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CIDR地址塊及其子網划分（內含原始IP地址分類及其子網划分的介紹）
1. 原始的IP地址表示方法及其分類（近幾年慢慢淘汰）
IP地址是由4字節，32位表示的，為了表示方便，通常用點分十進制表示法，例如大家常見的：192.168.0.52，四個字節，通過點進行分隔，看起來十分清晰。IP地址的32位是由網絡號+主機號組成的，也就是說這32位中，左邊的某些連續位表示網絡號，右邊的某些連續位表示主機號，那么我們平常在討論這一系列問題的時候，會有一個“網絡地址”的概念，一般來說網絡地址並不等於IP地址，網絡地址就是IP地址中的網絡號，然后主機號全部取0。IP地址可以表示為：
IP地址 ::= {<網絡號>， <主機號>}，將主機號置0，就可以得到網絡地址。
最初的IP地址是被划分為5類，不過大家經常見到和談到的只有3類，即A類、B類、C類，如圖1所示：
圖1 IP地址的分類
從圖1中可以看到基本的划分，由於本篇文章主要講CIDR，所以對於IP地址最初的分類表示法就不過多講述，在CIDR中已經廢棄了IP地址的分類，無分類編址的命名也是由此得來的，所以目前基本已經不再采用所謂的A類、B類、C類的IP地址分類表示法，不過作為比較經典的過去使用的方法，大家了解一下即可。圖1中表示得十分清楚，大家從左邊看起，搞明白每一類地址的前綴、網絡地址、主機地址的位數即可，通過這個位數，大家可以計算出每類網絡的可支配網絡數以及可連接主機數，對相應的位數求2的冪即可。
圖2 IP地址的指派范圍和一般不使用的IP地址
從圖2中，我們可以清晰地看出來每類網絡所指派的網絡數和主機數，以及哪些地址一般不使用，這里需要注意一點，就是最大可指派網絡數中會減掉2或者1，其實后面的最大主機數大家計算一下會發現都減去了2，這是為什么呢？這是因為A類的前綴是0，所以網絡號加上前綴的8位可以出現全0的情況，而且127(01111111)作為環回地址用來測試，所以不指派，故而需要減去2，B類和C類的前綴分別是10和110，所以網絡號加上前綴不可能出現全0的情況，不過B類的128.0.0.0和C類的192.0.0.0也是不指派的，所以B類和C類只需要減去這一個不指派的網絡地址即可。那么主機數為什么都減去2呢？這是因為主機號分別為全0和全1的情況一般是不分配的，這兩個特殊的地址有特殊的用途，所以要減去2。
關於分類的IP地址就介紹到這里，還要強調一下，目前已經不采用分類表示法，所以大家重點關注CIDR表示法。
2. 基本的子網划分方法
在講述CIDR之前我們先來簡單介紹一下基本的子網划分方法。
上面所述的IP地址表示方法可以稱之為兩級IP地址，即網絡號和主機號組成的IP地址。但是由於IP地址空間的利用率有時很低、給每一個物理網絡分配一個網絡號會使路由表變得太大以及兩級IP地址不夠靈活等原因，就出現了所謂的子網划分。子網划分實際上就是將原來的兩級IP地址轉變為三級IP地址，表示如下：
IP地址 ::= {<網絡號>， <子網號>， <主機號>}
從上面的表示可以看出，子網划分就是在32位中借了幾位用來表示子網號，注意，這里的網絡號的位數是不變的，子網號是從主機號中借走的，所以大家想一想就可以明白，子網划分實際上就是減少了主機數，分配到不同的子網，每個子網包含一定的主機數。子網的概念也就可以理解為，將一個大的網絡在其內部划分成幾個小的子網，但是需要注意的是，對於該網絡的外層來看，還是一個大的網絡，只有該網絡內部才可以看到其進行了子網划分。例如：某個機構給某高校分配了一個大的網絡，而該高校內部又進行了子網划分，將不同的子網分配給不同的學院，此時對於該機構來說，該高校還是一個大的網絡，在其看來並沒有變化，只有該高校自己才知道自己內部又進行了子網划分。
子網划分中有一個十分重要的概念就是子網掩碼。 那么什么是子網掩碼呢？大家想一想，在傳輸的過程中，路由器是怎么識別子網划分后的IP地址中的網絡地址的？如果不提供任何信息，路由器肯定還是傻傻分不清楚，所以就出現了子網掩碼。子網掩碼其實很簡單，就是將網絡號和子網號對應的位全部置1，將主機號對應的位置0，就得到了子網掩碼。例如：一個IP地址是145.13.3.10，其是B類地址，假如我們用8位來表示子網號，那么網絡號加上子網號一共24位，所以將這24位置1，其余置0，那么子網掩碼就是255.255.255.0。緊接着，我們可以看出來，用子網掩碼和IP地址逐位進行“與”運算，就可以得到網絡地址，所以該IP地址的網絡地址就是145.13.3.0，下面我從《計算機網絡第5版》謝希仁編著的書中摘取了兩個例子，幫助大家理解。
