【原】图解无类别域间路由(CIDR)

随着网络的快速发展，按以前划分 IP 地址的分类方法， B 类地址基本上很快用尽，而且基于以前分类网络进行地址分配和路由 IP 数据包的设计就已经明显显得可扩充性不足。

按以前 IP 地址分类，一个 IP 地址分成两部分，用于识别接口网络的 网络号 以及识别这个网络中特定主机的 主机号 。而且，按照以前的分类方法，每类中的网络号位数都是固定的，例如 A 类地址网络号一定为 8 位， B 类地址网络号一定为 16 位， C 类地址网络号一定为 24 位。如果给一个企业分配一个 C 类地址，该企业只能分配到 个地址，这显得太少了。但是给一个企业分配一个 B 类地址，该企业又能分配到 个地址，这又显得太多了。因此，为了解决 IPv4 地址快要分配完的压力，以及减缓互联网中路由器的路由表表项的增长，后来出现了一个类似 可变长度子网掩码(VLSM) 的分类寻址方案，以支持 无类别域间路由(Classless Inter-Domain Routing, CIDR) 。

无类别域间路由(CIDR)是一个用于给用户分配 IP 地址以及给路由分配 IP 地址的方法。在 CIDR 中，消除了之前划分 IP 地址以及划分子网的概念，它将 IP 地址分为两部分，第一部分称之为 最高有效位 或者 网络前缀 ，它用来标识一个网络；第二部分称之为 最低有效位 或者 主机标识符 ，它用来标识主机。也就是说，允许 IP 地址的网络号长度是可变的，不再按照以前 IP 地址的网络号只能是 8 位、 16 位或者 24 位。

例如，下面给出了一个 IPv4 地址 128.123.1.8 ，其中，用了红色方框框起来的是 网络前缀 ，图中可见该网络前缀为 28 位，而剩下的 4 位为主机标识符。

由此可知，对于 IPv4 网络前缀的值可以在 0 ~ 32 之间，而 IPv6 网络前缀的值可以在 0 ~ 128 之间。对于上面的例子来说，使用该网络前缀能分配的地址范围是 128.123.1.0 ~ 128.123.1.15 。

在 CIDR 中还引入了一种类似于子网掩码的掩码，通常称之为 CIDR 掩码 或者 掩码 ，一般使用 CIDR 表示法 表示。CIDR 表示法是在 IP 地址后面追加一个斜杠 / 和一个数字，数字表示该 IP 地址的网络前缀长度。网络前缀所占比特数对应于网络号的部分，等效于子网掩码连续 1 的部分。

例如 CIDR 表示法表示的 IPv4 地址 128.123.1.8/28 ，它的 CIDR 掩码是 28 个连续的 1 和后续 4 个连续的 0 ，即用点分十进制表示法表示为 255.255.255.240 ，如下图。通过把 IPv4 地址 和 CIDR 掩码 相与 的方法，我们就能得到该地址的网络前缀，当然，直接截取 IP 地址的前 n 位也是可以获得其网络前缀的，这里的 n 指的是网络前缀的长度。

下面是一些前缀的例子。加粗的部分为其网络前缀。

前缀(CIDR表示法)	前缀(二进制表示法)	地址范围
128.0.0.0/1	1000000 00000000 00000000 00000000	128.0.0.0 ~ 255.255.255.255
128.123.1.0/28	10000000 01111011 00000001 00000000	128.123.1.0 ~ 128.123.1.15
2001:dba::/32	0010000000000001 0000110110111010 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000	2001:dba:: ~ 2001:dba:ffff:ffff

虽然通过取消以前 IP 地址的分类，可以更好地分配适当大小的 IP 地址块，但是没有解决减少路由表条目数。为了解决这个问题，可以采用一个称为 路由聚合 的过程来实现。将相邻的多个 IP 前缀合并成一个短前缀，可以覆盖更多的地址空间。例如下面的网络，如果不使用路由聚合，路由器 R1 的路由表中需要有到 网络 1 和 网络 2 的路由表项， 网络 1 为 206.1.0.0/17 ， 网络 2 为 206.1.128.0/17 ，转化为二进制表示，可以看到它们的网络前缀的前 16 位是相同的，第 17 位分别是 0 和 1 。所以我们可以采用路由聚合，把 网络 1 和 网络 2 构成一个更大的地址块 206.1.0.0/16 ，这样路由器 R1 的路由表项就能减少到 1 项。

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