任务19 使用VLSM 和CIDR提升网络的可靠性

1、高级路由交换技术高级路由交换技术任务任务19 19 使用使用VLSMVLSM和和CIDRCIDR提升网络的可靠性提升网络的可靠性19.1 19.1 项目导引项目导引19.2 19.2 项目分析项目分析19.3 19.3 技术准备技术准备19.4 19.4 项目实施项目实施19.5 19.5 技术拓展技术拓展19.6 19.6 本章小结本章小结19.7 19.7 强化练习强化练习19.1 19.1 项目导引项目导引 随着网络技术的不断发展，人们对网络的可靠性与可扩展随着网络技术的不断发展，人们对网络的可靠性与可扩展性要求越来越高，对于性要求越来越高，对于ipv4日益耗竭的今天，日益耗竭的今天，i

2、p地址的不断拆地址的不断拆分引来的一个很重大的问题，经常划分子网的企业要注意了，分引来的一个很重大的问题，经常划分子网的企业要注意了，路由器负荷加重，当网络规模比较小的时候，这个问题看似不路由器负荷加重，当网络规模比较小的时候，这个问题看似不是很严重，但是在大的网络中，如果所有的下级网络都做子网是很严重，但是在大的网络中，如果所有的下级网络都做子网拆分，这个时候将会使得核心位置路由器上的路由表变得分厂拆分，这个时候将会使得核心位置路由器上的路由表变得分厂的庞大，这个数据容量可以达到十几的庞大，这个数据容量可以达到十几MB或者几百或者几百MB，甚至更，甚至更多，如果一台路由器的路由表有数百多，如

3、果一台路由器的路由表有数百MB，那么如果要在路由，那么如果要在路由表中查看到一个具体的路由条目，也就要在几千几万条路由条表中查看到一个具体的路由条目，也就要在几千几万条路由条目中找到一个具体的路由条目，路由的效率就会变得非常低，目中找到一个具体的路由条目，路由的效率就会变得非常低，路由器对路由条目的查找、更新就会变得非常的慢，路由器处路由器对路由条目的查找、更新就会变得非常的慢，路由器处理数据的能力就会大大下降，基于理数据的能力就会大大下降，基于VLSM子网划分后引发的路子网划分后引发的路由条目剧增、路由由条目剧增、路由“爆炸爆炸”、路由器负担加重，为了使在大规、路由器负担加重，为了使在大规模

4、的网络中，效率变得更加高，就要使用路由汇总，模的网络中，效率变得更加高，就要使用路由汇总，CIDR和和VLSM其实是一个互为逆的运算。其实是一个互为逆的运算。19.1 19.1 项目分析项目分析 VLSMVLSM（Variable Length Subnet Mask:Variable Length Subnet Mask:可变长子网掩码可变长子网掩码) ) ，VLSM(VLSM(可变长子网掩码可变长子网掩码) ) 是为了有效的使用无类别域间是为了有效的使用无类别域间路由（路由（CIDRCIDR）和路由汇总来控制路由表的大小，网络管理员）和路由汇总来控制路由表的大小，网络管理员使用先进的使用先

5、进的IPIP寻址技术，寻址技术，VLSMVLSM就是其中的常用方式，可以对就是其中的常用方式，可以对子网进行层次化编址，以便最有效的利用现有的地址空间。子网进行层次化编址，以便最有效的利用现有的地址空间。 RFC 1878 RFC 1878中定义了可变长子网掩码，中定义了可变长子网掩码，VLSMVLSM规定了如何在规定了如何在一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网掩一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网掩码。这对于网络内部不同网段需要不同大小子网的情形来说码。这对于网络内部不同网段需要不同大小子网的情形来说很有效。很有效。 19.1 19.1 项目分析项目分析 VLSM

6、VLSM的定义：为了有效的使用无类别域间路由（的定义：为了有效的使用无类别域间路由（CIDRCIDR）和）和路由汇总来控制路由表的大小，网络管理员使用先进的路由汇总来控制路由表的大小，网络管理员使用先进的IPIP寻址寻址技术，技术，VLSMVLSM就是其中的常用方式。就是其中的常用方式。 VLSM VLSM可以对子网进行层次化编址，这种高级的可以对子网进行层次化编址，这种高级的IPIP寻址技术寻址技术允许网络管理员对已有子网进行划分，以便最有效的利用现有允许网络管理员对已有子网进行划分，以便最有效的利用现有的地址空间。的地址空间。 CIDR CIDR（Classless Inter-Domai

