专题二：IP寻址与IP规划(2015)-精讲

专题二：IP寻址与IP规划主讲教师：刘文计算机系广东警官学院子网寻址与子网规划内容提要IP寻址基础知识分类的IP地址CIDR1234“块尺寸”算法总结IP规划课堂练习56IPv6简介7知识点IP寻址基础知识：IP表示法、网络地址、广播地址、地址块等分组直接交付和间接交付IPv4编址（分类编址、子网编址、CIDR、特殊IP地址）掌握IP编址的基本方法，重点CIDR方法IP寻址IP规划“块尺寸”算法本章重点与难点IP寻址分析IP规划1IP寻址基础知识—IP术语(1)IPv4地址及表示方法IPv4地址是一种分层的地址结构

32位,4字节，以十进制数表示，用“

.”分开。X.X.X.XN_id（网络号）H_id（主机号）IP地址::={<网络号>，<主机号>}IP寻址基础知识—IP术语(2)点分十进制记法10000000000010110000001100011111机器中存放的IP地址是32bit二进制代码10000000000010110000001100011111每隔8bit插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性1128

11331将每8bit的二进制数转换为十进制数又称子网掩码用于从IP地址中提取网络号或主机号。网络掩码就是结构为网络号全部是1，主机号全部是0的IP地址。主机位全0时的IP地址。它是在将数据包发送到远程网络的路由中使用的名称，例如：、和。网络号=IP逻辑与子网掩码。IP寻址基础知识—IP术语(3)网络掩码（netmask)(4)网络地址IP寻址基础知识—IP术语(5)广播地址主机位全1时的IP地址。被应用程序和主机用来将信息发送给网络上所有结点的地址，我们称之为广播地址。例如：55用于指向所有网络，所有结点；如:55，指向网络上的所有子网和主机；而55，指向网络上的所有子网和主机。(6)可用（合法）IP地址第一个可用IP=网络号+1，最后一个可用IP=广播地址-1。即除去网络号、广播地址和特殊地址以外的地址。(7)特殊的IP地址网络号主机号源地址使用目的地址使用含

义00可以不可以本网络上的本主机(参见DHCP协议)0host-id可以不可以本网络上的某台主机host-id全1全1不可以可以只在本网络上广播(路由器不转发)net-id全1不可以可以对指定net-id上所有主机广播127任何数可以可以本地软件环回测试之用9

01.分类的IP地址这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。

03.构造超网CIDR这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。02.子网的划分这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC950]在1985年通过。IP地址的编址方法(8)IP寻址方法01.IP地址::={<网络号>，<主机号>}02.IP地址::={<网络号>，<子网号>，<主机号>}03.IP地址::={<网络前缀>，<主机号>}（9）IP地址的获取与配置问题：主机怎样得到IP地址?由系统管理员在文件中的硬编码Wintel:控制面板->网络->配置->TCP/IP->性质UNIX:/etc/rc.config动态主机配置协议(DynamicHostConfigurationProtocolDHCP):

动态地从服务器得到地址即插即用（10）进制的快速转换法

二进制十进制1十六进制二进制、十进制2

十进制二进制3①8位二进制Binary

十进制Decimal方法1方法2方法3使用位权展开式：使用权值表进行加法运算。对于特别的字节，比如子网掩码，可用加法或减法。256-2该字节中0的个数B7B6B5

