计算机网络第四章(4)——网络层《无分类编址CIDR、路由聚合》

一、为什么有这玩意？这是啥？

简单说人话就是：

        IPV4哪怕划分了子网，依旧要不够用了，全世界人口越来越多.......；IVP6有还没有发明好；所以【CIDR】就是介于原始IPV4 ~ IVP6之间过渡的一个技术，能够让IPV4互联网接着增长

二、怎么表示

说白了，就是跟【子网掩码】差不多

只不过不再分什么A、B、C、D、E类网址，统一用一个N位【网络前缀】固定死前N位，后面的32-N是可变的【主机位】

表示形式也基本一模一样.......

区别

• 首先就是，不用看【第一个字节】来区分是哪一类网络；
• 第二就是，【网络前缀】可以变化！！！！！
  • 前面我们学传统IPV4的【网络前缀】包括【网络号 + 子网号】，一旦定下N位，子网掩码【位数】就只能N位，不可以再变
  • 但是这里，当这 N 位【网络前缀】起初【不包含子网】的时候不给动，当往剩下的主机号里再去拆分k位作为【子网号】 后，【网络前缀】又可变成 N + k 位     

例题

三、定长子网划分、变长子网划分

1、定长子网

        就是我们前面学的【子网划分】：在N位主机号固定【借k位】作为【子网号】，每个子网的子网号一样，内可划分的【主机数量一样：2^(N-k) 】

(实际可分配的是：2^(N-k) - 2，不包括主机号全0、全1网址)

那么就不够灵活，导致IP地址利用率低

（比如：A公司研发部需要1千万个电脑、市场部只用1个电脑，但是各个部门的子网主机号都是一样多......）

例题

2、变长子网

1）概念

字面意思：各个子网的子网号可以不一样长，谁需要的主机多，子网号就占的少；反之，则子网号占得多一点

2）如何分配变长子网

结合王道的一个例子解释

大致的规律就是：

• 1、初始ip地址【网络前缀】不包含【子网号】，剩下的位全都是【主机号位】
• 2、然后从这些【主机号位】开始 ”借位“ 划分【子网】：
  • 每次划分借【1位】作为子网号，那么可以选【0】或【1】作为当前这个子网的子网号最后一位，越往下借子网号，则子网号占位越多
    • 比如例子里，第一个子网只有1位，选择【0】作为子网号最后一位
    • 第二个子网有2位，上一个子网选剩的【1】作为子网号第一位、自己选择【0】作为子网号最后一位
    • 以此类推，直到分到最后，主机号最少只剩【2位】为止，此时的【0】和【1】各自可组成2个子网的子网号最后一位
• 3、这就类似一个数据结构的二叉树，只有 “叶子节点”(绿色的) 才是【子网】！！！！
  • 但是注意【高度】不可以超过【子网数量 - 1】！！！（因为一个子网最少要有【2位主机号】，如果只有1位主机号，那主机号0和1都代表特殊ip地址，不可以给主机分配）
  • 【高度】就是【子网数量 - 1】，也就是【最小的子网的 “子网号位数”】（因为被分得子网号最多，主机范围最小，在“二叉树最下层”）

这样分完的子网，可以发现：

• 每一个子网的【子网号】都不一样长，所以不同的子网的【网络前缀长度】都不一样
  • 像图例，“狗剩”主机的ip地址是：“128.14.32.153”，最后一个字节是【10011001】（所有子网前面3个字节都是一样，那就只用看最后一字节）
    • 第一个子网最后字节是【10000000】，28位网络前缀，那么最后字节的【前4位】和【10011001】不一样，不属于一个子网
    • 第二个子网最后字节是【10010000】，29位网络前缀，那么最后字节的【前4位】和【10011001】不一样，不属于一个子网
    • 第三个子网最后字节是【10011000】，30位网络前缀，那么最后字节的【前4位】和【10011001】一样，属于一个子网，可以转发

例题

四、路由聚合

1）概念

简单说：就是因为路由表记录太多网络ip地址，路由表要爆了，所以就把多个【部分前缀一样】的网络ip地址————>合成一个【地址快】（也叫【聚合地址快】、【超网】）

2）实际路由如何解析【地址快】

那么实际【路由聚合】是应用于更外层的网络的转发路由器

        可以发现下图，“咸鱼典型电信路由器”的网络里的3个子网地址，相对在“县里的路由器”眼里都是从【G1接口】进出，那他又何必再一条一条地检查对比同一个接口地3个地址？

        所以“县里地路由器”就可以把3个ip地址前缀相同的话，就合并成一个【（超网）地址块】，只要符合这个【超网】的网络前缀的都从【G1接口】发出

        而“咸鱼电信”的这个路由表，因为3个子网地址对应3个不同接口，所以还是要把ip地址针对路由表的3个具体子网地址一一进行对比，网络前缀相同的就从各自接口发出

3）最长前缀匹配原则

        如果一个目的ip地址和路由表里多个地址都可以匹配，那么路由转发优先选择【前缀最长的】接口转发出去，因为【前缀越长，网络地址更具体】

；

例子：

        那么假设现在上面例子里的“咸鱼电信的网络里”，“铁柱网吧”这个子网想直接连接“县里的电信路由器”，那么此时“县里的电信路由器”就多一个接口G3用于接“铁柱网吧”。那由于接口不一样，“铁柱网吧”的ip地址必须单独记录在路由表（而不是和G1接口进行路由聚合）

        那此时对比这个路由表，会发现“铁柱网吧”的IP地址其实和整个路由表3个地址都匹配，那怎么办？————选择前缀最长的，也就是“铁柱网吧”自己本身的子网id地址

3）例题

4）结合前面学的【无分类编址CIDR】和【路由聚合】知识点一起

其中图中说【聚合C类网的数量】，你可以理解为：一开始128.14.35.7/20的【网络前缀】是【20位】，现在要你改成C类标准的网，那不就是向后面借【4位】，【网络前缀】变成【32位】，然后用这【4位】作为【定长子网划分】能分出 “几个子网”