7、n RoutingClassless Inter-Domain Routing：无类型域间选路：无类型域间选路）是一个在）是一个在InternetInternet上创建附加地址的方法，这些地址提供给上创建附加地址的方法，这些地址提供给服务提供商（服务提供商（ISPISP），再由），再由ISPISP分配给客户。分配给客户。CIDRCIDR将路由集中起将路由集中起来，使一个来，使一个IPIP地址代表主要骨干提供商服务的几千个地址代表主要骨干提供商服务的几千个IPIP地址，地址，从而减轻从而减轻InternetInternet路由器的负担。路由器的负担。 19.1 19.1 技术准备技术准备19.3

8、.1 VLSM19.3.1 VLSM与与CIDRCIDR简介简介19.3.219.3.2子网划分的优点以及变长子网掩码子网划分的优点以及变长子网掩码(VLSM)(VLSM)的作用的作用19.3.1 VLSM19.3.1 VLSM与与CIDRCIDR简介简介 VLSM VLSM其实就是相对于其实就是相对于C C类的类的IPIP地址来说的。地址来说的。A A类的第一段是类的第一段是网络号（前八位），网络号（前八位），B B类地址的前两段是网络号（前十六位）类地址的前两段是网络号（前十六位），C C类的前三段是网络号（前二十四位）。而类的前三段是网络号（前二十四位）。而VLSMVLSM的作用就是的作

9、用就是在类的在类的IPIP地址的基础上，从他们的主机号部分借出相应的位数地址的基础上，从他们的主机号部分借出相应的位数来做网络号，也就是增加网络号的位数。各类网络可以用来再来做网络号，也就是增加网络号的位数。各类网络可以用来再划分子网的位数为：划分子网的位数为：A A类有二十四位可以借，类有二十四位可以借，B B类有十六位可以类有十六位可以借，借，C C类有八位可以借（可以再划分的位数就是主机号的位数类有八位可以借（可以再划分的位数就是主机号的位数。实际上不可以都借出来，因为。实际上不可以都借出来，因为IPIP地址中必须要有主机号的部地址中必须要有主机号的部分，而且主机号部分剩下一位是没有意义

10、的）。分，而且主机号部分剩下一位是没有意义的）。 19.3.1 VLSM19.3.1 VLSM与与CIDRCIDR简介简介 这是一种产生不同大小子网的网络分配机制，指一个网络这是一种产生不同大小子网的网络分配机制，指一个网络可以配置不同的掩码。开发可变长度子网掩码的想法就是在每可以配置不同的掩码。开发可变长度子网掩码的想法就是在每个子网上保留足够的主机数的同时，把一个子网进一步分成多个子网上保留足够的主机数的同时，把一个子网进一步分成多个小子网时有更大的灵活性。如果没有个小子网时有更大的灵活性。如果没有VLSMVLSM，一个子网掩码只，一个子网掩码只能提供给一个网络。这样就限制了要求的子网数上

11、的主机数。能提供给一个网络。这样就限制了要求的子网数上的主机数。另外，另外，VLSMVLSM是基于比特位的，而类网络是基于是基于比特位的，而类网络是基于8 8位组的。位组的。 在实际工程实践中，能够进一步将网络划分成三级或更多在实际工程实践中，能够进一步将网络划分成三级或更多级子网。同时，能够考虑使用全级子网。同时，能够考虑使用全0 0和全和全1 1子网以节省网络地址空子网以节省网络地址空间。某局域网上使用了间。某局域网上使用了2727位的掩码，则每个子网可以支持位的掩码，则每个子网可以支持3030台台主机（主机（25-2=3025-2=30）；而对于）；而对于WANWAN连接而言，每个连接只

12、需要连接而言，每个连接只需要2 2个个地址，理想的方案是使用地址，理想的方案是使用3030位掩码（位掩码（22-2=222-2=2），然而同主类别），然而同主类别网络相同掩码的约束，网络相同掩码的约束，WANWAN之间也必须使用之间也必须使用2727位掩码，这样就浪位掩码，这样就浪费费2828个地址。个地址。19.3.1 VLSM19.3.1 VLSM与与CIDRCIDR简介简介CIDR CIDR 如何工作如何工作 CIDR CIDR 对原来用于分配对原来用于分配A A类、类、B B类和类和C C类地址的有类别路由选择进类地址的有类别路由选择进程进行了重新构建。程进行了重新构建。CIDRCID

13、R用用 13-2713-27位长的前缀取代了原来地址结位长的前缀取代了原来地址结构对地址网络部分的限制（构对地址网络部分的限制（3 3类地址的网络部分分别被限制为类地址的网络部分分别被限制为8 8位位、1616位和位和2424位）。在管理员能分配的地址块中，主机数量范围是位）。在管理员能分配的地址块中，主机数量范围是32-500,00032-500,000，从而能更好地满足机构对地址的特殊需求。，从而能更好地满足机构对地址的特殊需求。 CIDR CIDR 地址中包含标准的地址中包含标准的3232位位IPIP地址和有关网络前缀位数的信地址和有关网络前缀位数的信息。以息。以CIDRCIDR地址地址

