什么是 CIDR？

无类别域间路由 (CIDR) 是一种 IP 地址分配方法，可提高互联网上的数据路由效率。每台连接到互联网的计算机、服务器和最终用户设备都有一个与之关联的唯一编号，称为 IP 地址。设备通过使用这些 IP 地址相互查找和通信。组织使用 CIDR 在其网络中灵活高效地分配 IP 地址。

有哪些不同的 IP 地址格式？

IP 地址由两部分组成：

网络地址，这是一连串指向网络唯一标识符的数字
主机地址，这是一连串数字，表示网络上的主机或单个设备标识符
在 20 世纪 90 年代初之前，IP 地址都是使用有类寻址系统分配的。地址的总长度是固定的，分配给网络和主机部分的位数也是固定的。

有类地址

一个 IPv4 地址由 32 位组成。用句点分隔的每串数字由 8 位组成，以 0 到 255 的数字形式表示。组织可以购买三类 IPv4 地址。

• A 类：A 类 IPv4 地址有 8 个网络前缀位。例如，以 44.0.0.1 为例，其中 44 是网络地址，0.0.1 是主机地址。

• B 类：B 类 IPv4 地址有 16 个网络前缀位。例如，以 128.16.0.2 为例，其中 128.16 是网络地址，0.2 是主机地址。

• C 类：C 类 IPv4 地址有 24 个网络前缀位。例如，以 192.168.1.100 为例，其中 192.168.1 是网络地址，100 是主机地址。

无类地址

无类或无类别域间路由 (CIDR) 地址使用可变长度子网掩码 (VLSM) 来改变 IP 地址中网络地址位和主机地址位之间的比率。子网掩码是一组标识符，通过将主机地址变为零，从 IP 地址返回网络地址的值。

VLSM 序列允许网络管理员将 IP 地址空间分解为不同大小的子网。每个子网可以有灵活的主机数量和有限的 IP 地址数量。CIDR IP 地址在普通 IP 地址的基础上附加了一个后缀值，说明网络地址前缀位数。

例如，192.0.2.0/24 是一个 IPv4 CIDR 地址，其中前 24 位（即 192.0.2）是网络地址。

CIDR 克服了有类 IP 寻址的哪些局限性？

在无类别域间路由 (CIDR) 出现之前，IP 地址是有类的，并且效率低下。接下来我们来讨论这类地址的一些缺点。

IP 寻址不灵活

在有类寻址系统中，每个类都支持固定数量的设备：

• A 类支持 16777214 台主机
• B 类支持 65534 台主机
• C 类支持 254 台主机

在分配 IP 地址时，有类安排效率低下，并会导致 IP 地址空间的浪费。

例如，拥有 300 台设备的组织无法使用 C 类 IP 地址，该类只允许连接 254 台设备。因此，该组织不得不申请 B 类 IP 地址，该类提供 65534 个唯一的主机地址。但是，只需要连接 300 台设备，这就会剩下 65234 个未使用的 IP 地址空间。

网络设计的局限性

有类 IP 限制了您根据需要合并网络的能力。例如，以下 IP 地址属于有类架构中的不同 C 类网络：

• 192.168.1.0
• 192.168.0.0

作为网络管理员，您无法合并两个网络，因为 C 类子网掩码固定为 255.255.255.0。

CIDR 有哪些优势？

借助无类别域间路由 (CIDR)，您的组织可以更灵活地在设备之间分配 IP 地址和路由数据。

减少 IP 地址浪费

CIDR 让您可以灵活地确定 IP 地址上的网络和主机标识符分配。您可以使用 CIDR 为特定网络预置所需数量的 IP 地址并减少浪费。此外，CIDR 减少了路由表条目，并简化了数据包路由。

快速传输数据

CIDR 允许路由器更有效地将 IP 地址组织成多个子网。子网是存在于网络中的较小网络。例如，连接到路由器的所有设备都在同一个子网上，并且具有相同的 IP 地址前缀。

您的组织可以使用 CIDR 创建和整合多个子网。这使数据无需经由不必要的路径即可到达目标地址。

创建虚拟私有云

虚拟私有云 (VPC) 是托管在云中的私有数字空间。它允许您的组织在隔离且安全的环境中配置工作负载。VPC 使用 CIDR IP 地址在连接的设备之间传输数据包。

灵活创建超网

超网是一组具有相似网络前缀的子网。CIDR 允许灵活创建超网，这在传统的掩码架构中是不可能的。例如，您的组织可以使用如下表示法将 IP 地址合并为单个网络数据块：

• 192.168.1 /23
• 192.168.0 /23

此表示法将 255.255.254.0 的子网掩码应用于 IP 地址，该 IP 地址将返回前 23 位作为网络地址。路由器只需要一个路由表条目即可管理子网设备之间的数据包。

CIDR 的工作原理是什么？

无类别域间路由 (CIDR) 允许网络路由器根据指定的子网将数据包路由到相应的设备。路由器不是根据类别对 IP 地址进行分类，而是检索 CIDR 后缀指定的网络和主机地址。

了解 CIDR 数据块和 CIDR 表示法对于了解 CIDR 的工作原理非常重要。

CIDR 块

CIDR 数据块是共享相同网络前缀和位数的 IP 地址的集合。一个大数据块由更多 IP 地址和一个小后缀组成。

互联网号码分配机构 (IANA) 向区域互联网注册管理机构 (RIR) 分配大型 CIDR 数据块。然后，RIR 将较小的数据块分配给本地互联网注册管理机构 (LIR)，然后由本地互联网注册管理机构 (LIR) 将其分配给组织。同时，私人用户向其互联网服务提供商申请 CIDR 数据块。

CIDR 表示法

CIDR 表示法代表 IP 地址和表示指定格式的网络标识符位的后缀。例如，您可以将带有 22 位网络标识符的 192.168.1.0 表示为 192.168.1.0/22。

IPv6 中如何使用 CIDR？

IPv6 是一种旨在取代 IPv4 的网络寻址系统。IPv6 使用 128 位的唯一标识符，这使它能够容纳比 IPv4 多 1028 倍的 IP 地址。

IPv6 地址由 8 个以冒号分隔的十六进制值组成。IPv6 具有更大的地址空间，可容纳如今越来越多连接到互联网的设备。

在无类别域间路由 (CIDR) 下，IPv6 地址可以与任意位长度的前缀聚合，这一点与 IPv4 地址类似。例如，2001:0db8:/32 是一个 IPv6 CIDR 地址，以前 32 位或 2001:db8 作为网络地址。

参考资料

什么是 CIDR？