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最长前缀匹配

发布时间:2014/8/31 20:26:20 访问次数:3054

   在使用CIDR时,E5CN-HQ2H01D-FLK由于采用了网络前缀这种记法,IP地址由网络前缀和主机号这两个部分组成,因此在路由表中的项目也要有相应的改变。这时,每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成。但是在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果。这样就带来一个问题:我们应当从这些匹配结果中选择哪一条路由呢?

   正确的答案是:应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。这叫作最长前缀匹配(longest-prefix matching),这是因为网络前缀越长,其地址块就越小,因而路由就越具体(more specific)。最长前缀匹配又称为最长匹配或最佳匹配。为了说明最长前缀匹配的概念,我们仍以前面的例子来讨论。

   假定大学下属的凹系希望ISP把转发给四系的数据报直接发到四系而不要经过大学的路由器,但又不愿意改变自己使用的IP地址块。因此,在ISP的路由器的路由表中,至少要有以下两个项目,即206.0.68.0/22(大学)和206.0.71.128/25(四系)。现在假定ISP收到一个数据报,其目的lP地址为D=206.0.71.130。把D分别和路由表中这两个项目的掩码逐位相“与”(AND操作)。将所得的逐位AND操作的结果按顺序写在下面。

    D和11111111 11111111 11111100 00000000逐位相“与”= 206.0.68.0/22  匹配D和11111111 11111111 11111111 10000000逐位相“与”- 206.0.71.128/25匹配

   不难看出,现在同一个IP地址D可以在路由表中找到两个目的网络(大学和四系)和该地址相匹配。根据最长前缀匹配的原理,应当选择后者,把收到的数据报转发到后—个目的网络(四系),即选择两个匹配的地址中更具体的一个。

   从以上的讨论可以看出,如果lP地址的分配一开始就采用CIDR,那么我们可以按网络所在的地理位置来分配地址块,这样就可大大减少路由表中的路由项目。例如,可以将世界划分为四大地区,每一地区分配一个CIDR地址块:

   地址块194/7 (194.0.0.0至195.255.255.255)分配给欧测;

   地址块198/7 (198.0.0.0至199.255.255.255)分配给北美州;

   地址块200/7 (200.0.0.0至201.255.255.255)分配给中美洲和南美洲;

   地址块202/7 (202.0.0.0至203.255.255.255)分配给亚洲和太平洋地区。

   上面的每一个地址块包含有约3 200万个地址。这种分配地址的方法就使得IP地址与地理位置相关联。它的好处是可以大大压缩路由表中的项目数。例如,凡是从中国发往北美的数据报(不管它是地址块19 8/7中的哪一个地址)都先送交位于美国的一个路由器,因此在路由表中使用一个项目就行了。

   但是,在使用CIDR之前,因特网的地址管理机构没有按地理位置来分配IP地址。现在要把已分配出的IP地址收回再重新分配是十分困难的事,因为这牵涉到很多正在工作的主机必须改变其IP地址。尽管这样,CIDR的使用已经推迟了lP地址将要耗尽的日期。



   在使用CIDR时,E5CN-HQ2H01D-FLK由于采用了网络前缀这种记法,IP地址由网络前缀和主机号这两个部分组成,因此在路由表中的项目也要有相应的改变。这时,每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成。但是在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果。这样就带来一个问题:我们应当从这些匹配结果中选择哪一条路由呢?

   正确的答案是:应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。这叫作最长前缀匹配(longest-prefix matching),这是因为网络前缀越长,其地址块就越小,因而路由就越具体(more specific)。最长前缀匹配又称为最长匹配或最佳匹配。为了说明最长前缀匹配的概念,我们仍以前面的例子来讨论。

   假定大学下属的凹系希望ISP把转发给四系的数据报直接发到四系而不要经过大学的路由器,但又不愿意改变自己使用的IP地址块。因此,在ISP的路由器的路由表中,至少要有以下两个项目,即206.0.68.0/22(大学)和206.0.71.128/25(四系)。现在假定ISP收到一个数据报,其目的lP地址为D=206.0.71.130。把D分别和路由表中这两个项目的掩码逐位相“与”(AND操作)。将所得的逐位AND操作的结果按顺序写在下面。

    D和11111111 11111111 11111100 00000000逐位相“与”= 206.0.68.0/22  匹配D和11111111 11111111 11111111 10000000逐位相“与”- 206.0.71.128/25匹配

   不难看出,现在同一个IP地址D可以在路由表中找到两个目的网络(大学和四系)和该地址相匹配。根据最长前缀匹配的原理,应当选择后者,把收到的数据报转发到后—个目的网络(四系),即选择两个匹配的地址中更具体的一个。

   从以上的讨论可以看出,如果lP地址的分配一开始就采用CIDR,那么我们可以按网络所在的地理位置来分配地址块,这样就可大大减少路由表中的路由项目。例如,可以将世界划分为四大地区,每一地区分配一个CIDR地址块:

   地址块194/7 (194.0.0.0至195.255.255.255)分配给欧测;

   地址块198/7 (198.0.0.0至199.255.255.255)分配给北美州;

   地址块200/7 (200.0.0.0至201.255.255.255)分配给中美洲和南美洲;

   地址块202/7 (202.0.0.0至203.255.255.255)分配给亚洲和太平洋地区。

   上面的每一个地址块包含有约3 200万个地址。这种分配地址的方法就使得IP地址与地理位置相关联。它的好处是可以大大压缩路由表中的项目数。例如,凡是从中国发往北美的数据报(不管它是地址块19 8/7中的哪一个地址)都先送交位于美国的一个路由器,因此在路由表中使用一个项目就行了。

   但是,在使用CIDR之前,因特网的地址管理机构没有按地理位置来分配IP地址。现在要把已分配出的IP地址收回再重新分配是十分困难的事,因为这牵涉到很多正在工作的主机必须改变其IP地址。尽管这样,CIDR的使用已经推迟了lP地址将要耗尽的日期。



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