计算机网络知识CIDR（无类别域区间路由）

news2024/10/5 14:54:30

介绍

基本信息

优点与关联

如何计算判定范围（你应该是来看这个的，前面是水字数的）

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介绍

无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing、CIDR）是一个用于给用户分配IP地址以及在互联网上有效地路由IP数据包的对IP地址进行归类的方法。

建议直接看第三个标题

基本信息

CIDR主要是一个按位的、基于前缀的，用于解释IP地址的标准。它通过把多个地址块组合到一个路由表表项而使得路由更加方便。这些地址块叫做CIDR地址块。当用二进制表示这些地址时，它们有着在开头部分的一系列相同的位。IPv4的CIDR地址块的表示方法和IPv4地址的表示方法是相似的：由四部分组成的点分十进制地址，后跟一个斜扛，最后是范围在0到32之间的一个数字：A.B.C.D/N。点分十进制的部分和IPv4地址一样是一个被分成四个八位位组的32位二进制数。斜扛后面的数字就是前缀长度,也就是从左到右，被地址块里的地址所共享的位的数目。当只要说明梗概时，点分十进制部分有时会被省略，因此，/20就表示一个前缀长度是20的CIDR地址块。如果一个IP地址的前N位与一个CIDR地址块的前缀是相同的话，那么就说这个地址属于这个CIDR地址块，也可以说是与CIDR地址块的前缀匹配。所以，要理解CIDR，就要把地址写成二进制的形式。因为IPv4地址的长度总是32位，N位长的CIDR前缀就意味着地址里32 − N位不匹配。这些位有2(32 − N)种不同的组合，即2(32 − N)个IPv4地址与CIDR地址块的前缀。前缀越短就能匹配越多的地址，越长就匹配得越少。一个地址可能与多个长度不同的CIDR前缀匹配。CIDR也用在IPv6中。因为位数的非常多，所以在IPv6中，前缀长度的范围是从0到128。这里也用同样的方法来表示一个地址：前缀写作一个IPv6的地址，后跟一个斜扛，最后是前缀的位数。

优点与关联

CIDR代表无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing），是一种用于对IP地址进行聚合和分配的技术。它通过改变IP地址的分配方式，有效地解决了IPv4地址空间不足的问题。

在CIDR出现之前，互联网使用的是基于类别的IP地址分配方案，将IP地址划分为A类、B类、C类等。这种方案存在以下问题：

地址浪费: 例如，一个B类网络拥有256个IP地址，但实际需求可能只有几十个。其余的IP地址会被浪费。
地址不均匀: 不同大小的组织对IP地址的需求差异很大。例如，互联网服务提供商可能需要数百万个IP地址，而小型企业可能只需要几十个。基于类别的分配方案无法满足这种差异化的需求。

CIDR引入了可变长度子网掩码（VLSM）的概念，允许将IP地址划分为更小、更灵活的子网。子网掩码用于区分网络地址和主机地址。CIDR表示法使用IP地址后面跟着斜杠(/)和子网掩码位数来表示子网。例如，192.168.1.0/24表示一个子网，其中网络地址为192.168.1.0，子网掩码为255.255.255.0，该子网可以包含254个主机地址。

CIDR具有以下优点：

提高IP地址利用率: CIDR允许更灵活地划分IP地址，可以有效地避免IP地址浪费。
简化路由表: CIDR可以使用更少的路由表项来表示更大的IP地址范围，从而简化路由器的维护。
提高路由效率: CIDR可以提高路由器的路由效率，因为路由器只需要查询更少的路由表项即可找到目标网络。

CIDR是目前互联网上普遍使用的IP地址分配方案。它在解决IP地址空间不足、提高IP地址利用率、简化路由表等方面发挥了重要作用。

以下是一些关于CIDR的常见问题：

CIDR与子网掩码有什么关系？

CIDR使用子网掩码来划分IP地址。子网掩码用于区分网络地址和主机地址。CIDR表示法使用IP地址后面跟着斜杠(/)和子网掩码位数来表示子网。例如，192.168.1.0/24表示一个子网，其中网络地址为192.168.1.0，子网掩码为255.255.255.0，该子网可以包含254个主机地址。

如何计算CIDR子网中的可用主机数？

CIDR子网中的可用主机数可以通过以下公式计算：

可用主机数 = 2^(子网掩码位数) - 2

例如，192.168.1.0/24子网的可用主机数为2^(24) - 2 = 254。

如何将IP地址转换为CIDR表示法？

可以使用以下步骤将IP地址转换为CIDR表示法：

将IP地址转换为二进制表示法。
添加子网掩码。
计算子网掩码位数。
将IP地址和子网掩码位数用斜杠(/)连接起来。

例如，将IP地址192.168.1.10转换为CIDR表示法：

将192.168.1.10转换为二进制表示法：11000000 10101000 00000001 00001010
添加子网掩码255.255.255.0：11000000 10101000 00000001 11111110
计算子网掩码位数：24
将IP地址和子网掩码位数用斜杠(/)连接起来：192.168.1.10/24

如何计算判定范围（你应该是来看这个的，前面是水字数的）

相信碰到不少人不会看ip/x，其实非常简单。不知道大家有没有看过这张图

我们斜杠后面跟的是多少，我们就是取多少位。我们都知道我们ipv4由三个点分开分四个部分，然后每个部分里面都是8bit也就是1字节并且是无符号的，所以最小为0最大为255也就是 $2^8-1$ ，然后隔开来，我们暂且不提什么A类，B类，C类网段的。我们看这个斜杠后面的数是多少，那我们就相当于占多少位。

比如/24就是很标准的三个网段全给占用的，假如前面是192.168.0.1/24，那他的范围就是前面24位占用住，后面是可以自由活动的。因为4个8位所以是32位，减掉了24位就是八位可动，则是0~255，那他的范围就是0~255最小是0，最大则是255因为 $2^8-1$ ，所以就是192.168.0.0/24~192.168.0.255/24。

那假如是192.168.0.1/30的话则是被盖住了30位不可动，所以能动的只有2位，2位我们知道最小值为0而最大值为3因为 $2^2 -1$ 所以就是192.168.0.0~192.168.0.3。