兩個(gè)子網(wǎng)上就擁有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址和兩個(gè)子網(wǎng)掩碼。 141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 【 例 42】 已知 IP 地址是 ，子網(wǎng)掩碼是 。試求網(wǎng)絡(luò)地址。 (a) 點(diǎn)分十進(jìn)制表示的 IP 地址 (c) 子網(wǎng)掩碼是 0 0 0 0 0 0 0 0 141 . 14 . 72 . 24 141 . 14 . 64 . 0 . 0 0 1 0 0 1 0 0 0 141 . 14 . . 24 (b) IP 地址的第 3 字節(jié)是二進(jìn)制 (d) IP 地址與子網(wǎng)掩碼逐位相與 (e) 網(wǎng)絡(luò)地址（點(diǎn)分十進(jìn)制表示） 141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 【 例 43】 在上例中，若子網(wǎng)掩碼改為 。試求網(wǎng)絡(luò)地址，討論所得結(jié)果。 (a) 點(diǎn)分十進(jìn)制表示的 IP 地址 (c) 子網(wǎng)掩碼是 0 0 0 0 0 0 0 0 141 . 14 . 72 . 24 141 . 14 . 64 . 0 . 0 0 1 0 0 1 0 0 0 141 . 14 . . 24 (b) IP 地址的第 3 字節(jié)是二進(jìn)制 (d) IP 地址與子網(wǎng)掩碼逐位相與 (e) 網(wǎng)絡(luò)地址（點(diǎn)分十進(jìn)制表示） 不同的子網(wǎng)掩碼得出 相同 的網(wǎng)絡(luò)地址。 但不同的掩碼的效果是不同的。 使用子網(wǎng)掩碼的分組轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程 ? 在不劃分子網(wǎng)的兩級(jí) IP 地址下，從 IP 地址得出網(wǎng)絡(luò)地址是個(gè)很簡(jiǎn)單的事。 ? 但在劃分子網(wǎng)的情況下，從 IP 地址卻不能唯一地得出網(wǎng)絡(luò)地址來(lái)，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)地址取決于那個(gè)網(wǎng)絡(luò)所采用的子網(wǎng)掩碼，但數(shù)據(jù)報(bào)的首部并沒(méi)有提供子網(wǎng)掩碼的信息。 ? 因此分組轉(zhuǎn)發(fā)的算法也必須做相應(yīng)的改動(dòng)。 在劃分子網(wǎng)的情況下路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法 (1) 從收到的分組的首部提取目的 IP 地址 D。 (2) 先用各網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相“與”，看是否和 相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址匹配。若匹配，則將分組直接交付。 否則就是間接交付，執(zhí)行 (3)。 (3) 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機(jī)路由，則將 分組傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行 (4)。 (4) 對(duì)路由表中的每一行的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相“與”， 若其結(jié)果與該行的目的網(wǎng)絡(luò)地址匹配，則將分組傳送 給該行指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行 (5)。 (5) 若路由表中有一個(gè)默認(rèn)路由，則將分組傳送給路由表 中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行 (6)。 (6) 報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò) 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器） R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 【 例 44】 已知互聯(lián)網(wǎng)和路由器 R1 中的路由表。主機(jī) H1 向 H2 發(fā)送分組。試討論 R1 收到 H1 向 H2 發(fā)送的分組后查找路由表的過(guò)程。 主機(jī) H1 要發(fā)送分組給 H2 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 R1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器） H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 要發(fā)送的分組的目的 IP 地址： 請(qǐng)注意： H1 并不知道 H2 連接在哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上。 H1 僅僅知道 H2 的 IP 地址是 因此 H1 首先檢查主機(jī) 是否連接在本網(wǎng)絡(luò)上 如果是，則直接交付； 否則，就送交路由器 R1，并逐項(xiàng)查找路由表。 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 主機(jī) H1 首先將 本子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼 與分組的 IP 地址 逐比特相“ 與 ” (AND 操作 ) AND 的計(jì)算 255 就是二進(jìn)制的全 1，因此 255 AND xyz = xyz， 這里只需計(jì)算最后的 128 AND 138 即可。 128 → 10000000 138 → 10001010 逐比特 AND 操作后： 10000000 → 128 128. 30. 128. 30. 逐比特 AND 操作 ? H1 的網(wǎng)絡(luò)地址 因此 H1 必須把分組傳送到路由器 R1 然后逐項(xiàng)查找路由表 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 R1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器） H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 路由器 R1 收到分組后就用路由表中第 1 個(gè)項(xiàng)目的 子網(wǎng)掩碼和 逐比特 AND 操作 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 R1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器） H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 AND = 不匹配 ! （因?yàn)? 與路由表中的 不一致） R1 收到的分組的目的 IP 地址： 不一致 路由器 R1 再用路由表中第 2 個(gè)項(xiàng)目的 子網(wǎng)掩碼和 逐比特 AND 操作 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 R1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器） H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 AND = 匹配 ! 這表明子網(wǎng) 2 就是收到的分組所要尋找的目的網(wǎng)絡(luò) R1 收到的分組的目的 IP 地址： 一致 ! 無(wú)分類編址 CIDR 1. 網(wǎng)絡(luò)前綴 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 。 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)分類域間路由選擇 CIDR (Classless InterDomain Routing)。 CIDR 最主要的特點(diǎn) ? 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 。 無(wú)分類 的兩級(jí)編址 ? 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(xiě)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 ” 。 CIDR 地址塊 ? （ 因?yàn)?斜線后面的 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