圖3 子網划分的例題
從上面的例子中可以看出子網掩碼的使用和計算，這兩個例子也說明了同樣的IP地址和不同的子網掩碼可以得出相同的網絡地址。但是不同的掩碼效果是不同的，因為它們的子網號和主機號的位數是不一樣的，從而可划分的子網數和每個子網中的最大主機數都是不一樣的。
最后，我們需要注意的是，在之前基本的子網划分中，借走主機號兩位，只能划分4-2=2個子網，這是因為全0和全1不使用，一般至少借走兩位，其他位數的划分是一樣的，都需要減去2，但是CIDR表示法中的子網划分就不用減2，因為其也使用全0和全1。
3. CIDR概述及其地址塊計算
CIDR中文全稱是無分類域間路由選擇，英文全稱是Classless Inter-Domain Routing，在平常，大家多稱之為無分類編址，它也是構成超網的一種技術實現。CIDR在一定程度上解決了路由表項目過多過大的問題。CIDR之所以稱為無分類編址，就是因為CIDR完全放棄了之前的分類IP地址表示法，它真正消除了傳統的A類、B類、C類地址以及划分子網的概念，它使用如下的IP地址表示法：
IP地址 ::= {<網絡前綴>， <主機號>} / 網絡前綴所占位數
CIDR僅將IP地址划分為網絡前綴和主機號兩個部分，可以說又回到了二級IP地址的表示，不過大家要注意，最后面用“/”斜線分隔，在其后寫上了網絡前綴所占的位數，這樣就不需要告知路由器地址掩碼，僅需要通過網絡前綴所占的位數就可以得到地址掩碼，為了統一，CIDR中的地址掩碼依然稱為子網掩碼。
CIDR表示法給出任何一個IP地址，就相當於給出了一個CIDR地址塊，這是由連續的IP地址組成的，所以CIDR表示法構成了超網，實現了路由聚合，即從一個IP地址就可以得知一個CIDR地址塊。例如：已知一個IP地址是：128.14.35.7/20，那么這個已知條件告訴大家的並不僅僅是一個IP地址這么簡單，我們來分析一下。
128.14.35.7/20 =
10000000 00001110 00100011 00000111
即前20位是網絡前綴，后12位是主機號，那么我們通過令主機號分別為全0和全1就可以得到一個CIDR地址塊的最小地址和最大地址，即
最小地址是：128.14.32.0 =
10000000 00001110 00100000 00000000
最大地址是：128.14.47.255 =
10000000 00001110 00101111 11111111
子網掩碼是：255.255.240.0 =
11111111 11111111 11110000 00000000
因此就可以看出來，這個CIDR地址塊可以指派(47-32+1)*256=4096個地址，這里沒有把全0和全1除外。
4. CIDR子網划分
在CIDR表示法中也可以進行進一步的子網划分，和前面的子網划分類似，我們只需要從主機號中借走一定的位數即可，這里與前面的基本子網划分不同，借走2位時可以划分成4個子網，不用減2，其他位數類似。下面通過一個例子來講解CIDR中的子網划分。
例：某個機構擁有一個大的CIDR地址塊，即206.0.64.0/18，現在某個高校需要申請一個較大的CIDR地址塊以供學校使用，學校內部又分為4個系，由於每個系的人數不一樣，所以要給人數較多的系分配較多的IP地址，人數較少的系分配較少的IP地址，現在采用以下的分配方案：
機構分配給該高校一個CIDR地址塊：206.0.68.0/22，然后該高校內部的分配方案如下：
一系：206.0.68.0/23，一系內部又分為206.0.68.0/25、206.0.68.128/25、206.0.69.0/25和206.0.69.128/25四個子網。
二系：206.0.70.0/24，二系內部又分為206.0.70.0/26、206.0.70.64/26、206.0.70.128/26和206.0.70.192/26四個子網。
三系：206.0.71.0/25，三系內部又分為206.0.71.0/26和206.0.71.64/26兩個子網。
四系：206.0.71.128/25，四系內部又分為206.0.71.128/26和206.0.71.192/26兩個子網。
請分析以上方案划分的具體細節。
答：這是一個CIDR子網划分中比較復雜的例子，如果大家能分析透徹這個例子，那么對於CIDR的子網划分的計算就基本不在話下了。
我們一步一步來討論：
第一，這個機構擁有的地址塊是206.0.64.0/18 =206.0.
