VLSM & CIDR

VLSM提出供了在一个主类(ABC)网络内包含多个子网掩码的能力,以及对一个子网的再进行子网划分的能力。它的优点如下:
1:对IP地址更为有效的使用-如果不采用VLSM,公司将被限制为在一个ABC类网络号内只能使用一个子网掩码;
2:就用路由归纳的能力更强-VLSM允许在编址计划中有更多的体系分层,因此可以在路由表内进行更好的路由归纳。
 
路由归纳
在大型互连网络中,存在着成百上千的网络。在这环境中,一般不希望路由器在它的路由表中保存所有的这些路由。路由归纳(也被子称为路由聚合或超网supernetting)可以减少路由器必须保存的路由条目数量,因为它是在一个归纳地址中代表一系列网络号的一种方法。
在大型、复杂的网络中使用路由归纳的另一个优点是它可以使其它路由器免受网络拓朴结构变化的影响。只有在就用了一个正确的地址规划时,路由归纳才能可行和最有效,在子网环境中,当网络地址是以2的指数形式的连续区块时,路由归纳是最有效的。
路由选择协议根据共享网络地址部分来归纳或聚合路由。无类别路由选择协议---OSPFEIGRP-支持基于子网地址,包括VLSM编者按址的路由归纳。有类别路由选择协议- RIPv1IGRP-自动地在有类别网络的边界上归纳路由。有类别路由选择协议不支持在任何其它比特边界上的路由归纳,而无类别路由选择协议支持在任何比特边界上的路由归纳。
因为路由表的条目少了,路由归纳可以减少对路由器内存的占用,减少路由选择协议造成的网络流量。网络中的路由归纳能够正确的工作,必须满足下面要求:
1:多个IP地址必须共享相同的高位比特;
2:路由选择协议必须根据32比特的IP地址和高达32比特的前缀长度来作出路由转发决定
3:路由更新必须将前缀长度(子网掩码)与32比特的IP地址一起传输。
变长子网掩码(VLSM)的作用:节约IP地址空间;减少路由表大小.使用VLSM,所采用的路由协议必须能够支持它
 
无类别域间路由(CIDR
CIDR是开发用于帮助减缓IP地址和路由表增大问题的一项技术。CIDRClassless Inter-Domain Routing,无类域间路由)的基本思想是取消IP地址的分类结构,将多个地址块聚合在一起生成一个更大的网络,以包含更多的主机。CIDR支持路由聚合,能够将路由表中的许多路由条目合并为成更少的数目,因此可以限制路由器中路由表的增大,减少路由通告。同时,CIDR有助于IPv4地址的充分利用。CIDR叫做无类域间路由,ISP常用这样的方法给客户分配地址,ISP提供给客户1个块(block size),类似这样:192.168.10.32/28,这排数字告诉你你的子网掩码是多少,/28代表多少位为1,最大/32.但是你必须知道的1点是:不管是A类还是B类还是其他类地址,最大可用的只能为30/,即保留2位给主机位。
使用CIDR聚合地址的方法与使用VLSM划分子网的方法类似。在使用VLSM划分子网时,将原来分类IP地址中的主机位按照需要划出一部分作为网络位使用;而在使用CIDR聚合地址时,则是将原来分类IP地址中的网络位划出一部分作为主机位使用。
EXAM:假设有一组C类地址为192.168.8.0192.168.15.0,如果用CIDR将这组地址聚合为一个网络,其网络地址和子网掩码应该为:
  A. 192.168.8.0/21
  B. 192.168.8.0/20
  C. 192.168.8.0/24
  D. 192.168.8.15/24

KEY
A
  要求将192.168.8.0192.168.15.0这组C类地址聚合为一个网络,我们先将C类地址的第三个八位组转换成二进制:
 
点分十进制
将第三个八位组转换成二进制
192.168.8.0
192.168.00001 000.0
192.168.9.0
192.168.00001 001.0
192.168.10.0
192.168.00001 010.0
192.168.11.0
192.168.00001 011.0
192.168.12.0
192.168.00001 100.0
192.168.13.0
192.168.00001 101.0
192.168.14.0
192.168.00001 110.0
192.168.15.0
192.168.00001 111.0
 
