CIDR（无类域间路由）与VLSM（可变长度子网掩码）的区别

CIDR和VLSM的介绍

CIDR

  • CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由）是一种用于对互联网协议（IP）地址进行聚合和分配的标准。CIDR的引入旨在解决IPv4地址空间的不足和低效分配的问题。
  • 在传统的IP地址规划中，IP地址空间被划分为不同的类别，如A类、B类和C类。这种划分方式在地址分配-方面存在很多浪费，因为每个类别都有固定数量的地址，不一定适用于所有的网络规模。CIDR的出现消除了这种固定类别的限制，允许更灵活和高效地分配IP地址。
  • CIDR采用了“前缀长度表示法”，将IP地址表示为“IP地址/前缀长度”，例如，192.168.1.0/24。这表示IP地址的前24位是网络部分，而剩余的8位是主机部分。CIDR允许更灵活地分配不同大小的地址块给不同规模的网络，从而更好地支持互联网的增长和地址资源的合理利用。
  • CIDR的使用使得路由表的管理更为简单和高效，减小了路由表的规模，提高了路由器的性能。CIDR是互联网工程任务组（IETF）制定的标准之一，广泛应用于互联网中的路由和地址分配。

VLSM

  • VLSM（Variable Length Subnet Mask，可变长度子网掩码）是一种网络设计技术，用于更有效地分配IP地址，并允许在网络中使用不同大小的子网。传统的子网划分方法中，所有子网都具有相同数量的主机，这可能导致地址浪费。VLSM允许网络管理员根据每个子网的需求分配不同数量的IP地址。
  • 在VLSM中，子网掩码的长度（即网络部分的位数）可以根据每个子网的需求而变化。这使得更大的子网可以用于拥有更多主机的区域，而较小的子网则可以用于拥有较少主机的区域，从而更灵活地利用IP地址空间。
  • 例如，考虑一个拥有地址范围192.168.1.0的网络，使用VLSM可以创建不同大小的子网，如：
    子网A：192.168.1.0/26，可容纳64个主机
    子网B：192.168.1.64/28，可容纳16个主机
    子网C：192.168.1.80/29，可容纳8个主机
    这种方法有效地减少了IP地址的浪费，因为每个子网的大小可以根据实际需求进行调整。
  • VLSM在大型网络中特别有用，因为它允许网络管理员更精细地规划和分配IP地址，确保网络的可扩展性和资源利用率。

区别

  1. 定义和应用范围：
    CIDR： 是一种广泛用于互联网路由的技术，它允许对IP地址进行聚合和汇总，以减小路由表的规模，提高路由器性能。
    VLSM： 主要应用于内部网络设计，特别是在大型组织或企业中。VLSM允许在一个网络中使用不同大小的子网，以更灵活地利用IP地址。

  2. 关注点：
    CIDR： 主要关注在互联网上对大量网络进行聚合和路由汇总，以减小路由表的大小。
    VLSM： 主要关注在局域网（LAN）内部，允许对内部网络进行更灵活的子网划分，以满足各个子网的不同需求。

  3. 应用领域：
    CIDR： 主要用于全球互联网的路由表优化，以提高整体网络的效率。
    VLSM： 主要用于内部网络的设计和管理，以确保有效地使用IP地址，满足不同子网对IP地址的需求。

4. 灵活性：
CIDR： 主要关注对大范围IP地址块的聚合和汇总，提高路由的聚合性。
VLSM： 主要关注在小范围内灵活地划分IP地址，以满足各个子网的具体需求。

综上所述，CIDR和VLSM都是与IP地址规划和子网划分有关的技术，但它们的应用场景和关注点不同。CIDR主要用于全球互联网路由表的优化，而VLSM主要用于内部网络的设计和管理，以提高内部子网的效率和资源利用率。

例题

应用类型：VLSM子网划分

如果将172.0.35.128/25划分3个子网，其中第一个子网能容纳55台主机，另外两个子网分别能容纳25台主机，要求网络地址从小到大依次分配给3个子网，这3个子网的掩码分别为255.255.255.192、255.255.255.224和255.255.255.224，可用的IP地址段分别为172.0.35.129 - 172.0.35.190、172.0.35.193 - 172.0.35.222和172.0.35.225 - 172.0.35.254。

  1. 确定主机位的位数

第一个子网： 2 n − 2 ≥ 55 2^n-2≥55 2n−2≥55，得 n = 6 n=6 n=6（此时可容纳62台主机，题目只需55台）
第二个和第三个子网： 2 n − 2 ≥ 25 2^n-2≥25 2n−2≥25，得 n = 5 n=5 n=5（此时可容纳30台主机，题目只需25台）

  1. 确定掩码
    将C类IP地址写成点分十进制：172.0.35.128->10101100.00000000.00100011.10000000
    掩码：11111111.11111111.11111111.10000000（点分十进制表示：255.255.255.128）

  2. 确定子网的IP地址范围

第一个子网：网络位24位，子网位2位，主机位6位
10101100.00000000.00100011.10000001~10101100.00000000.00100011.10111110（172.0.35.129 - 172.0.35.190）
子网掩码：11111111.11111111.11111111.11000000（点分十进制表示：255.255.255.192）

