早在業界還在興建因特網的時候,技術人員專注于理解ip尋址方法的重要性。人們研究的是A類、B類和C地址、子網掩碼以及如何計算這些掩碼。人們對分類方案非常熟悉,以至經常把街道地址同IP地址混為一談。現在有些人仍在這么做。
然而如今,網絡界很少采用所謂的傳統IP尋址方法。更為常見的是,ISP采用無類別域間路由(CIDR)。
分類方案的問題
起初,視網絡規模而定,包括IPv4地址的32位地址空間被分成了五類(見圖表一)。每類地址包括兩個部分:第一個部分識別網絡,第二個部分用來識別該網絡上某個機器的地址。它們采用點分十進制記法表示,有四組數字,每組代表八位,中間用句點隔開。譬如說xxx.xxx.xxx.yyy,其中x表示網絡地址,y表示該站的號碼。分配用來識別網絡的比特越多,該網絡所能支持的站數就越少,反之亦然。
處在最上端的是A類網絡,這專門留給那些節點數最多的網絡――準確地說,是16277214個節點。A類網絡只有126個。B類網絡則針對中等規模的網絡,但照今天的標準來看,規模仍然相當大:擁有65534個節點。B類網絡有65000個。然而,大多數分配的地址屬于C類地址空間,它最多可以包括254個主機。C類網絡超過200萬個。
最后兩類地址:D類和E類有著非凡用途。D類網絡用于多播應用;E類網絡留給將來使用。
地址分類法帶來了兩個問題,最大一個問題就是這些類別無法體現顧客的需求。A類地址實在過大,以至浪費了大部分空間。另一方面,C類網絡對大多數組織來說實在太小,這意味著大多數組織會請求B類地址,但又沒有足夠的B類地址可以滿足需求。
隨著網絡地址數量不斷增加,ISP和運營商面臨的棘手問題也在隨之增多。90年代初促使因特網流量猛增的主角:主干網路由器必須跟蹤每一個A類、B類和C類網絡,有時建立的路由表長達1萬個條目。從理論上來說,路由表大小最多可以設成6萬個條目。假如當初網絡界不是迅速采取行動的話,估計因特網到1994年就到達極限了。
第二個問題就是浪費了地址空間。小規模獨立網絡(譬如20個節點)獲得C類地址后,剩余的234個地址卻閑置不用。此外,大組織會想方設法采用子網化技術(subnetting),把自己的A類或B類地址分成更小、更輕易治理的地址群。子網能夠建立一群群通常與單一網絡段相關的網絡站,而不是讓100萬個站連接在一條線路或一個集線器上。更確切地說,子網重新分配了原先用于表示主機地址的部分比特,改而用來表示子網。
假設把一個C類網絡當作64個擁有兩個節點的網絡。頭24位則表示C類網絡地址,隨后6位表示子網,最后2位就表示某機器的號碼。因特網上其余設備只會注重C類網絡,讓內部網絡跟蹤子網及該站地址。
這辦法相當巧妙,但存在一個問題:子網也會導致站地址減少。在每個子網內,兩個地址用于廣播流量。視結構配置而定,地址數量最多有可能會減少一半。舉例說,一個C類網絡通常支持254個末端主機。然而,把C類網絡分成64個子網會把可能的地址數量減少到128個末端主機――大約只有可能的地址總數的3%。
淘汰分類方案
解決這些尋址問題的辦法就是丟棄分類地址概念。CIDR利用表示用來識別網絡的比特數量的“網絡前綴”,取代了A類、B類和C地址。前綴長度不一,從13到27位不等,而不是分類地址的8位、16位或24位。這意味著地址塊可以成群分配,主機數量既可以少到32個,也可以多到50萬個以上(見圖表二)。
下面介紹一下工作原理:CIDR地址包括標準的32位IP地址和用正斜線標記的前綴。因而,地址66.77.24.3/24表示頭24位識別網絡地址(這里是66.77.24),剩余的8位識別某個站的地址:號碼3。
因為各類地址在CIDR中有著類似的地址群,兩者之間的轉移就相當簡單。所有A類網絡可以轉換成/8 CIDR表項目。B類網絡可以轉換成/16,C類網絡可以轉換成/24。
CIDR的優點解決了困擾傳統IP尋址方法的兩個問題。因為以較小增量單位分配地址,這就減少了浪費的地址空間,還具有可伸縮性優點。路由器能夠有效地聚合CIDR地址。所以,路由器用不著為八個C類網絡廣播地址,改而只要廣播帶有/21網絡前綴的地址――這相當于八個C類網絡,從而大大縮減了路由器的路由表大小。
這辦法可行的唯一前提是地址是連續的。不然,就不可能設計出包含所需地址、但排除不需要地址的前綴。為了達到這個目的,超網塊(supernet block)即大塊的連續地址就分配給ISP,然后ISP負責在用戶當中劃分這些地址,從而減輕了ISP自有路由器的負擔。
對企業的網絡治理人員來說,這意味著他們要證實自己的IP地址分配方案是可行的。在CIDR出現之前,獲得網絡地址相當輕易。但隨著可用地址的數量不斷減少,顧客只好具體記載預計需求,這過程通常長達3個月。此外,假如是分類地址方法,公司要向因特網注冊機構購買地址。然而有了CIDR,就可以向服務提供商租用地址。這就是為什么更換ISP需要給網絡設備重新編號,不然就要使用新老地址之間進行轉換的代理服務器――這又會嚴重制約可伸縮性。
地址分類方法

圖表一:原始的IP尋址方法主要基于三類地址:A類、B類和C類地址。
前綴等同比較 
圖表二:圖表比較了CIDR和非CIDR尋址方法的對應。
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