14、222.80.18.18/25222.80.18.18/25为例，其中为例，其中“/25”/25”表示其前面表示其前面地址中的前地址中的前2525位代表网络部分，其余位代表主机部分。位代表网络部分，其余位代表主机部分。 CIDR CIDR建立于建立于“超级组网超级组网”的基础上，的基础上，“超级组网超级组网”是是“子网划子网划分分”的派生词，可看作子网划分的逆过程。子网划分时，从地址的派生词，可看作子网划分的逆过程。子网划分时，从地址主机部分借位，将其合并进网络部分；而在超级组网中，则是将主机部分借位，将其合并进网络部分；而在超级组网中，则是将网络部分的某些位合并进主机部分。这种无类别超级组网

15、技术通网络部分的某些位合并进主机部分。这种无类别超级组网技术通过将一组较小的无类别网络汇聚为一个较大的单一路由表项，减过将一组较小的无类别网络汇聚为一个较大的单一路由表项，减少了少了InternetInternet路由域中路由表条目的数量。路由域中路由表条目的数量。19.3.219.3.2子网划分的优点以及变长子网掩码子网划分的优点以及变长子网掩码(VLSM)(VLSM)的作用的作用子网划分子网划分(subnetting)(subnetting)的优点的优点: :1.1.减少网络流量减少网络流量2.2.提高网络性能提高网络性能3.3.简化管理简化管理4.4.易于扩大地理范围易于扩大地理范围 变

16、长子网掩码变长子网掩码(VLSM)(VLSM)的作用的作用: :节约节约IPIP地址空间；减地址空间；减少路由表大小。使用少路由表大小。使用VLSMVLSM时时, ,所采用的路由协议必须能所采用的路由协议必须能够支持它够支持它, ,这些路由协议包括这些路由协议包括RIPv2,OSPF,EIGRPRIPv2,OSPF,EIGRP和和BGPBGP。 19.4 19.4 项目实施项目实施19.4.1 19.4.1 配置配置VLSMVLSM、CIDRCIDR网络案例网络案例1 1项目描述项目描述 在某科技服务公司，考虑到网络的高速发展，利用在某科技服务公司，考虑到网络的高速发展，利用RIPv2RIPv

17、2实现路由器之间的路由信息交换，但是为了减少实现路由器之间的路由信息交换，但是为了减少路由器查找路由表的时间，希望减少路由表的规模，同路由器查找路由表的时间，希望减少路由表的规模，同时，公司内部网络的地址都在一个网段内，每个部门都时，公司内部网络的地址都在一个网段内，每个部门都不超过不超过3030人，希望划分给不同的部门进行使用。人，希望划分给不同的部门进行使用。19.4.1 19.4.1 配置配置VLSMVLSM、CIDRCIDR网络案例网络案例2 2拓扑结构拓扑结构配置VLSM和CIDR网络拓扑结构图19.4 19.4 项目实施项目实施3 3配置与实现配置与实现（1 1）网段划分）网段划分

18、网段地址划分网段数网络地址广播地址子网掩码可分配主机数目1192.168.10.0192.168.10.31255.255.255.224192.168.10.1192.168.10.302192.168.10.32192.168.10.63255.255.255.224192.168.10.33192.168.10.623192.168.10.64192.168.10.95255.255.255.224192.168.10.65192.168.10.944192.168.10.96192.168.10.127255.255.255.224192.168.10.97192.168.10.126

19、5192.168.10.128192.168.10.159255.255.255.224192.168.10.129192.168.10.1586192.168.10.160192.168.10.191255.255.255.224192.168.10.161192.168.10.1907192.168.10.192192.168.10.223255.255.255.224192.168.10.193192.168.10.2228192.168.10.224192.168.10.255255.255.255.224192.168.10.225192.168.10.25419.5 19.5 技术拓展技术拓展1.划分子网的几个捷径划分子网的几个捷径:（1）你所选择的子网掩码将会产生多少个子网）你所选择的子网掩码将会产生多少个子网?:2的的x次方次方-2(x代表掩码位代表掩码位,即即2进制为进制为1的部分的部分)。（2）每个子网能有多少主机）每个子网能有多少主机?: 2的的y次方次方-2(y代表主机位代表主机位,即即2进制为进制为0的部分的部分)。（3）有效子网是）有效子网是?:有效子网号有效子网号=256-10进制的子网掩码进制的子网掩码(结结果叫做果叫做block