变宗子网掩码和路由聚合在网络中应用_路由技术
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种别地址的基础上（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.假如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种别网络，则该子网使用接收端口的掩码配置。2.假如传送的子网信息穿越不同主种别网络边界，则传送路由器自动在主种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10.1.0.0（不包括子网掩码），由于B的S0端口在10.2.0.0/16子网和10.1.0.0有相同的主种别网络10.0.0.0，所以B的路由表中会添加一条10.1.0.0/16的记录－－使用的是B在S0端口的掩码/16。当B向C传递10.1.0.0子网的路由信息时，由于B，C之间为172.16.1.0/24子网，主种别网络为172.16.0.0，不同于10.1.0.0的主种别网络10.0.0.0，因此B在向C传送10.1.0.0时会自动执行路由聚合到10.0.0.0，C在路由表中添加10.1.0.0/16子网的路由信息将是10.0.0.0/8，使用的是主种别网络默认的掩码（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10.2.0.0/24子网，即/24位掩码，由于从A传递的10.1.0.0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10.1.0.0/16的流量将无法到达。为了避免上述情况，必须约定，同主种别网络的子网必须使用相同的掩码。新约定又带来了新题目，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)，然而同主种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题目。 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种别地址边界。A的10.1.0.0/16子网经过172.16.2.0/24传递到B，由于经过不同主种别地址，所以会自动聚合，实际传送的是10.0.0.0；同理，C的10.2.0.0/16子网经过172.16.1.0/24传递到B，实际传送的是10.0.0.0。这样，对于B而言，它收到两条去往10.0.0.0子网的路由记录，B会添加两条到10.0.0.0/8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10.0.0.0的流量将无法区分是去往10.1.0.0的还是10.2.0.0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10.1.0.0和10.2.0.0而言，它们二者是不可见的。由于有不连续地址的题目，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。上述题目随着变宗子网掩码，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。变宗子网掩码（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。变宗子网掩码的引入，有效解决了地址分配的浪费题目。 图5 如图5，某个公司的区域网络分配了172.16.12.0/22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，每个子网主机数目不超过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无种别路由协议，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=256>200>2^7=128），子网需要2位（2^2=4>3），因此得到4个连续的/24位子网，分别是172.16.12.0/24，172.16.13.0/24，172.16.14.0/24，172.16.15.0/24。其中172.16.12.0/24和172.16.13.0/24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172.16.12.0/24，和172.16.13.0/24子网已分配，不能继续作子网划分，现在可以采用的子网是172.16.14.0/24和172.16.15.0/24作进一步的子网划分。假定这里使用172.16.14.0/24，3个LAN分配的子网是172.16.14.0/27，172.16.14.32/27，172.16.14.64/27，同时还保存了5个子网作为备用或保存作进一步的子网划分。3.由于WAN连接仅需要两个IP地址，所以最佳的掩码应该是/30位（2^(32-30)-2=2），同样，我们挑选一个未分配的/27位子网做进一步的划分，为了方便起见，我们选用最后一个/27位子网172.16.14.224/27作为WAN连接的地址空间。经过划分得到172.16.14.224/30，172.16.14.228/30，172.16.14.232/30等子网，同时还保存了5个/30的子网备用。至此，一个基于VLSM分配策略的，层次的IP地址分配方案就完成了，和定宗子网掩码相比，变宗子网掩码的地址分配方案 1/2 12下一页尾页
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