CIDR地址块及其子网划分

在这里插入图片描述 CIDR概述及其地址块计算

CIDR中文全称是无分类域间路由选择,英文全称是Classless Inter-Domain Routing,在平常,大家多称之为无分类编址,它也是构成超网的一种技术实现。CIDR在一定程度上解决了路由表项目过多过大的问题。CIDR之所以称为无分类编址,就是因为CIDR完全放弃了之前的分类IP地址表示法,它真正消除了传统的A类、B类、C类地址以及划分子网的概念,它使用如下的IP地址表示法:

IP地址 ::= {<网络前缀>, <主机号>} / 网络前缀所占位数

CIDR仅将IP地址划分为网络前缀和主机号两个部分,可以说又回到了二级IP地址的表示,不过大家要注意,最后面用“/”斜线分隔,在其后写上了网络前缀所占的位数,这样就不需要告知路由器地址掩码,仅需要通过网络前缀所占的位数就可以得到地址掩码,为了统一,CIDR中的地址掩码依然称为子网掩码。

CIDR表示法给出任何一个IP地址,就相当于给出了一个CIDR地址块,这是由连续的IP地址组成的,所以CIDR表示法构成了超网,实现了路由聚合,即从一个IP地址就可以得知一个CIDR地址块。例如:已知一个IP地址是:128.14.35.7/20,那么这个已知条件告诉大家的并不仅仅是一个IP地址这么简单,我们来分析一下。

128.14.35.7/20 = 10000000 00001110 00100011 00000111

即前20位是网络前缀,后12位是主机号,那么我们通过令主机号分别为全0和全1就可以得到一个CIDR地址块的最小地址和最大地址,即

最小地址是:128.14.32.0 = 10000000 00001110 00100000 00000000
最大地址是:128.14.47.255 = 10000000 00001110 00101111 11111111
子网掩码是:255.255.240.0 = 11111111 11111111 11110000 00000000

因此就可以看出来,这个CIDR地址块可以指派(47-32+1)*256=4096个地址,这里没有把全0和全1除外。

CIDR子网划分

在CIDR表示法中也可以进行进一步的子网划分,和前面的子网划分类似,我们只需要从主机号中借走一定的位数即可,这里与前面的基本子网划分不同,借走2位时可以划分成4个子网,不用减2,其他位数类似。下面通过一个例子来讲解CIDR中的子网划分。

例:某个机构拥有一个大的CIDR地址块,即206.0.64.0/18,现在某个高校需要申请一个较大的CIDR地址块以供学校使用,学校内部又分为4个系,由于每个系的人数不一样,所以要给人数较多的系分配较多的IP地址,人数较少的系分配较少的IP地址,现在采用以下的分配方案:

机构分配给该高校一个CIDR地址块:206.0.68.0/22,然后该高校内部的分配方案如下:

一系:206.0.68.0/23,一系内部又分为206.0.68.0/25、206.0.68.128/25、206.0.69.0/25和206.0.69.128/25四个子网。
二系:206.0.70.0/24,二系内部又分为206.0.70.0/26、206.0.70.64/26、206.0.70.128/26和206.0.70.192/26四个子网。
三系:206.0.71.0/25,三系内部又分为206.0.71.0/26和206.0.71.64/26两个子网。
四系:206.0.71.128/25,四系内部又分为206.0.71.128/26和206.0.71.192/26两个子网。

请分析以上方案划分的具体细节。

答:这是一个CIDR子网划分中比较复杂的例子,如果大家能分析透彻这个例子,那么对于CIDR的子网划分的计算就基本不在话下了。

我们一步一步来讨论:

第一,这个机构拥有的地址块是206.0.64.0/18 =206.0.0100 0000.0000 0000/18,网络前缀是18位,所以其

最小地址是:206.0.64.0/18 = 206.0.0100 0000.0000 0000/18
最大地址是:206.0.127.255/18 = 206.0.0111 1111.1111 1111/18
子网掩码是:255.255.192.0/18 = 1111 1111.1111 1111.1100 0000.0000 0000/18
拥有的地址数:(127-64+1)*(255-0+1)=16384

然后,我们来看一下这个机构给该高校分配的CIDR地址块,即206.0.68.0/22,由此可以看出来网络前缀由18增加到了22,所以该机构相当于将其CIDR地址块划分成了16个子块即子网,然后给该高校了第二个子网,即206.0.0100 0100.0/22,黑色加粗的部分是原来的网络前缀,后面红色部分类似于前面介绍的子网号,由于是4位,所以可以从0000~1111,共16个子网,0001自然就是第二个子网。

第二,既然高校拥有了机构的第二个子网的CIDR地址块206.0.68.0/22 = 206.0.0100 0100.0/22,其网络前缀是22位,所以其

最小地址是:206.0.68.0/22 = 206.0.0100 0100.0000 0000/22
最大地址是:206.0.71.255/22 = 206.0.0100 0111.1111 1111/22
子网掩码是:255.255.252.0/22 = 1111 1111.1111 1111.1111 1100.0000 0000/22
拥有的地址数:(71-68+1)*(255-0+1)=1024
然后该高校内部又对这个CIDR地址块进行了划分,进一步得到了高校内部的子网,紧接着我们来看看一系的CIDR地址块是怎么得到的。

第三,一系的CIDR地址块是206.0.68.0/23,可以看出来其网络前缀相对于高校的CIDR地址块来说增加了1位,说明高校首先将其CIDR地址块划分成了2个子网,其中一个给了一系。那么这两个子网分别是:一系的:206.0.68.0/23 = 206.0.0100 0100.0/23和剩余的(记为余1):206.0.70.0/23 =206.0.0100 0110.0/23,注意其中的红色部分就是新增的这一位,用来标志两个子网。