B4

B3B2B1B012864321684212726252423222120权值表二进制十进制练习分别将：11001100.00110011.10101010.01010101、11000110.11010011.00111001.11010001、10000100.11010010.10111000.10100110转换为点分十进制。示例：1286432168421十进制110011001286484204单字节（关键字节）掩码对照表1 0 0 0 0 0 0 0 = 1281 1 0 0 0 0 0 0 = 1921 1 1 0 0 0 0 0 = 2241 1 1 1 0 0 0 0 = 2401 1 1 1 1 0 0 0 = 2481 1 1 1 1 1 0 0 = 2521 1 1 1 1 1 1 0 = 2541 1 1 1 1 1 1 1 = 255128 64 32 16 8 4 2 1256-2该字节中0的个数②十六进制(H)二进制(B)、十进制(D)HBDHBD000000810008100011910019200102A101010300113B101111401004C110012501015D110113601106E111014701117F111115十六进制二进制、十进制练习练习：分别将11011000.00011011.00111101.01110110、11001010.11110101.10000011.11101011、10000100.11010010.01000011.10110011转为十六进制。③十进制二进制分别将：5、5、9转换为二进制格式。十进制128643216842116810101000余数4080099余数采用权值表，从最高位开始，比较十进制数是否大于等于对应位的权值，是，该位为1，并将十进制数减去该权值，将余数继续与后面的权值比较，直到余数为0。4.2.2分类的IP地址

255255

255

255Dotted

DecimalMaximumNetworkHost128

64

32

16

8

4

2

1

11111111

11111111

11111111

11111111

10101100

00010000

01111010

11001100Binary32bits

172

16

122

204Example

DecimalExample

Binary1891617242532128

64

32

16

8

4

2

1

128

64

32

16

8

4

2

1

128

64

32

16

8

4

2

1

255NetworkClassA:ClassB:ClassC:ClassD: MulticastClassE:ResearchIPAddressClassesNetworkHostHostHostNetworkNetworkHostHostNetworkNetworkNetworkHost8bits8bits8bits8bitsIPAddressClasses1ClassA:Bits:0NNNNNNNHostHostHost891617242532Range(1-126)00000000~01111111？1ClassB:Bits:10NNNNNNNetworkHostHost891617242532

Range(128-191)10000000~101111111ClassC:Bits:110NNNNNNetworkNetworkHost891617242532

Range(192-223)11000000~110111111ClassD:Bits:1110MMMMMulticastGroupMulticastGroupMulticastGroup891617242532

Range(224-239)11100000~11101111默认掩码A类：B类：C类：广东警官学院计算机系RFC1918指明的专用地址(privateaddress)

A类：到55B类：到55C类：到55这些地址只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和因特网上的主机通信。专用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。HostAddresses018E1172.161212NetworkHost..NetworkInterfaceE0E1RoutingTableE0

11111111DeterminingAvailableHostAddresses

思考：A类、C类

172

1600

10101100

00010000

00000000

0000000016

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

NetworkHost

00000000

00000001

11111111

11111111

11111111

11111110......

00000000

00000010

11111101123655346553565536-...265534N2N-2=216-2=65534要求对于每一类网络，都要求弄清楚：网络地址广播地址合法主机范围IPAddressClassesExerciseAddressClassNetworkHost004620BroadcastIPAddressClassesExerciseAnswersAddressClassNetworkHost004620ABCCBNonexistent0062子网寻址与子网规划

划分子网概述1划分子网要点2

用“块尺寸”算法快速划分子网3

子网规划4分组转发算法5（1）划分子网概述IP地址空间的利用率有时很低。给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。两级的IP地址不够灵活。缩减网络流量、优化网络性能、简化管理、可以更为灵活地形成大覆盖范围的网络。从主机号借用若干个位作为子网号subnet-id，而主机号host-id也就相应减少了若干个位。划分子网概述分类IP设计不合理划分子网的好处划分子网的方法IP地址::={<网络号>,<子网号>,<主机号>}NetworkAddressingwithoutSubnets无子网寻址…...5354NetworkAddressingwithSubnets子网寻址SubnetAddressing子网寻址00600050E0172.16NetworkNetworkInterfaceE0E1NewRoutingTable

2160Host..E1SubnetAddressing子网寻址00600050E0E1172.162160NetworkHost..NetworkInterfaceE0E1NewRoutingTableSubnet（2）划分子网要点熟记掩码表。（见下表）1网络地址=IPAND子网掩码。逐位相与，重点是关键字节。2广播地址：主机位为全1时的IP。3合法IP地址块：第一个可用IP=网络号+1，最后一个可用IP=广播地址-14给出主机IP、子网掩码，求出IP类别、子网地址、广播地址、子网地址块范围。默认子网掩码25525500B类地址NetworkHost