0100 0000.
0000 0000/18，網絡前綴是18位，所以其
最小地址是：206.0.64.0/18 = 206.0.
0100 0000.0000 0000/18
最大地址是：206.0.127.255/18 = 206.0.
0111 1111.1111 1111/18
子網掩碼是：255.255.192.0/18 =
1111 1111.1111 1111.1100 0000.0000 0000/18
擁有的地址數：(127-64+1)*(255-0+1)=16384
然后，我們來看一下這個機構給該高校分配的CIDR地址塊，即206.0.68.0/22，由此可以看出來網絡前綴由18增加到了22，所以該機構相當於將其CIDR地址塊划分成了16個子塊即子網，然后給該高校了第二個子網，即
206.0.0100 0100.0/22，黑色加粗的部分是原來的網絡前綴，后面紅色部分類似於前面介紹的子網號，由於是4位，所以可以從0000~1111，共16個子網，0001自然就是第二個子網。
第二，既然高校擁有了機構的第二個子網的CIDR地址塊206.0.68.0/22 =
206.0.0100 0100.0/22，其網絡前綴是22位，所以其
最小地址是：206.0.68.0/22 = 206.0.
0100 0100.0000 0000/22
最大地址是：206.0.71.255/22 = 206.0.
0100 0111.1111 1111/22
子網掩碼是：255.255.252.0/22 =
1111 1111.1111 1111.1111 1100.0000 0000/22
擁有的地址數：(71-68+1)*(255-0+1)=1024
然后該高校內部又對這個CIDR地址塊進行了划分，進一步得到了高校內部的子網，緊接着我們來看看一系的CIDR地址塊是怎么得到的。
第三，一系的CIDR地址塊是206.0.68.0/23，可以看出來其網絡前綴相對於高校的CIDR地址塊來說增加了1位，說明高校首先將其CIDR地址塊划分成了2個子網，其中一個給了一系。那么這兩個子網分別是：
一系的：
206.0.68.0/23 = 206.0.0100 0100.0/23和
剩余的（記為余1）：206.0.70.0/23 =206.0.0100 0110.0/23，注意其中的紅色部分就是新增的這一位，用來標志兩個子網。
那么，一系的
最小地址是：206.0.68.0/23 = 206.0.
0100 0100.0000 0000/23
最大地址是：206.0.69.255/23 = 206.0.
0100 0101.1111 1111/23
子網掩碼是：255.255.254.0/23 =
1111 1111.1111 1111.1111 1110.0000 0000/23
擁有的地址數：(69-68+1)*(255-0+1)=512
余1的
最小地址是：206.0.70.0/23 = 206.0.
0100 0110.0000 0000/23
最大地址是：206.0.71.255/23 = 206.0.
0100 0111.1111 1111/23
子網掩碼是：255.255.254.0/23 =
1111 1111.1111 1111.1111 1110.0000 0000/23
擁有的地址數：(71-70+1)*(255-0+1)=512
現在，一系的CIDR地址塊已經很明確，然后一系內部又進行了划分，即又分為206.0.68.0/25、206.0.68.128/25、206.0.69.0/25和206.0.69.128/25四個子網，網絡前綴從23位變成了25位，相當於占用了主機號兩位，所以可以划分為4個子網，分別對應00、01、10、11這四個子網，這四個子網的最小地址、最大地址以及子網掩碼和擁有的地址數按照上述的方法就可以得到，這個比較簡單，建議大家可以自己手動計算一下，正好看看自己掌握了多少，這里就不再給出這四個子網的細節。
第四，一系明確以后，就要考慮其他系的划分，可以看到二系分配到的CIDR地址塊是206.0.70.0/24，可以看出來其網絡前綴相對於余1的CIDR地址塊來說增加了1位，說明余1的CIDR地址塊被划分成了2個子網，其中一個給了二系。那么這兩個子網分別是：
二系的：206.0.70.0/24 = 206.0.0100 0110.0/24和
剩余的（記為余2）：
206.0.71.0/24 =206.0.0100 0111.0/24，注意其中的紅色部分就是新增的這一位，用來標志兩個子網。
那么，二系的
最小地址是：206.0.70.0/24 = 206.0.
