高级IP寻址技术在无类网络中的应用分析（常州铁道高等职业技术学校信息工程系江苏常州213011）徐琳摘 要：首先描述了有类网络存在的典型问题，接着引入无类路由协议的概 念并介绍了在此协议支持下的两个高级寻址技术：VLSM和CIDR,较详细阐述了该 两项技术的特点及使用方法，同时给出了具体的应用实例关键词：无类、VLSM、CIDR、路由聚合随着网络尤其是互联网的急速增长，可用的IP地址空间面临着被分配殆尽 的形势，同时Internet中的核心路由器的处理能力也由于路由表项目的日渐庞 大而逐渐耗尽因此在设计一个大型的网络时，网络工程师必须考虑采用高级的 IP寻址方式一一可变长子网掩码（VLSM）、无类域间路由（CIDR）等技术来较好 地解决上述问题，以实现网络的层次化结构、可靠性以及可扩展性1有类网络和其局限性1.1有类网络有类网络是指在网络的路由器上运行RIP VI、IGRP这些有类路由协议的网 络有类路由协议在传递路由更新时不包含子网掩码信息，并将IP地址归结到 传统的A类、B类、C类这些早期的路由协议开发时由于网络的带宽低、网速 慢，出于节省带宽的考虑，路由更新必须做得很小才不至于占用广域网的全部链 路带宽，而且当时的路由器是无法为每个子网存储掩码信息的。
由于在有类网络中路由更新包不传送子网掩码信息，那么将对路由的子网掩 码部分作一些假设1） 当路由器发送的子网信息要穿越不同的主类网络边界时，则路由器自 动将子网信息汇总成主类网络后再传送出去2） 当路由器收到一个更新包时，如果路由更新中包含的网络号和接收端 口的主网号相同，则这个路由器会按照其接收端口的子网掩码决定其网络掩码1.2存在的局限性1.2.1 IP地址空间使用率低由于有类路由协议不传送子网掩码信息，因此同一主类别网络的子网的子网 掩码必须相同，这种技术称为定长子网掩码（FLSM）女国1所示某公司的区域 网络地址空间需求图，假设已分配到192. 168. 1. 0/24 - 192. 168. 3. 0/24的C类 地址空间，路由器为Cisco 1841ORouterB50 hostsRouterARouterCRouterB10 hosts图1某公司的区域网络地址空间需求图由于在有类网络中，子网掩码必须一致为了满足最大的网段100个IP地 址的需求，应将192. 168. 1. 0/24划分为2个子网，即192. 168. 1. 0/25和 192.168.1.128/25每个子网可容纳2?-2 = 126台主机，可以满足100 hosts 和50 hosts的地址空间需求。
同样可以划分192. 168. 2. 0/24和192. 168. 3. 0/24 这两个地址的子网，当然只能用/25划分最终的地址分配如图2所示，这是一 个典型的有类网络图2 —个典型的有类网络很显然在这是一个低效的寻址方案，存在着IP地址空间的极大浪费例如 只有50台主机和10台主机的网段里分配了 126个IP地址；对于路由器之间点 对点的WAN串行链路来讲只需2个IP地址，浪费了 124个宝贵的地址空间而 且分配给该区域的192. 168. 1. 0/24 - 192. 168. 3. 0/24的3个C类地址空间已全 部使用完，对于今后的网络扩展将存在障碍解决方法是使用VLSM优化可用的 地址空间，根据子网的规模使用不同的子网掩码1.2.2不支持不连续的子网所谓不连续的子网是指将两个或更多有类网络的子网通过不同的有类网络 连接在一起的网络图3给出了一个典型的不连续子网的网络a0/0r>10. 10.0.0/16192. 168.2.0/24sl/1Router1sl/0 sl/1Router2192.168.1.0/24 厂 faO/OJ/ ™ 10. 11.0.0/16Router310. 10.0.0/16192. 168.2.0/24192.168.1.0/2410.0.0.0/8 sl/010.0.0.0/8 sl/1192. 168.2.0/24192.168.1.0/2410. 11.0.0/16192. 168.2.0/24192.168.1.0/24图3不连续子网的网络根据有类路由协议的规定，路由信息穿越不同的主类网络边界时将产生自动 汇总，并且这种汇总无法关闭。
具体地说是指当路由器从一个接口向外发送更新 包时，如果要传送的路由与路由器传送接口的IP地址所在的主类网络号不同， 则路由器将把要传送的路由信息汇总成主类网络地址再传送出去在图3所示的三个路由器上均运行RIP VI协议，Routerl的子网信息 10. 10. 0. 0/16经过C类网络192. 168. 2. 0/24传递到Router2,由于经过不同的 主类网络边界，所以自动汇总为10.0.0.0/8再由Routerl的S1/1 口传送；同样 Router3传送与自己直连的子网信息10. 11. 0. 0/16给Router2时，也是传送的 经过汇总过的10. 0. 0. 0/8这羊在Router2的路由表中将有两条通向10. 0. 0. 0/8 的路由，它们分别是从Router2的Sl/1和S1/0指向下一跳由于跳数相同， Router2默认将使用负载均衡这样造成经过Router2去往10. 10. 0. 0/16和 10. 11. 0. 0/16这两个子网的接口无法确定，因此一条从S1/1走，下一条从S1/0 走，两边的子网都有50%的通过率，网络表现为间歇性的访问故障解决的方法 是手工关闭路由汇总，但只有在运行无类路由协议的网络中才能操作。
