1、网络前缀

划分子网在一定程度上缓解了互联网在发展中遇到的困难。然而在1992年互联网仍然面临三个必须尽早解决的问题：

(1) 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！

(2) 互联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）。

(3)整个IPv4的地址空间最终将全部耗尽。

1987 年，RFC 1009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 (Variable Length Subnet Mask)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 (Classless Inter-Domain Routing)。

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。

无分类的两级编址的记法是：

CIDR 使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为 CIDR 记法，即在IP地址面加上一个斜线“/”，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： 220.78.168.0/24

CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成“CIDR 地址块”。

128.14.32.0/20 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12位）。这个地址块的起始地址是128.14.32.0。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”。

128.14.32.0/20 地址块的最小地址：128.14.32.0

128.14.32.0/20 地址块的最大地址：128.14.47.255

全0和全1的主机号地址一般不使用。

路由聚合(route aggregation)

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。

路由聚合有利于减少路由器之间的路由选择信息的交换，从而提高了整个互联网的性能。

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。

10.0.0.0/10 可简写为 10/10，也就是把点分十进制中低位连续的0省略。

10.0.0.0/10 隐含地指出 IP 地址 10.0.0.0 的掩码是 255.192.0.0。此掩码可表示为：

网络前缀的后面加一个星号* 的表示方法，如 00001010 00*，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。

常用的CIDR 地址块

构成超网

前缀长度不超过23位的CIDR 地址块都包含了多个C 类地址。

这些C 类地址合起来就构成了超网。CIDR 地址块中的地址数一定是2的整数次幂。网络前缀越短，其地址块所包含的地址数就越多。而在三级结构的IP地址中，划分子网是使网络前缀变长。

CIDR 的一个好处是：可以更加有效地分配IPv4的地址空间，可根据客户的需要分配适当大小的CIDR地址块。

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-prefix matching)。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。

【例】

收到的分组的目的地址：D = 206.0.71.130

路由表中的项目：

D AND (11111111 11111111 11111100 00000000) = 206.0.68.0/22 匹配
D AND (11111111 11111111 11111111 10000000) = 206.0.71.128/25 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。

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 (binary trie)。

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。