路由器 CIDR TCP 交換器 路由 IP 網路 協定

無類別區隔路由CIDR技術 依需求善用有限IP位址

2015-11-12
為了避免造成IP位址的大量浪費,於是出現了無類別區隔路由(CIDR)技術,本文將介紹CIDR類型的IP位址分配方式及相關的路由技術,並說明CIDR的多變長度子網路遮罩與路由匯總兩項重要技術。
而後面都完全不同,所以這三筆路由資料經過路由匯總之後的結果應該是:


看到這裡,想必大家應該都已經完全明白在多變長度子網路遮罩的環境中如何做到路由匯總了。

設計路由匯總所必須考慮的因素

從這些介紹可以發現路由匯總有以下這些好處:

1. 有效地減少路由更新的頻率
2. 減少不必要的網路流量
3. 減少路由表所佔據的記憶體使用量

但是,在使用路由匯總的同時,以下這些因素也是網路管理人員所必須考量的:

1. 所有不同的IP位址都必須擁有一定程度的相同之 位元。這裡所指的相同的位元,當然都必須是從左邊考量過來,也就是所謂的Highest Order Bits。
2. 路由的決定必須取決於整個完整的位址,也就是整 個32位元的位址。
3. 路由協定必須傳送子網路遮罩的長度資訊。

CIDR的優勢所在

由上面的例子與各種技術的說明,可以看出CIDR的能力與使用的方法,因此以下可以歸納出幾個CIDR的優點:

1. 更有效地使用IP位址
從上面的範例就可以看出來,分割子網路時,所可能浪費的IP位址數量可藉由多變長度子網路遮罩而大量地減少。

2. 可達到更好的路由匯總功能
多變長度子網路遮罩讓IP分配更有階層式架構的感覺,但又不受限於原本的類別分割方式。舉剛剛的例子來說,原本子網路的部分為172.16.32.0/20,但是透過多變長度子網路遮罩,可以再次分成172.16.32.0/28、172.16.32.32/28等等的子網路。

因此,多變長度子網路等於是從原本的子網路再次切割出來,而這種情況在路由表格中可以達到更好的路由匯總功能(Route Summarization)。

3. 能有效減少其他路由器的路由更新次數
如果路由匯總功能被使用在大型或是比較複雜的網路架構中,則在某個子網路底下的某網路連結有狀況上的改變,也不會影響其他網段的路由器。

舉例來說,假設在172.16.32.0/28中有個網路連線不穩定,連線時好時壞,則因為有使用路由匯總功能,所以對其他網段的路由器而言,根本不用考慮到如此詳盡的資料,也就是說,其他路由器並不需要做相對頻繁的路由資料更新動作。

結語

其實簡單來說,CIDR綜合了以上提到的技術,這些都是從RFC 1518和1519等文件開始記錄這些改進後的設計。這裡整理出幾個CIDR的宗旨:

1. 網路遮罩可以指定任意長度,也就是採用多變長度 子網路遮罩的技術。
2. 利用路由匯總的方式,使得網路路由程序簡單化, 不需要分級。
3. 打破原本類別的規範,可以依據真正的需求來規劃 IP位址分配。

到這裡為止,相信各位已經明白所謂的CIDR(Classless Inter-Domain Routing)是如何運作的,包含這項技術的設計緣由、設計方式以及運作原理等等,希望能夠讓大家了解如何更有效地規劃企業的網路。

<本文作者:胡凱智,目前在美商Mozilla擔任全球技術專案總監,曾於趨勢科技任職七年多,有兩年美國矽谷工作經驗,在美國專利局擁有軟體專利。讀者可在其粉絲專頁獲取更多網路知識及交流建議:https://www.facebook.com/khu.page>


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