11111111

11111111000000000000000025500A类地址NetworkHost

1111111100000000000000000000000002552550C类地址

11111111

1111111100000000255

11111111掩码的另一种表示法—斜线记法CIDR还使用“斜线记法”(slashnotation)，它又称为CIDR记法，即在IP地址后面加上一个斜线“/”，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：A类地址/8，B类地址：2/16，C类地址：0/24，划分子网后：0/26单字节（关键字节）掩码对照表1 0 0 0 0 0 0 0 = 1281 1 0 0 0 0 0 0 = 1921 1 1 0 0 0 0 0 = 2241 1 1 1 0 0 0 0 = 2401 1 1 1 1 0 0 0 = 2481 1 1 1 1 1 0 0 = 2521 1 1 1 1 1 1 0 = 2541 1 1 1 1 1 1 1 = 255128 64 32 16 8 4 2 1广播地址：主机号全为1时55(Directedbroadcast直接广播)55(Localnetworkbroadcast本地广播)X55(Allsubnetsbroadcast所有子网广播)141.14.010000001111111111111111

11000000(a)点分十进制表示的IP地址(c)子网掩码是00000000141.14.

72.24.001001000141.14..24(b)IP地址的第3字节是二进制(d)IP地址与子网掩码逐位相与(e)网络地址（点分十进制表示）思考：广播地址？合法主机IP范围？【例4-2】已知IP地址是4，子网掩码是。试求网络地址。141.14.010000001111111111111111

11100000(a)点分十进制表示的IP地址(c)子网掩码是00000000141.14.

72.24.001001000141.14..24(b)IP地址的第3字节是二进制(d)IP地址与子网掩码逐位相与(e)网络地址（点分十进制表示）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。

思考：广播地址？合法主机IP范围？【例4-3】在上例中，若子网掩码改为。试求网络地址，讨论所得结果。AddressingSummaryExample101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010101011000001000000000010101111111010110000010000000000101000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60922891299012345678916172216011111000IPHostAddress: 21SubnetMask:48NetworkSubnetHost21:1100000011111111Subnet:11000000101010001010100011111111000001010000010111111111011110010111100048:C类子网寻址举例SubnetAddress=20HostAddresses=21–26BroadcastAddress=27FiveBitsofSubnettingBroadcast:NetworkNetwork11000000101010000000010101111111（3）用“块尺寸”算法快速划分子网答：借用n位主机位作为子网位，则：2n答：主机的位数m=子网掩码中的0的个数，则为有效主机数为2m-2。答：块尺寸=256-关键字节掩码，或：块尺寸=2掩码中0的个数。子网号从0开始，依次为块大小的整数倍。比如块大小为64，则子网号为0,64,128,192。以C类地址的子网划分为例，该快速方式，从回答以下5个问题开始：（1）子网数？（2）每个子网有效的主机数？（3）有效的子网号？注：以下关于子网的讨论，计算时考虑了在网络设计中将使用命令ipsubnet-zero。全0和全1的子网都可用。块尺寸仅在关键字节进行！（掩码中1的个数除于8余数的字节。非0、255所在的字节。）用“块尺寸”算法快速划分子网（续）答：紧邻下一个子网的地址，实质上是主机位全为1时的IP。本示例中，块大小为64，则子网号为0的广播地址为63,64子网的广播地址为127,128子网的广播地址为191,192子网的广播地址为255。答：介于子网地址和广播地址之间的地址，除去子网号和广播地址的地址。若块大小为64，子网号为0，广播地址为63，则合法主机号介于0~63，除去子网号和广播地址即是合法的主机号范围：1~62。例：结点地址：，子网掩码：92（/26）(1)26-24=2位，22=4个子网。(2)32-26=6位，26-2=62个主机。(3)块尺寸=256-关键字节掩码=256-192=64=26，故子网号分别为0,64,128,192.（4）每个子网的广播地址是什么？（5）子网有效主机号？悟：关键是找到关键字节，计算出块尺寸大小。课堂练习：

