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第7章 网络互联与因特网基础（续） 7.4 划分子网和构造超网 7.4.1 划分子网 原因: 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。 解决问题的方法： 在 IP 地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址，这种做法叫作划分子网(subnetting) 。 划分子网的基本思路 一个拥有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网。 从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个比特。 IP地址 ::= {网络号, 子网号, 主机号} 划分子网只是将 IP 地址的本地部分进行再划分，而不改变 IP 地址的因特网部分。 划分子网的基本思路（续） 凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。 然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。 最后就将 IP 数据报直接交付给目的主机。 一个未划分子网的 B 类网络145.13.0.0 划分为三个子网后对外仍是一个网络 划分子网后变成了三级结构 当没有划分子网时，IP 地址是两级结构，地址的网络号字段也就是 IP 地址的“因特网部分”，而主机号字段是 IP 地址的“本地部分”。 划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。划分子网只是将 IP 地址的本地部分进行再划分，而不改变 IP 地址的因特网部分。 2. 子网掩码 问题：从一个 I P数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分,无法判断其所在的子网地址。那么，如何找出IP地址中的子网部分？ 方法：使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。 IP 地址的各字段和子网掩码 (IP 地址) AND (子网掩码) =网络地址 A 类、B 类和 C 类 IP 地址的默认子网掩码 7.4.2 使用子网掩码的分组转发过程 问题：在划分子网的情况下，从IP地址却不能惟一地得出网络地址来 原因：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。 那么，划分子网掩码后如何进行分组转发？ 方法：在路由表中增加子网掩码的信息。 划分子网后分组的转发举例 主机 H1 要发送分组给 H2 主机 H1 首先将本子网的子网掩码 255.255.255.128与分组的 IP 地址 128.30.33.138 逐比特相“与”(AND 操作) 因此 H1 必须把分组传送到路由器 R1然后逐项查找路由表 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 128.30.33.138 逐比特 AND 操作 路由器 R1 再用路由表中第 2 个项目的子网掩码和 128.30.33.138 逐比特 AND 操作 在划分子网的情况下路由器转发分组的算法 7.4.3 无分类编址 CIDR1. 网络前缀 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。 IP 编址问题的演进 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 CIDR 最主要的特点： 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 无分类的两级编址的记法是： IP地址 ::= {网络前缀, 主机号} CIDR 还使用“斜线记法”(slash notation)，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比特数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中