那么,一系的
最小地址是:206.0.68.0/23 = 206.0.0100 0100.0000 0000/23
最大地址是:206.0.69.255/23 = 206.0.0100 0101.1111 1111/23
子网掩码是:255.255.254.0/23 = 1111 1111.1111 1111.1111 1110.0000 0000/23
拥有的地址数:(69-68+1)*(255-0+1)=512

余1的
最小地址是:206.0.70.0/23 = 206.0.0100 0110.0000 0000/23
最大地址是:206.0.71.255/23 = 206.0.0100 0111.1111 1111/23
子网掩码是:255.255.254.0/23 = 1111 1111.1111 1111.1111 1110.0000 0000/23
拥有的地址数:(71-70+1)*(255-0+1)=512
现在,一系的CIDR地址块已经很明确,然后一系内部又进行了划分,即又分为206.0.68.0/25、206.0.68.128/25、206.0.69.0/25和206.0.69.128/25四个子网,网络前缀从23位变成了25位,相当于占用了主机号两位,所以可以划分为4个子网,分别对应00、01、10、11这四个子网,这四个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到,这个比较简单,建议大家可以自己手动计算一下,正好看看自己掌握了多少,这里就不再给出这四个子网的细节。

第四,一系明确以后,就要考虑其他系的划分,可以看到二系分配到的CIDR地址块是206.0.70.0/24,可以看出来其网络前缀相对于余1的CIDR地址块来说增加了1位,说明余1的CIDR地址块被划分成了2个子网,其中一个给了二系。那么这两个子网分别是:二系的:206.0.70.0/24 = 206.0.0100 0110.0/24和剩余的(记为余2):206.0.71.0/24 =206.0.0100 0111.0/24,注意其中的红色部分就是新增的这一位,用来标志两个子网。

那么,二系的
最小地址是:206.0.70.0/24 = 206.0.0100 0100.0000 0000/24
最大地址是:206.0.70.255/24 = 206.0.0100 0100.1111 1111/24
子网掩码是:255.255.255.0/24 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000/24
拥有的地址数:(70-70+1)*(255-0+1)=256

余2的
最小地址是:206.0.71.0/24 = 206.0.0100 0111.0000 0000/24
最大地址是:206.0.71.255/24 = 206.0.0100 0111.1111 1111/24
子网掩码是:255.255.255.0/24 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000/24
拥有的地址数:(70-70+1)*(255-0+1)=256
现在,二系的CIDR地址块已经很明确,然后二系内部又进行了划分,即又分为206.0.70.0/26、206.0.70.64/26、206.0.70.128/26和206.0.70.192/26四个子网,网络前缀从24位变成了26位,相当于占用了主机号两位,所以可以划分为4个子网,分别对应00、01、10、11这四个子网,这四个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到,这个比较简单,建议大家可以自己手动计算一下,正好看看自己掌握了多少,这里就不再给出这四个子网的细节。

第五,二系明确以后,就要考虑其他系的划分,可以看到三系分配到的CIDR地址块是206.0.71.0/25,而四系分配到的CIDR地址块是206.0.71.128/25,可以看出来其网络前缀相对于余2的CIDR地址块来说增加了1位,说明余2的CIDR地址块被划分成了2个子网,其中一个给了三系,另外一个给了四系。那么这两个子网分别是:三系的:206.0.71.0/25 = 206.0.71.0000 0000/25和四系的:206.0.71.128/25 = 206.0.71.1000 0000/25,注意其中的红色部分就是新增的这一位,用来标志两个子网。

那么,三系的
最小地址是:206.0.71.0/25 = 206.0.0100 0100.0000 0000/25
最大地址是:206.0.71.127/25 = 206.0.0100 0100.0111 1111/25
子网掩码是:255.255.255.128/25 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1000 0000/25
拥有的地址数:(71-71+1)*(127-0+1)=128

四系的
最小地址是:206.0.71.128/25 = 206.0.0100 0100.1000 0000/25
最大地址是:206.0.71.255/25 = 206.0.0100 0100.1111 1111/25
子网掩码是:255.255.255.128/25 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1000 0000/25
拥有的地址数:(71-71+1)*(255-128+1)=128

现在,三系和四系的CIDR地址块已经很明确,到目前为止,该高校已经将所有的CIDR地址块分配给了四个系,一系有512个地址,二系有256个地址,三系和四系各有128个地址。然后三系内部又进行了划分,即又分为206.0.71.0/26和206.0.71.64/26两个子网,网络前缀从25位变成了26位,相当于占用了主机号一位,所以可以划分为2个子网,分别对应0、1这两个子网,同时,四系内部也又进行了划分,即又分为206.0.71.128/26和206.0.71.192/26两个子网,网络前缀从25位变成了26位,相当于占用了主机号一位,所以可以划分为2个子网,分别对应0、1这两个子网,三系和四系各自的两个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到,这个比较简单,建议大家可以自己手动计算一下,正好看看自己掌握了多少,这里就不再给出这些子网的细节。

至此,我们已经分析完了本题,上面都是我一位位自己敲上去的,所以大家看完后想要稳固掌握的话建议自己也计算一遍,如果发现我有错误,欢迎大家指正。

最后,我用一副图来展示下这个划分过程。

在这里插入图片描述文章来自:CIDR地址块及其子网划分(内含原始IP地址分类及其子网划分的介绍)

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