结点地址为3，子网掩码为24，求此结点地址的子网号及广播地址。结点地址为74，子网掩码为40，求此结点地址的子网号及广播地址。结点地址为7，子网掩码为52，求此结点地址的子网号及广播地址。感悟：风暴式的训练，使得曾经很难的问题变得轻而易举。本部分内容详见“N0.2★★★《CCNA学习指南》中文清晰第6版640-802.pdf”P139-150。123C类子网划分总结/25 对于/25你应该知道什么？ 128的掩码，1位为1，7位为0(10000000) 块尺寸为128，2个子网，每个子网中有126个主机号/26 对于/26你应该知道什么？ 192的掩码，2位为1，6位为0(11000000) 块尺寸为64，4个子网，每个子网中有62个主机号

……/30 对于/30你应该知道什么？ 252的掩码，6位为l，2位为0(11111100) 块尺寸为4，64个子网，每个子网中有2个主机号A类、B类IP地址的子网划分A类网络的子网划分与B类和C类并没有任何不同，只是在这里有24位主机位可以使用，而在B类网络地址中只有16位，在C类网络地址中只有8位。可以逐字节进行块尺寸的划分。可参考：“N0.2★★★《CCNA学习指南》中文清晰第6版640-802.pdf”P150-161。思考题: 已知掩码：24

A：12、B：20C：76、D：22画出网络连接示意图，注明各主机的子网地址和主机地址加入第5台主机，可与D直接通信，其IP范围？将A的地址改为68，问其直接广播地址和本地广播地址？本地广播地址哪些主机可收到？若使4台主机能直接通信，可采取什么办法？4321（4）SubnetPlanning子网规划要点默认掩码：分类IP中，A类、B类、C类的默认掩码，A类是(/8)、

B类是(/16)、

C类是(/24)；确定子网掩码：划分子网后，子网地址::={<网络号>,<子网号>}，故子网掩码为内部网络号标识所在位均为1，主机位为全0的32位编码。比如C类IP，子网位为2bits，其子网掩码为11111111.11111111.11111111.11000000，即92。SubnetPlanning子网规划要点(续)子网的位数：即需借用主机的位数。根据需要的子网数Num_Net，确定需要借用的主机位数x。2x-2≥Num_Netx≥log2(Num_Net+2)可用子网数=2子网的位数-2（一般去掉全0和全1的子网）主机的位数：就是子网掩码中0的个数或CIDR表示法中的32-斜杠后面的值。每个子网的可用IP数=2主机的位数-2（去掉全0的主机号—网络地址，全1的主机号—广播地址。）子网分析：广播地址、地址块。SubnetPlanning子网规划实例1：

子网规划：确定子网需要借用主机多少位？确定子网掩码、确定主机有多少位？Othersubnets62820subnets5hostspersubnetClassCaddress:子网规划实例分析已知：ClassCaddress:需要划分20subnets，5hostspersubnet分析：C类地址默认掩码为，有8位主机位，20个子网需借用5位主机位，还剩3位，作为划分子网后的主机位，符号题目要求。子网掩码：48。子网地址为：、6、4、……、40，共30个子网。111110005位用于子网地址子网掩码:48NetworkSubnetHost11111111Subnet:110000001010100011111111000001011111111100001001~11048:子网规划实例分析子网地址=~40主机地址=~441~46NetworkNetwork110000001010100000000101:0000000011110001~110:::课堂练习：某单位申请到一C类地址，分给6个部门使用，每个部门的主机数不超过30台。试为该单位进行子网划分。划分子网数为多少个？列出子网地址。每个子网的最多主机数？采用的子网掩码是什么？C类地址中24位网络标识，8位主机标识。将主机标识中的前3位分离出来作为子网地址标识。则：这个C类地址可以被分成23-2=6个子网，2、4、6、28、60、92每个子网可以拥有25-2=30台主机(全0和全1分别为子网网络地址和广播地址)。子网掩码都是24（即11111111.11111111.11111111.11100000）。思考练习题1、某台路由器在其接口上接收到一个目标地址为91/26的数据包。对这个数据包路由器将怎么做？2、若子网掩码为(/20),那么IP地址0所属的子网地址、广播地址、合法地址范围是什么？在不划分子网的两级IP地址下，从IP地址得出网络地址是个很简单的事。但在划分子网的情况下，从IP地址却不能唯一地得出网络地址来，这是因为网络地址取决于那个网络所采用的子网掩码，但数据报的首部并没有提供子网掩码的信息。因此分组转发的算法也必须做相应的改动。4.3.2使用子网掩码的分组转发过程在划分子网的情况下路由器转发分组的算法(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的子网掩码和D逐位相“与”，若其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。0目的网络地址子网掩码下一跳282828接口0接口1R23H1子网1：网络地址

