4.3 划分子网和构造超网

4.3.1 划分子网

划分子网

把传统的两级IP地址变成三级IP地址。划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。

优点

• 减少了 IP 地址的浪费
• 使网络的组织更加灵活
• 更便于维护和管理

子网掩码

划分子网纯属一个单位内部的事情，对外部网络透明，所以从一个 IP 数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。使用子网掩码. 可以找出 IP 地址中的子网部分。
规则

• 子网掩码长度 ＝ 32 位
• 某位 ＝ 1：IP地址中的对应位为网络号和子网号
• 某位 ＝ 0：IP地址中的对应位为主机号

子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。 路由器正在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。所以路由表中的每一个项目还必须给出该网络的子网掩码。若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。

子网划分方法

有固定长度子网和变长子网两种子网划分方法。在采用固定长度子网时，所划分的所有子网的子网掩码都是相同的。,子网号不能为全 1 或全 0。

网络地址计算

不同的子网掩码得出相同的网络地址。但不同的掩码的效果是不同的。

4.3.2 使用子网时分组的转发

(1) 从收到的分组的首部提取目的 IP 地址 D。
(2) 先用各网络的子网掩码和 D 逐位相“与”，看是否和相应的网络地址匹配。若匹配则将分组直接交付。否则就是间接交付， 执行 (3)。
(3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则将分组传送给指明的下一跳路由器；否则，执行 (4)。
(4) 对路由表中的每一行，将子网掩码和 D 逐位相“与”。若结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送给该行指明的下一跳路由器；否则，执行 (5)。
(5) 若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行 (6)。
(6) 报告转发分组出错。

4.3.3 无分类编址 CIDR（构造超网）

CIDR 最主要的特点

• CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间。
• CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
• IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。

CIDR地址块

• CIDR 使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为 CIDR 记法，即在 IP 地址面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数）。例如： 128.14.32.0/20
• CIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”。
• 220.78.168.0/20 表示的地址块共有$2^{12}$个地址。
• 上述CIDR 地址块地址范围128.14.32.0~128.14.47.255
• 全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用。

路由聚合

• 一个 CIDR 地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为路由聚合。它使得路由表中的一个项目可以表示很多个原来传统分类地址的路由。
  

• 路由聚合有利于减少路由器之间的路由选择信息的交换，从而提高了整个互联网的性能。

• 路由聚合也称为构成超网
  

• CIDR仍然使用“掩码”名词，对于 /20 地址块，它的掩码是 20 个连续的 1。 斜线记法中的数字就是掩码中1的个数。

最长前缀匹配

习题