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变长子网掩码和路由聚合在网络设计中的应用( 二 )

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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=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 ， 同时还保留了5个子网作为备用或保留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 ， 同时还保留了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 ， 和定长子网掩码相比 ， 变长子网掩码的地址分配方案有效的节省了IP地址 。同时 ， 由于采用新的无类路由协议RIPv2 ， 路由更新中传递子网掩码信息 ， 子网信息可以精确区分 ， 消除了不连续地址的问题 。
使用VLSM地址分配方案要考虑两个主要问题：
1.子网中待分配的最多主机数 ， 根据计算公式2^n-2 ， 得出主机需要的位数
2.子网的数量 ， 根据计算公式：2^n ， 得出子网需要的位数 。
随着网络规模的扩大 ， 网络的数量日益增长 ， 过大的路由表会带来一些问题：
1.CPU的路由计算 ， 路由检索的负荷加剧 ， 潜在造成数据传输的延迟 。
2.大量路由信息的传输占用了有效带宽 。
3.路由器需要更多的存储器存储路由信息 。
4.频繁的网络变动 ， 造成路由收敛时间延长 。
因此 ， 大型网络中 ， 控制路由表的规模也是非常重要的 。该问题可以通过路由聚合（Route Aggregation ， 有时也称路由摘要 ， 路由汇聚）得到解决 。在使用有类路由协议的传统网络中 ， 路由信息经过不同主类别网络边界时 ， 也会自动执行路由聚合 。不过 ， 此种路由聚合被限制在主类别网络的边界 ， 灵活性比较差 。新的路由协议中支持VLSM ， 可以手动控制 ， 在多层次进行聚合 ， 极大地提高了聚合的灵活性 。
路由聚合通过汇聚若干条路由记录为一条路由记录 ， 有效减少了路由信息量 ， 降低了CPU处理路由的负荷 ， 路由器对存储空间的需求 ， 同时也加快了路由表收敛的速度 。
路由聚合的另外一个好处是可以有效地屏蔽网络中局部的变动对网络全局的影响 。随着网络规模的扩大 ， 设备 ， 链路故障的可能性增大 ， 在某些路由协议中 ， 如OSPF ， 某个链路的失效或端口UP ， DOWN都会引起整个网络的路由计算 ， 增加了路由器的负荷和低效的数据流动 。我们可以通过划分区域和路由聚合等手段 ， 把网络变动的影响限制在一个小的区域内 ， 变动只对该区域产生影响 ， 而不会影响到整个网络 。

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