子网掩码2830R1

的路由表（未给出默认路由器）R11R2子网2：网络地址28

子网掩码28H2380129H3子网3：网络地址

子网掩码2【例4-4】已知互联网和路由器R1中的路由表。主机H1向H2发送分组。试讨论R1收到H1向H2发送的分组后查找路由表的过程。主机H1要发送分组给H2

0目的网络地址子网掩码下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未给出默认路由器）3H1子网1：网络地址

子网掩码2830R11R2子网2：网络地址28

子网掩码28H2380129H3子网3：网络地址

子网掩码2要发送的分组的目的IP地址：38请注意：H1

并不知道

H2

连接在哪一个网络上。H1

仅仅知道

H2

的

IP

地址是38因此

H1

首先检查主机

38

是否连接在本网络上如果是，则直接交付；否则，就送交路由器

R1，并逐项查找路由表。0目的网络地址子网掩码下一跳282828接口0接口1R2H1子网1：网络地址

子网掩码2830R11R2子网2：网络地址28

子网掩码28H23380129H3子网3：网络地址

子网掩码2主机H1

首先将

本子网的子网掩码28

与分组的IP地址38逐比特相“与”(AND

操作)28AND38的计算255就是二进制的全1，因此255ANDxyz=xyz，这里只需计算最后的128AND138即可。128→10000000138→10001010逐比特AND

操作后：10000000→128283828逐比特AND

操作

H1

的网络地址0目的网络地址子网掩码下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未给出默认路由器）3H1子网1：网络地址

子网掩码2830R11R2子网2：网络地址28

子网掩码28H2380129H3子网3：网络地址

子网掩码2因此H1必须把分组传送到路由器R1然后逐项查找路由表0目的网络地址子网掩码下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未给出默认路由器）3H1子网1：网络地址

子网掩码2830R11R2子网2：网络地址28

子网掩码28H2380129H3子网3：网络地址

子网掩码228AND38=28不匹配!（因为28与路由表中的不一致）R1

收到的分组的目的IP地址：38不一致路由器R1收到分组后就用路由表中第1个项目的子网掩码和38逐比特AND

操作0目的网络地址子网掩码下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未给出默认路由器）3H1子网1：网络地址

子网掩码2830R11R2子网2：网络地址28

子网掩码28H2380129H3子网3：网络地址

子网掩码228AND38=28匹配!这表明子网2就是收到的分组所要寻找的目的网络R1

收到的分组的目的IP地址：38一致!路由器R1再用路由表中第2个项目的子网掩码和38逐比特AND

操作课堂练习P1844-21列出子网号及主机号某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为。该单位有4000台机器，分布在16个不同在地点。如选用子网掩码为，试给每一个地点分配一个子网号码，并列出主机号的范围。分析：（/24）回答5个问题：（1）子网数：28-2=254；（假定0号和最后一个子网不用）（2）每个子网的主机数：28-2=254；（3）块尺寸：第3字节的块尺寸=256-255=1，故子网号为0、1、2、……、255。子网号广播地址第一个IP最后一个IP55545554……………………5554划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇到的困难。然而在

