细述无类别域间路由器（CIDR）技术

早在业界还在兴建因特网的时候，技术人员专注于理解IP寻址方法的重要性。人们研究的是A类、B类和C地址、子网掩码以及如何计算这些掩码。人们对分类方案非常熟悉，以至经常把街道地址同IP地址混为一谈。现在有些人仍在这么做。

然而如今，网络界很少采用所谓的传统IP寻址方法。更为常见的是，ISP采用无类别域间路由（CIDR）。

分类方案的问题

起初，视网络规模而定，包括IPv4地址的32位地址空间被分成了五类（见图表一）。每类地址包括两个部分：第一个部分识别网络，第二个部分用来识别该网络上某个机器的地址。它们采用点分十进制记法表示，有四组数字，每组代表八位，中间用句点隔开。譬如说xxx.xxx.xxx.yyy，其中x表示网络地址，y表示该站的号码。分配用来识别网络的比特越多，该网络所能支持的站数就越少，反之亦然。

处在最上端的是A类网络，这专门留给那些节点数最多的网络――准确地说，是16277214个节点。A类网络只有126个。B类网络则针对中等规模的网络，但照今天的标准来看，规模仍然相当大：拥有65534个节点。B类网络有65000个。然而，大多数分配的地址属于C类地址空间，它最多可以包括254个主机。C类网络超过200万个。

最后两类地址：D类和E类有着特别用途。D类网络用于多播应用；E类网络留给将来使用。

地址分类法带来了两个问题，最大一个问题就是这些类别无法体现顾客的需求。A类地址实在过大，以至浪费了大部分空间。另一方面，C类网络对大多数组织来说实在太小，这意味着大多数组织会请求B类地址，但又没有足够的B类地址可以满足需求。

随着网络地址数量不断增加，ISP和运营商面临的棘手问题也在随之增多。90年代初促使因特网流量猛增的主角：主干网路由器必须跟踪每一个A类、B类和C类网络，有时建立的路由表长达1万个条目。从理论上来说，路由表大小最多可以设成6万个条目。如果当初网络界不是迅速采取行动的话，估计因特网到1994年就到达极限了。

第二个问题就是浪费了地址空间。小规模独立网络（譬如20个节点）获得C类地址后，剩余的234个地址却闲置不用。此外，大组织会想方设法采用子网化技术（subnetting），把自己的A类或B类地址分成更小、更容易管理的地址群。子网能够建立一群群通常与单一网络段相关的网络站，而不是让100万个站连接在一条线路或一个集线器上。更确切地说，子网重新分配了原先用于表示主机地址的部分比特，改而用来表示子网。

假设把一个C类网络当作64个拥有两个节点的网络。头24位则表示C类网络地址，随后6位表示子网，最后2位就表示某机器的号码。因特网上其余设备只会注意C类网络，让内部网络跟踪子网及该站地址。

这办法相当巧妙，但存在一个问题：子网也会导致站地址减少。在每个子网内，两个地址用于广播流量。视结构配置而定，地址数量最多有可能会减少一半。举例说，一个C类网络通常支持254个末端主机。然而，把C类网络分成64个子网会把可能的地址数量减少到128个末端主机――大约只有可能的地址总数的3%。

淘汰分类方案

解决这些寻址问题的办法就是丢弃分类地址概念。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。

地址分类方法

图表一：原始的IP寻址方法主要基于三类地址：A类、B类和C类地址。

前缀等同比较

图表二：图表比较了CIDR和非CIDR寻址方法的对应。

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