  从上表中可以看出,只要将网络位的低三位划分出来作为主机位,这些C类地址就被聚合在一个网络之中。因此,聚合后的网络地址应该为192.168.8.0/21,正确答案为A

CIDR : netmask
缩短
VLSM: netmask
增长

主机地址只代表一个主机,只有网络地址才有聚合的意义。

 
VLSM(Variable Length Subnet Mask,可变长度子网掩码)和CIDR(Classless Inter-Domain Routing,无类域间路由)是IP网络设计和管理中的关键技术,它们在子网划分和路由优化方面具有重要作用。 ### VLSM 技术原理 VLSM是一种允许在同一个网络地址块中使用不同长度子网掩码的子网划分技术。传统的子网划分方法要求所有子网使用相同的子网掩码,这可能导致IP地址空间的浪费。VLSM通过灵活地分配不同大小的子网,根据每个子网的实际需求来分配不同数量的主机地址,从而提高IP地址的利用率。例如,一个大型子网可能需要更多的主机地址,而一个小型子网只需要较少的地址,VLSM可以根据这些需求分配不同的子网掩码长度[^3]。 ### CIDR 技术原理 CIDR是一种用于IP地址分配和路由的技术,它消除了传统IP地址的分类边界,实现了路由缩放功能。CIDR通过将多个标准网络聚合为一个大的网络,从而减少路由表的规模。这种聚合操作使得路由表中的多个路由可以被汇聚为一条路由,减少了路由设备的负担,并提高了路由表查询速度。CIDR的实现方式是通过将子网掩码向左移动,从而合并多个较小的网络为一个较大的网络[^1]。 ### 子网划分的作用 子网划分的主要目的是将一个大的网络划分为多个较小的子网,以提高网络性能和安全性。VLSM在子网划分中的作用在于其灵活性,它允许网络管理员根据每个子网的具体需求分配不同大小的IP地址块。这种灵活性不仅提高了IP地址的利用率,还简化了网络管理。例如,在一个企业网络中,不同的部门可能需要不同数量的IP地址,VLSM可以根据这些需求进行精确的分配[^4]。 ### VLSMCIDR 的应用区别 VLSMCIDR虽然都涉及子网掩码的操作,但它们的应用场景和目标有所不同。VLSM主要用于子网划分,通过将一个标准网络分成几个小型网络,以满足不同子网的需求。而CIDR则用于网络聚合,通过将几个标准网络合成一个大的网络,以减少路由表的规模。具体来说,VLSM是子网掩码向右移动,而CIDR是子网掩码向左移动。VLSM提高了IP地址的利用率,而CIDR则优化了路由表的结构,减少了路由设备的负担[^1]。 ### 示例 假设有一个网络地址块192.168.0.0/24,需要将其划分为两个子网,一个需要60个主机地址,另一个需要30个主机地址。使用VLSM,可以将第一个子网的子网掩码设置为/26(提供64个地址),第二个子网的子网掩码设置为/27(提供32个地址)。这样,IP地址的浪费被最小化。而在CIDR的应用中,如果多个/24网络需要聚合,可以将它们合并为一个/22网络,从而减少路由表中的条目数[^4]。 ```python # 示例代码:VLSM子网划分 def vlsm_subnetting(network, required_hosts): """ 根据所需主机数进行VLSM子网划分 :param network: 网络地址和子网掩码长度 :param required_hosts: 所需主机数列表 :return: 子网划分结果 """ from ipaddress import ip_network network = ip_network(network, strict=False) subnets = [] required_hosts.sort(reverse=True) for hosts in required_hosts: prefix_length = 32 - hosts.bit_length() subnets.append(network.subnets(new_prefix=prefix_length)) network = next(subnets[-1]) return subnets # 调用函数 vlsm_subnetting('192.168.0.0/24', [60, 30]) ``` ###
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