IPv4 分类、子网划分及传统两级 IP 地址的缺点

IPv4 分类、子网划分及传统两级 IP 地址的缺点

IP地址在网络上扮演着至关重要的角色。然而，传统的两级IP地址体系存在一些不足。为了解决这些问题，人们提出了子网划分和无分类域间路由技术。这些方法究竟是如何应对这些挑战的？其中蕴含着丰富的知识。

传统IP地址的结构

IP地址由32位构成，分为网络号和主机号两部分。在分配过程中，每个主机或路由器都会获得一个全球唯一的标识。这种标识使得多种网络设备间的连接在早期能够正常运行。但随着网络规模的持续扩大，问题也逐渐显现。比如，在传统的网络设置中，每个物理网络都需要一个网络号，这往往会导致路由表变得庞大，进而影响网络的整体性能。

子网划分的提出，实际上是对传统两级IP地址体系在特定环境下的改进。各类IP地址既要考虑网络号，又要考虑主机号，而传统方法效率不高。在此过程中，网络管理人员在操作维护网络时，发现了这一问题所在。

划分子网的基本思想

划分子网主要是在单位内部进行，对外则可以保持未划分的状态。这个过程中，我们会从主机号中借用一些比特来充当子网号，这样一来，主机号的比特数就会相应减少。当外部网络向本单位主机发送IP数据报时，它会先根据目的网络号找到本单位的路由器。接着，路由器会依据目的网络号和子网号来确定目标子网，并将数据报送达目的主机。因此，这一过程中的数据转发流程因子网划分而产生了新的路径规则。各单位可以根据自己的主机数量等因素，决定从主机号中借出多少比特用于子网号。同时，子网的合理规划也是提高网络管理效率的关键环节。

经过调整，网络的管理效率有所提升。在单位内部，网络的层次结构变得更加清晰。然而，对于外部网络而言，整体逻辑并未发生根本性的改变。

子网掩码的意义

子网掩码，由32位二进制数构成，由1和0组合而成。在它之中，1代表的是IP地址中的网络号和子网号，而0则代表主机号。当计算机对IP地址与子网掩码进行逐位“与”运算时，就能计算出该子网的网络地址。例如，在企业内部，为了区分不同部门的网络，常常通过设置子网掩码来实现这一目标。子网掩码精确地反映了对原网络主机号的借位情况。在网络维护过程中，技术人员可以依据子网掩码迅速判断网络的布局，为故障排查等工作提供有力支持。

子网掩码清晰划定了子网划分后，网络号、子网号和主机号之间的具体范围。这一点在网络的具体规划和配置过程中，扮演着至关重要的角色。

无分类域间路由选择CIDR

CIDR是一种基于变长子网掩码的IP地址划分技术。它摒弃了传统的A、B、C类网络划分，并能够构建超网。在计算C类网数量时，需除以2的8次方，这是因为C类网的主机位占用8位。使用CIDR时，路由表中的每个条目都包含“网络前缀”和“下一跳地址”。此时，路由选择需遵循最长前缀匹配原则，因为网络前缀越长，地址块越小，路由越精确。例如，在大规模数据中心网络中，CIDR的应用能有效减少路由表条目数量，提升网络传输效率。

若网站构建者需对多样化的服务区域或服务类别实施网络集成，CIDR技术不失为一个优良选择。它不仅能有效节约网络地址资源，还能对网络路由进行优化。

子网划分和CIDR相关特殊规则

划分子网实际上是对IP地址中的主机号进行进一步的细分，无法仅凭IP地址本身来确定源主机或目的主机的网络是否已经进行了子网划分。在IPv4地址分类的早期阶段，子网号不能使用全0或全1，但CIDR技术的普及使得这一限制得到了放宽。然而，不论是分类的IPv4地址还是CIDR地址，子网中那些主机号为全0或全1的地址都是不能分配使用的。这些是网络地址分配中的一些特殊规定，它们确保了地址分配的合理性，并防止了地址冲突的发生。

网络管理员若在工作中不遵守这些规定，网络中便会出现地址冲突等问题，进而导致网络故障，使其无法正常运作。

IPv4地址应用规划中的掩码分配

学习子网划分、子网掩码和无分类编址等知识，能让我们更深入地理解网络运作。在规划IPv4地址时，分配定长子网掩码是关键环节。企业、学校等各类机构在搭建网络时，需依据自身设备数量和网络结构，合理分配IP地址，并确定相应的掩码。这样做才能确保网络的高效和稳定运行。

在网络管理或是网络学习的过程中，你是否也遇到过关于IP地址划分的困扰？不妨在评论区告诉我们你的经历，同时，如果你觉得这篇文章对你有帮助，别忘了点赞并分享给你的朋友。