1992

年因特网仍然面临三个必须尽早解决的问题，这就是：B类地址在1992年已分配了近一半，眼看就要在1994年3月全部分配完毕！因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。整个IPv4的地址空间最终将全部耗尽。4.3.3无分类编址CIDR1.网络前缀1987年，RFC1009就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码VLSM(VariableLengthSubnetMask)可进一步提高IP地址资源的利用率。在VLSM的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择CIDR(ClasslessInter-DomainRouting)。IP编址问题的演进为什么要引入VLSM？有类路由：在这个有类地址区域内的所有端口都使用相同的子网掩码。这就是所谓的有类路由。RIP和IGRP都被称为有类路由协议。无类路由：网络中混合使用不同长度的子网掩码。无类路由选择协议支持子网信息的通告。因而，你可以使用诸如RIPv2、EIGRP或OSPF等路由选择协议来使用VLSM。典型的有类网络。低效，IP利用率低，不能满足实际的需求。在两个路由器之间用了14个IP，而需要25个主机IP的网络却只能得到14个IP，不能高效地使用IP。VLSM采用无类路由设计，很好地解决了上述的问题。合理分配IP，使IP的利用率较高。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最主要的特点无分类的两级编址的记法是：IP地址::={<网络前缀>,<主机号>}(4-3)CIDR还使用“斜线记法”(slashnotation)，它又称为CIDR记法，即在IP地址后面加上一个斜线“/”，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）。CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成“CIDR地址块”。

无分类的两级编址CIDR记法的其他形式/10可简写为10/10，也就是将点分十进制中低位连续的0省略。/10相当于指出IP地址的掩码是，即

11111111110000000000000000000000网络前缀的后面加一个星号*的表示方法如0000101000*，在星号*之前是网络前缀，而星号*表示IP地址中的主机号，可以是任意值。CIDR地址块/20表示的地址块共有212个地址（因为斜线后面的20是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是32-20=12位）。这个地址块的起始地址是。在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“/20地址块”。/20地址块的最小地址：/20地址块的最大地址：55全0（网络地址）和全1（广播地址）的主机号地址一般不使用。思考：如何使用块尺寸思想快速知道地址块的范围？子网的位数：将子网掩码中1的个数减去默认掩码的1的个数即为子网的位数；主机的位数：就是子网掩码中0的个数或CIDR表示法中的32-斜杠后面的值。/20表示的地址（212个地址）1000000000001110