0100 0100.0000 0000/24
最大地址是：206.0.70.255/24 = 206.0.
0100 0100.1111 1111/24
子網掩碼是：255.255.255.0/24 =
1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000/24
擁有的地址數：(70-70+1)*(255-0+1)=256
余2的
最小地址是：206.0.71.0/24 = 206.0.
0100 0111.0000 0000/24
最大地址是：206.0.71.255/24 = 206.0.
0100 0111.1111 1111/24
子網掩碼是：255.255.255.0/24 =
1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000/24
擁有的地址數：(70-70+1)*(255-0+1)=256
現在，二系的CIDR地址塊已經很明確，然后二系內部又進行了划分，即又分為206.0.70.0/26、206.0.70.64/26、206.0.70.128/26和206.0.70.192/26四個子網，網絡前綴從24位變成了26位，相當於占用了主機號兩位，所以可以划分為4個子網，分別對應00、01、10、11這四個子網，這四個子網的最小地址、最大地址以及子網掩碼和擁有的地址數按照上述的方法就可以得到，這個比較簡單，建議大家可以自己手動計算一下，正好看看自己掌握了多少，這里就不再給出這四個子網的細節。
第五，二系明確以后，就要考慮其他系的划分，可以看到三系分配到的CIDR地址塊是206.0.71.0/25，而四系分配到的CIDR地址塊是206.0.71.128/25，可以看出來其網絡前綴相對於余2的CIDR地址塊來說增加了1位，說明余2的CIDR地址塊被划分成了2個子網，其中一個給了三系，另外一個給了四系。那么這兩個子網分別是：
三系的：206.0.71.0/25 = 206.0.71.0000 0000/25和
四系的：206.0.71.128/25 = 206.0.71.1000 0000/25，注意其中的紅色部分就是新增的這一位，用來標志兩個子網。
那么，三系的
最小地址是：206.0.71.0/25 = 206.0.
0100 0100.0000 0000/25
最大地址是：206.0.71.127/25 = 206.0.
0100 0100.0111 1111/25
子網掩碼是：255.255.255.128/25 =
1111 1111.1111 1111.1111 1111.1000 0000/25
擁有的地址數：(71-71+1)*(127-0+1)=128
四系的
最小地址是：206.0.71.128/25 = 206.0.
0100 0100.1000 0000/25
最大地址是：206.0.71.255/25 = 206.0.
0100 0100.1111 1111/25
子網掩碼是：255.255.255.128/25 =
1111 1111.1111 1111.1111 1111.1000 0000/25
擁有的地址數：(71-71+1)*(255-128+1)=128
現在，三系和四系的CIDR地址塊已經很明確，到目前為止，該高校已經將所有的CIDR地址塊分配給了四個系，一系有512個地址，二系有256個地址，三系和四系各有128個地址。然后三系內部又進行了划分，即又分為206.0.71.0/26和206.0.71.64/26兩個子網，網絡前綴從25位變成了26位，相當於占用了主機號一位，所以可以划分為2個子網，分別對應0、1這兩個子網，同時，四系內部也又進行了划分，即又分為206.0.71.128/26和206.0.71.192/26兩個子網，網絡前綴從25位變成了26位，相當於占用了主機號一位，所以可以划分為2個子網，分別對應0、1這兩個子網，三系和四系各自的兩個子網的最小地址、最大地址以及子網掩碼和擁有的地址數按照上述的方法就可以得到，這個比較簡單，建議大家可以自己手動計算一下，正好看看自己掌握了多少，這里就不再給出這些子網的細節。
至此，我們已經分析完了本題，上面都是我一位位自己敲上去的，所以大家看完后想要穩固掌握的話建議自己也計算一遍，如果發現我有錯誤，歡迎大家指正。
最后，我用一副圖來展示下這個划分過程。
圖4 上述例題的圖解
5. 總結
總之，目前已經廣泛使用CIDR表示法，之前的分類方法和子網划分已經很少使用，所以大家要重點掌握CIDR表示法及其子網划分，了解以前的基本分類和划分方法即可。
上述內容都是本人一個字一個字敲上去的，那些粗體和紅色的標注也是我細心注釋的，圖4是我按照分析的流程一步步畫的，轉載請注明出處，歡迎大家指正，謝謝。