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变长子网掩码和路由聚合在网络设计中的应用作者：硕博网 文章来源：中华硕博网 点击数： 更新时间：2008-5-3中华硕博网()全球500所高校指定报名中心--变长子网掩码和路由聚合在网络设计中的应用　对于网络设计师而言，构造一个运行良好的网络要面临很多挑战。在一个大型的，层次的，可伸缩的网络中，一个精心规划的IP地址分配策略和适时的路由聚合是至关重要的。　　传统的网络建立在有类别地址的基础上（A，B，C类地址）。早期的路由协议，如RIPv1，IGRP出于节省带宽的考虑，在路由更新时不传送子网掩码信息，因此在网络信息传输时需要对子网掩码做一些假设。　　1.如果路由器接收端口配置的IP地址和路由更新中传送的子网信息有相同的主类别网络，则该子网使用接收端口的掩码配置。　　2.如果传送的子网信息穿越不同主类别网络边界，则传送路由器自动在主类别网络边界执行路由聚合，并只传送经过聚合的路由。　　　图1　　如图1，网络中有三台路由器：A，B，C，均运行RIPv1路由协议，RIPv1是有类路由协议，路由更新中不传递子网掩码信息。B的S0端口收到从A传送的子网信息（不包括子网掩码），由于B的S0端口在/16子网和有相同的主类别网络，所以B的路由表中会添加一条/16的记录－－使用的是B在S0端口的掩码/16。当B向C传递子网的路由信息时，由于B，C之间为/24子网，主类别网络为，不同于的主类别网络，因此B在向C传送时会自动执行路由聚合到，C在路由表中添加/16子网的路由信息将是/8，使用的是主类别网络默认的掩码（A类地址/8位，B类地址/16位，C类地址/24位）。　　　图2　　如图2，路由器B的S0端口在/24子网，即/24位掩码，由于从A传递的子网要使用接收端口的掩码配置，因此也会使用/24位掩码，从而产生了一条错误的路由记录，这将导致某些经过B去往/16的流量将无法到达。为了避免上述情况，必须约定，同主类别网络的子网必须使用相同的掩码。新约定又带来了新问题，即同主网络下地址无法有效的分配。　　　图3　　如图3，假如某局域网上使用了27位的掩码，则每个子网可以支持30台主机(2^5-2=30)；而对于WAN连接而言，每个连接只需要2个地址，理想的方案是使用30位掩码(2^2-2=2)，然而同主类别网络相同掩码的约束，WAN之间也必须使用27位掩码，这样就浪费28个地址。另外一个是不连续地址的问题。　　　图4如图4，根据前述约定，路由在经过不同主网络边界时会自动聚合到主类别地址边界。A的/16子网经过/24传递到B，由于经过不同主类别地址，所以会自动聚合，实际传送的是；同理，C的/16子网经过/24传递到B，实际传送的是。这样，对于B而言，它收到两条去往子网的路由记录，B会添加两条到/8路由记录到路由表，它们下一跳的地址不同，一条指向A的S1，另一条指向C的S0。由于有相同的跳数，所以会自动启用负载平衡，这样经过B访问的流量将无法区分是去往的还是的，它们都有50％的机会命中，所以就会出现间歇性的网络访问故障。而对和而言，它们二者是不可见的。由于有不连续地址的问题，所以，规划网络地址时必须保证一个主网络的子网必须连续存在。　　上述问题随着变长子网掩码，路由聚合和无类域间路由以及无类路由协议（RIPv2，EIGRP，OSPF，IS-IS，BGPv4）等技术的引入而得到了良好的解决。　　变长子网掩码（VLSM），是指在一个层次结构的网络中，可以使用多个不同的掩码，也即可以对一个经过子网划分的网络再次划分。变长子网掩码的引入，有效解决了地址分配的浪费问题。　　　图5　　如图5，某个公司的区域网络分配了/22的地址空间，公司的网络规划如下：在路由器D连接3个VLAN，其中2个VLAN有不超过200台的主机，另外一个VLAN包括3个子网，每个子网主机数量不超过30台，路由器A，B，C通过FR和D相连，保证每条PVC仅分配2个IP地址。所有路由器均采用RIPv2无类别路由协议，路由更新中可以传送子网掩码信息，支持VLSM。根据上述网络规划，使用VLSM地址分配策略，设计如下IP地址分配计划：　1.由于需要3个VLAN，其中两个VLAN有不超过200台的主机，根据公式，主机需要8位地址（2^8=2562002^7=128），子网需要2位（2^2=43），因此得到4个连续的/24位子网，分别是/24，/24，/24，/24。其中/24和/24分配给其中两个VLAN，每个子网最多可以支持254台主机。　　2.剩下一个VLAN每个子网主机数不超过30台，需要5个主机位，对应需要/27位的掩码(32-5=27)，最多可以满足8个/27位子网的需求（2^3＝8）由于/24，和/24子网已分配，不能继续作子网划分，现在可以采用的子网是/24和/24作进一步的子网划分。假定