CIDR学习卡片
传统IP地址分配的缺陷
- 地址分类
- • A类：1字节网络号（1-126开头），3字节主机号（16,777,216地址）
- • B类：2字节网络号（128-191开头），2字节主机号（65,536地址）
- • C类：3字节网络号（192-223开头），1字节主机号（256地址）
- 主要问题
- • 分配不灵活：必须选择固定类别（如2000台主机需分配B类）
- • 资源浪费：需求2000地址却要占用65536地址的B类块
- • 耗尽加速：大量闲置地址导致IPv4资源快速枯竭
CIDR核心改进
- 取消分类
- • 不再区分A/B/C类地址
- 可变前缀
- • IP地址分为网络前缀和主机号两部分
- • 前缀长度可自由调整
- 地址表示
- • CIDR记法：如192.168.1.0/21（斜杠后为前缀位数）
- • 子网掩码：对应21个1和11个0的二进制掩码
- 分配优势
- • 精确匹配：2000台主机可分配/21地址块（2048地址）
- • 高效利用：避免传统分类造成的地址浪费
定长子网划分
- 基本原理
- • 从主机号前k位取出作为子网号
- • 可划分出2k个大小相等的子网
- 特点
- • 每个子网包含的IP地址块大小相同
- • 与传统子网划分技术原理相同
- 缺陷
- • IP地址利用率低
- • 无法满足不同子网的实际需求差异
- 示例
- • 某学校获得166.1.X.X地址块（16位主机号）
- • 取前2位作为子网号（划分4个子网）
- • 每个子网固定有16,384个IP地址
变长子网划分
- 核心优势
- • 子网号长度可变
- • 各子网IP地址块大小可以不同
- 应用场景
- • 适用于不同子网对IP地址需求差异大的情况
- 分配原则
- • 根据实际需求分配不同大小的地址块
- • 需求大的子网分配更多IP地址
- • 需求小的子网分配较少IP地址
- 示例
- • ICANN分配给中国电信64.0.0.0/6地址块
- • 北京/上海电信：各分配838万地址（9位前缀）
- • 青海电信：分配209万地址（11位前缀）
哈夫曼树建模法
- 建模步骤
- • 原始CIDR地址块作为根节点
- • 每次划分产生左右子节点（左0右1）
- • 叶子节点对应最终子网
- 路径分析
- • 从根到叶的路径决定子网号
- • 示例：路径为"10" → 子网号取前两位为"10"
- 高度限制
- • 树高 ≤ h-1（h为原始主机号位数）
- • 原因：最小子网需保留2位主机号
- • 示例：原始5位主机号 → 最大树高4
- 注意事项
- • 最终划分到30位前缀（2位主机号）时不可再分
定长子网划分例题
- 题目
- 给定网络21.3.0.0/16，划分为128个规模相同的子网
- 计算
- • 子网号位数：27=128 → 需7位
- • 剩余主机号位数：16-7=9位
- • 可分配IP数量：29-2=510（排除全0和全1）
- 关键技巧
- • 从主机号中"扣出"固定位数作为子网号
- • 不需关心原始网络号的具体值
变长子网划分例题
- 题目
- 给定网络101.200.16.0/20，划分为5个子网，求最小子网的可分配IP数
- 解题方法
- • 哈夫曼树模型：CIDR地址块视为根节点
- • 最小子网深度为4
- • 剩余主机位：12-4=8位
- • 可分配IP数：28-2=254
- 关键技巧
- • 深度越大的叶子节点对应子网规模越小
- • 实际解题时不需要展开原始网络号的二进制形式
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