第二个子网：网络位24位，子网位3位，主机位5位
10101100.00000000.00100011.11000001~10101100.00000000.00100011.11011110（172.0.35.193 - 172.0.35.222）
子网掩码：11111111.11111111.11111111.11100000（点分十进制表示：255.255.255.224）

第三个子网：网络位24位，子网位3位，主机位5位
10101100.00000000.00100011.11100001~10101100.00000000.00100011.11111110（172.0.35.225- 172.0.35.254）
子网掩码：11111111.11111111.11111111.11100000（点分十进制表示：255.255.255.224）

应用类型：CIDR路由聚合

目的网络(注：掩码长度选可用最大值)输出端口
【61】10.15.0.80/30S0(直接连接)
【62】10.15.0.52/30S1(直接连接)
【63】10.15.0.72/29S0
【64】10.15.0.64/29S1
【65】10.15.32.0/22S0
【66】10.15.16.0/22S1

①路由器RG的S0端口是由IP地址10.15.0.81，10.15.0.82组成的微型网络，求网络号的方法是将两个IP地址转换成二进制，然后找相同位。不同位取0与相同的位一起组成的IP地址即为网络号。
10.15.0.81转换成二进制：00001010.00001111.00000000.01010001
10.15.0.82转换成二进制：00001010.00001111.00000000.01010010
——————>得网络号： 00001010.00001111.00000000.01010000
转换成十进制得：10.15.0.80，相同位有30位，因此子网掩码是/30。故【61】处应填入：10.15.0.80/30

②路由器RG的S1端口是由IP地址10.15.0.53，10.15.0.54组成的微型网络，求网络号的方法是将两个IP地址转换成二进制，然后找相同位。不同位取0与相同的位一起组成的IP地址即为网络号。
10.15.0.53转换成二进制：00001010.00001111.00000000.00110101
10.15.0.54转换成二进制：00001010.00001111.00000000.00110110
——————>得网络号： 00001010.00001111.00000000.00110100
转换成十进制得：10.15.0.52，相同位有30位，因此子网掩码是/30。故【62】处应填入：10.15.0.52/30

③第3行S0的网络应由IP地址10.15.0.73，10.15.0.74，10.15.0.75组成的微型网络，求网络号的方法是将三个IP地址转换成二进制，然后找相同位。不同位取0与相同位一起组成的IP地址即为网络号。
10.15.0.73转换成二进制：00001010.00001111.00000000.01001001
10.15.0.74转换成二进制：00001010.00001111.00000000.01001010
10.15.0.75转换成二进制：00001010.00001111.00000000.01001011
——————>得网络号： 00001010.00001111.00000000.01001000
转换成十进制得：10.15.0.72。该网络有3个IP地址，2^n-2≥3，n的最小取值为3，即子网掩码最少是29（32-3=29）位才能满足该网络的最少需求。故【63】处应填入：10.15.0.72/29

④第4行S1的网络应由IP地址10.15.0.65，10.15.0.66，10.15.0.67组成的微型网络，求网络号的方法是将三个IP地址转换成二进制，然后找相同位。不同位取0与相同位一起组成的IP地址即为网络号。
10.15.0.65转换成二进制：00001010.00001111.00000000.01000001
10.15.0.66转换成二进制：00001010.00001111.00000000.01000010
10.15.0.67转换成二进制：00001010.00001111.00000000.01000011
——————>得网络号： 00001010.00000011.00000000.01000000
转换成十进制得：10.15.0.64。该网络有3个IP地址，2^n-2≥3，n的最小取值为3，即子网掩码最少是29（32-3=29）位才能满足该网络的最少需求。故【64】处应应填入：10.15.0.64/29

⑤第5行的S0的网络应由RC的E0、E1端口所在的网络10.15.32.0/24、10.15.33.0/24与RD的E0、E1端口所在的网络10.15.34.0/24、10.15.35.0/24组成的微型网络。求网络号的方法是将三个IP地址转换成二进制，然后找相同位。不同位取0与相同位一起组成的IP地址即为网络号。
10.15.32.0转换成二进制：00001010.00001111.00100000.00000000
10.15.33.0转换成二进制：00001010.00001111.00100001.00000000
10.15.34.0转换成二进制：00001010.00001111.00100010.00000000
10.15.35.0转换成二进制：00001010.00001111.00100011.00000000
——————>得网络号： 00001010.00000011.00000000.01000000
转换成十进制得：10.15.32.0，相同位有22，因此子网掩码是/22。故【65】处应填入：10.15.32.0/22

⑥第6行的S1的网络应由RA的E0、E1端口所在的网络10.15.17.0/24、10.15.16.0/24与RB的E0、E1端口所在的网络10.15.19.0/24、10.3.18.0/24组成的微型网络。求网络号的方法是将三个IP地址转换成二进制，然后找相同位。不同位取0与相同位一起组成的IP地址即为网络号。
10.15.16.0转换成二进制：00001010.00001111.00010000.00000000
10.15.17.0转换成二进制：00001010.00001111.00010001.00000000
10.15.18.0转换成二进制：00001010.00001111.00010010.00000000
10.15.19.0转换成二进制：00001010.00001111.00010011.00000000
——————>得网络号： 00001010.00000011.00000000.01000000
转换成十进制得：10.15.16.0，相同位有22，因此子网掩码是/22。故【66】处应填入：10.15.16.0/22

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