00100000000000001000000000001110

00100000000000011000000000001110

00100000000000101000000000001110

00100000000000111000000000001110

00100000000001001000000000001110

00100000000001011000000000001110

00101111111110111000000000001110

00101111111111001000000000001110

00101111111111011000000000001110

00101111111111101000000000001110

0010111111111111所有地址的20位前缀都是一样的最小地址最大地址P142表4-7常用的CIDR地址块CIDR前缀长度点分十进制（掩码）包含的地址数相当于包含分类的网络数/15217=128k2个B类（2x216）或512个C类（29x28）/16216=64k1个B类或256个C类/17215=32k128个C类前缀掩码主机数块尺寸/1323*28*288/256/256/1422*28*284/256/256/1521*28*282/256/256/1628*28256/256/1727*28128/256/1826*2864/256/1925*2832/256/2024*2816/256/2123*288/256/2222*284/256/2321*282/256/2428256/252827128/26922664/27242532※※※块尺寸分析块尺寸，是快速进行VLSM的基础如果某网络的块尺寸是32，你必须从0开始，像这样0，32，64，96等。记住：你不可从任何你想要开始的位置开始，你必须总是开始于0。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（例如上千个）原来传统分类地址的路由。路由聚合也称为构成超网(supernetting)。CIDR虽然不使用子网了，但仍然使用“掩码”这一名词（但不叫子网掩码）。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。路由聚合(routeaggregation)子网汇聚（超网）超网是与子网类似的概念--IP地址根据子网掩码被分为独立的网络地址和主机地址。但是，与子网把大网络分成若干小网络相反，超网是把一些小网络组合成一个大网络。子网汇聚（超网）就是主机位向网络位借位。换言之，就是减少网络位，增加主机位。子网汇聚相当于子网划分的逆运算。超网地址规划又称为地址汇聚，在实际应用中一般是为了减轻路由表的负载而引进地址汇聚的概念(超网)。路由汇聚的含义是把一组路由汇聚为一个单个的路由广播。路由汇聚的最终结果和最明显的好处是缩小网络上的路由表的尺寸，进而减少延迟。超网汇聚实例：将/24、/24、/24、/24这4个网络地址用一个网络地址包含进去。这4个地址分别用二进制表示：11000000.10101000.00000000.00000000/24【/24】11000000.10101000.00000001.00000000/24【/24】11000000.10101000.00000010.00000000/24【/24】11000000.10101000.00000011.00000000/24【/24】我们通过查看它们的二进制形式可以发现，它们的前22位是一样的，所以，我们就可以将它们的网络位在原有的基础上向后退2位，变成22位。因此，就变成以下这样：11000000.10101000.00000000.00000000/24【/22】11000000.10101000.00000001.00000000/24【/22】11000000.10101000.00000010.00000000/24【/22】11000000.10101000.00000011.00000000/24【/22】所以，以上这4个网络地址可以使用/22来汇聚成一个地址。2.最长前缀匹配使用CIDR时，路由表中的每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成。在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果。应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由：最长前缀匹配(longest-prefixmatching)。网络前缀越长，其地址块就越小，因而路由就越具体(morespecific)

。最长前缀匹配又称为最长匹配或最佳匹配。

收到的分组的目的地址D=28路由表中的项目：/22（ISP）

28/25（四系）查找路由表中的第1个项目ANDD=206.0.01000100.0第1个项目/22的掩码M

有22个连续的1。M=11111111111111111111110000000000因此只需把D

的第3个字节转换成二进制。M=11111111111111111111110000000000206.0.01000100.0与/22匹配最长前缀匹配举例收到的分组的目的地址D=28路由表中的项目：/22（ISP）

28/25（四系）再查找路由表中的第2个项目ANDD=0000000第2个项目28/25的掩码M

有25个连续的1。M=11111111111111111111111110000000因此只需把D

的第4个字节转换成二进制。M=111111111111111111111111100000000000000与28/25匹配最长前缀匹配举例最长前缀匹配DAND(11111111111111111111110000000000)=/22匹配DAND(11111111111111111111111110000000)=28/25匹配选择两个匹配的地址中更具体的一个，即选择最长前缀的地址。

3.使用二叉线索查找路由表当路由表的项目数很大时，怎样设法减小路由表的查找时间就成为一个非常重要的问题。为了进行更加有效的查找，通常是将无分类编址的路由表存放在一种层次的数据结构中，然后自上而下地按层次进行查找。这里最常用的就是二叉线索(binarytrie)。IP地址中从左到右的比特值决定了从根结点逐层向下层延伸的路径，而二叉线索中的各个路径就代表路由表中存放的各个地址。为了提高二叉线索的查找速度，广泛使用了各种压缩技术。用5个前缀构成的二叉线索

32位的IP地址唯一前缀01000110000000000000000000000000010001010110000000000000000000000000010101100001000000000000000000000000011101100000000001000000000000000001011010111011000010100000000000000000101110000111111105“块尺寸”算法小结设网络前缀（或网络位）所占的位数m。CIDR的斜线记法：/m。虽然斜线记法一般只用于CIDR，其实分类的IP，也适用于斜线记法，表示如下：A类IP：/8，表示默认掩码为。B类IP：/16，表示默认掩码为。C类IP：/24，表示默认掩码为。由此，所有IP都可统一使用斜线记法来表示。/m可以表示下面5种含义，只要我们弄清楚其含义，分析IP问题就有了依据。下面以分析IP：/13的含义为例进行说明。（一）深入理解斜线记法的含义（1）表示IP地址中的前缀位为m。此例中前缀位为13位，即：1010110000010为前缀位。（2）表示掩码中1的个数，此例中为13个1，即：11111111111110000000000000000000，点分十进制：。（3）表示本网中的主机位数为：32-m，本例中为：32-13=19。（4）关键字节：需要引起注意的八位位组，即那些不同于0或255的值；在m/8的中余数个1所在的字节。One_num=余数，