综上所述，在一个运行有类路由协议的有类网络中，子网掩码长度必须都相 等且不被其他主类网络地址分割（即一个连续子网的网络），这样网络才能正常 运行这些局限性在很大程度上限制了网络的发展2无类路由协议无类路由协议有RIPV2、OSPF、IS-IS、EIGRP. BGP它解决了有类路由协 议中在路由更新时不交换子网掩码的问题，规定属于同一主网的不同子网可以配 置不同的子网掩码运行无类路由协议的网络称为无类网络对于RIPV2、EIGRP 和BGP可以使用noauto-sumniary命令手工关闭自动汇总，而OSPF和IS-IS协议 在默认状态下是关闭自动汇总的下面以RIP V2为例，演示在Cisco路由器上 关闭自动汇总的方法Router (config) #router ri pRouter(config-router)#version 2Router (config-router)#no auto-summaryRouter (config-router) #network 直连网络地址3高级的IP寻址技术3.1可变长子网掩码可变长子网掩码(Variable Length Subnet Mask,简称 VLSM)在 RFC1812 中得到定义，它允许一个组织在同一主类地址空间中使用不同的子网掩码，进一 步将子网划分成多个更小的子网，以满足不同子网的IP地址需求，节约了宝贵 的地址空间，提高了寻址效率。
运用VLSM必须以无类路由协议为支持执行VLSM计算的步骤如下：(1) 找出区域中最大的网段，即连接有的设备数量最多的网段2) 为最大网段找出合适的子网掩码3) 算出满足该子网掩码的子网地址，并分配一个给最大的网段4) 对于更小的网段，选取一个新划分的、未被使用的子网地址，根据目 前的最大网段，确定一个不同的、更合适的子网掩码5) 将最新子网化的子网地址分配给目前的最大网段6) 回到第(4)步，进行更小网段的划分，直到所有网段均分配到合适 的子网掩码为止对图1中的有类网络实施VLSM地址分配策略后，如图4所示由于所有路 由器上均运行了 RIP V2无类路由协议，路由更新中可以传送子网掩码信息，因 此在WAN链路上使用了/30,而在LAN上分别使用了/25、/26、/28,这样每个 WAN接口上有2个主机地址，而每个LAN上分别有126、62和14个主机地址图4实施VLSM后的地址分配方案具体设计过程如下：(D根据上述步骤的(1)(2)两步，找出最大的网段及其合适的子网掩码 在此例中是拥有100台主机的网段该子网主机位的位数至少要满足7 位(27-2 = 126 ),可以从主机位的8位中借出1位作为子网位，可以划 分成 2 个子网，0 和 1 子网，即 192. 168. 1. 0/25 和 192. 168. 1. 128/25。
当然需要使用ip subnet-zero来支持全“0”和全的子网，给该网 段分配 192. 168. 1. 0/25 子网,IP 地址范围从 192. 168. 1. 0 - 127, 192. 168. 1. 0和192. 168. 1. 127分别是该子网的网络地址和广播地址， 该网段实际可用的IP地址范围是192. 168. 1.1 ~126O② 192. 168. 1. 0/24被分成两个子网后，192. 16& 1. 0/25子网已经被分配出 去了，还剩下一个子网192. 168. 1. 128/25未被使用现在根据步骤(4)(5 ),目前最大的网段是拥有50台设备的网段，需要占用 192. 168. 1. 128/25子网7位主机位中的6位(26-2 = 62 ),多出1位继续 划分成 2 个子网：192. 168. 1. 128/26 和 192. 168. 1. 192/26 o 把 192. 168. 1. 128/26子网分配给该网段使用，IP地址范围从 192. 168. 1. 128 - 191, 192. 168. 1. 128 和 192. 168. 1. 191 分别是该子网 的网络地址和广播地址，该网段实际可用的IP地址范围是 192. 168. 1. 129 - 190。
③ 192. 168. 1. 128/25被分成两个子网后，192. 168. 1. 128/26子网已经被分 配出去了，还剩下一个子网192.16& 1.192/26未被使用现在根据步骤(6),即重复步骤(4)和(5),继续确定当前的最大网段、用未被使用 的子网地址确定适当的子网掩码，生成新的子网地址目前最大的网段 是拥有10台设备的网段，需要占用192. 16& 1.192/26子网6位主机位 中的4位(2-2 = 14 ),多出2位可以继续划分成4个子网： 192. 168. 1. 192/28 、 192. 16 8. 1.208/28 、 192.168. 1.224/28 、192.16& 1.240/28把 192. 168. 1. 192/28 子网分配给该网段使用,IP 地址范围从 192. 168. 1. 192 ~ 207, 192. 168. 1. 192 和 192. 168. 1. 207 分 别是该子网的网络地址和广播地址，该网段实际可用的IP地址范围是 192. 168. 1. 193 ~ 206④ 192. 168. 1. 192/26被分成四个子网后，192. 168. 1. 192/28子网已经被分 配出去了，还剩下三个子网 192. 168. 1. 208/28. 192. 168. 1. 224/28.192. 168. 1. 240/28未被使用。
现在还有3条WAN的点对点链路未被分配 地址，每条链路只需要2个地址，占用192. 16& 1.208/28子网4位主机 位中的2位(2?-2 = 2),多出2位可以继续划分成4个子网： 192. 168. 1.。