【正文】 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 ! 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)到幾萬個(gè) ） 。 ? 整個(gè) IPv4 的地址空間最終將全部耗盡 。 無分類編址 CIDR 1. 網(wǎng)絡(luò)前綴 ? 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)一步研究出無分類編址方法 ， 它的正式名字是 無分類域間路由選擇 CIDR (Classless InterDomain Routing)。 IP 編址問題的演進(jìn) ? 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 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 。 CIDR 最主要的特點(diǎn) ? 無分類的兩級(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 地址后面加上一個(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 ” 。 無分類 的兩級(jí)編址 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 ” 。 ? ： ? 即： 10000000 00001110 00100000 00000000 ? ： ? 即： 10000000 00001110 00101111 11111111 ? 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 ? 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) 。 路由聚合 (route aggregation) 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 。 ? 掩碼 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 構(gòu)成超網(wǎng) ? 前綴長(zhǎng)度不超過 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。 2. 最長(zhǎng)前綴匹配 ? 使用 CIDR 時(shí) ， 路由表中的每個(gè)項(xiàng)目由 “ 網(wǎng)絡(luò)前綴 ” 和 “ 下一跳地址 ” 組成 。 在查找路由表時(shí)可能會(huì)得到不止一個(gè)匹配結(jié)果 。 應(yīng)當(dāng)從匹配結(jié)果中選擇具有最長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的路由： 最長(zhǎng)前綴匹配 (longestprefix matching)。 ? 網(wǎng)絡(luò)前綴越長(zhǎng) ， 其地址塊就越小 ， 因而路由就越具體 (more specific) 。 ? 最長(zhǎng)前綴匹配又稱為 最長(zhǎng)匹配 或 最佳匹配 。 最長(zhǎng)前綴匹配舉例 收到的分組的目的地址 D = 路由表中的項(xiàng)目： （ ISP） （四系） 查找路由表中的第 1 個(gè)項(xiàng)目 AND D = 206. 0. 01000100. 0 第 1 個(gè)項(xiàng)目 。 M = 11111111 11111111 11111100 00000000 因此只需把 D 的第 3 個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。 M = 11111111 11111111 11111100 00000000 206. 0. 01000100. 0 與 最長(zhǎng)前綴匹配舉例 收到的分組的目的地址 D = 路由表中的項(xiàng)目： （ ISP） （四系） 再查找路由表中的第 2 個(gè)項(xiàng)目 AND D = 206. 0. 71. 10000000 第 2 個(gè)項(xiàng)目 。 M = 11111111 11111111 11111111 10000000 因此只需把 D 的第 4 個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。 M = 11111111 11111111 11111111 10000000 206. 0. 71. 10000000 與 最長(zhǎng)前綴匹配 D AND (11111111 11111111 11111100 00000000) = D AND (11111111 11111111 11111111 10000000) = ? 選擇兩個(gè)匹配的地址中更具體的一個(gè)，即選擇 最長(zhǎng)前綴的地址 。 3. 使用二叉線索查找路由表 ? 當(dāng)路由表的項(xiàng)目數(shù)很大時(shí) ， 怎樣設(shè)法減小路由表的查找時(shí)間就成為一個(gè)非常重要的問題 。 ? 為了進(jìn)行更加有效的查找 ， 通常是將無分