然而,現在網絡社區很少采用所謂的傳統IP尋址方式。更常見的是,ISP采用無類域間路由(CIDR)。如果理解ISP術語對您有任何意義,那麽仔細研究CIDR是壹個先決條件。
分類方案的問題
最初,根據網絡規模,包括IPv4地址在內的32位地址空間被分為五類(見圖1)。每種類型的地址包括兩部分:第壹部分標識網絡,第二部分標識網絡上機器的地址。它們用點分十進制記數法表示,有四組數字,每組代表八位數,用句點分隔。比如xxx.xxx.yyy,其中x代表網絡地址,y代表站號。分配用於標識網絡的比特越多,網絡能夠支持的站就越少,反之亦然。
最上面是A類網絡,預留給那些節點數最多的網絡——準確的說是16277214個節點。A類網絡只有126。B類網絡的目標是中型網絡,但以今天的標準來看,它們仍然相當大:它們有65,534個節點。B類網絡有65000個。但是,大多數分配的地址屬於C類地址空間,最多可包含254臺主機。C類網絡有200多萬個。
最後兩種類型的地址,D類和E類,有特殊的用途。d類網絡用於多播應用;E類網絡保留供將來使用。
地址分類帶來兩個問題,最大的壹個是這些分類不能反映客戶的需求。A類地址太大,大部分空間都被浪費了。另壹方面,C類網絡對大多數組織來說太小,這意味著大多數組織會請求B類地址,但沒有足夠的B類地址來滿足需求。
隨著網絡地址越來越多,ISP和運營商面臨的棘手問題也越來越多。推動90年代初互聯網流量激增的主角:骨幹路由器必須跟蹤每壹個A、B、C網絡,有時路由表長達654.38+00000個條目。理論上,路由表的大小最多可以設置為60,000個條目。據估計,如果網絡社區沒有迅速采取行動,互聯網將在1994之前達到其極限。
第二個問題是地址空間的浪費。壹個小規模的獨立網絡(比如20個節點)獲得壹個C類地址後,剩下的234個地址就閑置了。此外,大型組織會盡量使用子網劃分技術,將其A類或B類地址劃分為更小、更易於管理的地址組。子網可以建立壹組通常與單個網段相關的網絡站,而不是將1萬個站連接成壹條線或壹個集線器。更準確地說,子網重新分配了壹些原本用於代表主機地址的位,而不是用來代表子網。
假設壹個C類網絡被認為是64個網絡,有兩個節點。前24位表示C類網絡地址,接下來的6位表示子網,最後2位表示機器的編號。互聯網上其余設備只會關註C類網絡,讓內網跟蹤子網和站點地址。
這個方法挺巧妙的,但是有個問題:子網也會導致站址減少。在每個子網中,有兩個地址用於廣播流量。根據結構的配置,地址的數量最多可以減少壹半。例如,C類網絡通常支持254臺終端主機。但是,將C類網絡劃分為64個子網會將可能的地址數量減少到128臺終端主機,僅占可能地址總數的3%左右。
淘汰分類方案
解決這些尋址問題的方法是放棄分類地址的概念。CIDR將A類、B類和C類地址替換為“網絡前綴”,表示用於標識網絡的位數。前綴長度從13變化到27位,而不是分類地址的8位、16位或24位。這意味著地址塊可以成組分配,主機數量可以少至32臺,多至500,000臺(見圖2)。
它是這樣工作的:CIDR地址包括標準的32位IP地址和標有正斜杠的前綴。因此,地址66.77.24.3/24表示前24位標識網絡地址(此處為66.77.24),其余8位標識站點地址:編號3。
因為在CIDR,各種地址都有相似的地址組,所以它們之間的轉換非常簡單。所有A類網絡都可以轉換為/8 CIDR表條目。B類網絡可以轉換成/16,C類網絡可以轉換成/24。
CIDR的優勢解決了困擾傳統IP尋址方法的兩個問題。因為地址是以較小的增量分配的,所以這減少了浪費的地址空間,並且具有可伸縮性的優點。路由器可以有效地聚合CIDR地址。因此,路由器不需要廣播8個C類網絡的地址,只廣播網絡前綴為/21的地址——這相當於8個C類網絡,從而大大減小了路由器的路由表大小。
這種方法可行的唯壹前提是地址連續。否則,無法設計包含所需地址但排除不必要地址的前綴。為了達到這個目的,給ISP分配壹個超網塊,也就是壹大塊連續的地址,然後ISP負責在用戶之間劃分這些地址,這樣就減輕了ISP自己路由器的負擔。
對於企業網絡管理者來說,這意味著他們必須證明他們的IP地址分配方案是可行的。在CIDR出現之前,獲取網絡地址相當容易。然而,隨著可用地址數量的減少,客戶必須詳細記錄估計的需求,這通常需要長達三個月的時間。另外,如果是分類地址方式,公司會從互聯網註冊機構購買地址。但是,使用CIDR,您可以從服務提供商那裏租用地址。這也是為什麽在更換ISP時需要對網絡設備重新編號,或者使用代理服務器進行新舊地址轉換——這將嚴重制約可擴展性。