Zero_num=8-余数， 由此可知掩码块尺寸IP_block=2Zero_num，掩码M=256-IP_block。本例中为：13/8余数为5，所在字节为第二个字节。One_num=5，Zero_num=8-3=3，由此可知块尺寸IP_block=23=8，掩码M=256-8=248。子网地址为：0、8、16、……、240、248。（块尺寸的整数倍。）（5）CIDR地址块：介于主机位全0和主机位全1的地址，即介于子网地址和广播地址之间的地址，除去子网号和广播地址的地址。本例中，子网地址为：/13，广播地址为：55/13，故CIDR地址块为：~54。（二）以“块尺寸”为核心的IP地址规划(1)在分类IP中①根据需要的子网数Num_Net，确定需要借用的主机位数x。2x-2≥Num_Netx≥log2(Num_Net+2)②确定子网掩码。网络前缀=默认掩码中1的位数+x，由此可知子网掩码。③按固定块尺寸对子网地址进行分配。块尺寸=256-关键字节M，一般情况下建议去掉子网号全0、全1的子网。(2)VLSM中①按需分配，根据各网络需求分别得出所需主机位，从而得出所需前缀位，写出掩码。设需要的主机数为Num_Host，要求所需的主机位数为y，则：2y-2≥Num_Hosty≥log2(Num_Host+2)前缀位=32-y，由此可得掩码。②对地址块进行分析，得出地址块的IP范围。③对各网络按各自的块尺寸对IP进行分配。（三）快速进行子网汇聚（构成超网、路由汇聚）（1）找出汇聚的关键字节（2）分析可用多大的块尺寸将所有子网包含进去：（3）找到一个块尺寸2n，使得： ①块尺寸>=最大关键字节-最小关键字节 ②最小关键字节/块尺寸的商=最大关键字节/块尺寸的商（4）计算网络前缀位。由块尺寸2n，可得要向前缀借n位作子网汇聚。故网络前缀位=子网的前缀位-n。（5）汇聚后的网络地址=任一关键字节-关键字节/块尺寸的余数实例分析：网工.2012年11月真题56对下面4条路由：202．115．129．0/24、202．115．130．0/24、202．115．132．0/24和202．115．133．0/24进行路由汇聚，能覆盖这4条路由的地址是(56)。A．202．115．128．0/21 B．202．115．128．0/22C．202．115．130．0/22 D．202．115．132．0/23分析：题中给出的4条路由，第3字节的值不同，故第3字节为关键字节，其值范围为129~133，因为133-129=4，故首先假定块尺寸为4，但129/4=32……1，133/4=33……1，商不相等，故块尺寸>4，假定为8，129/8=16……1，133/8=16……5，商相等，所以块尺寸为8，因此第3字节的掩码=256-8=248，即：11111000，网络地址为：129-1=128，网络前缀为8+8+5=21，故选择选项A。6IP规划课堂练习有4个子网：/24、/24、/24和/24，经路由汇聚后得到的网络地址是（51）。（51）A./20 B./21C./21 D./20练习1：CIDR路由汇聚练习练习2：P1854-264-26有如下的4个地址块，试进行最大可能的聚合。

/2410000100 /2410000101 /2410000110 /2410000111悟：只需要让地址块属于同一个子网就行。132~135，块号为4，借用2位前缀位即可，网络地址为0,4,8,……,132,136,……,252。因特网/22/18ISP大学X一系二系三系