105年高考三級資通網路第四題

105年高考三級資通網路

四、一般網路位址分配指派分為 CIDR 與 Classful Addressing。 (一)請說明 CIDR 是如何分配網路位址區塊？（10分） (二)請說明 Classful Addressing 是如何分配網路位址區塊？（10分）

答：

(一)CIDR是如何分配網路位址區塊？

CIDR 歸納了子網路定址的概念。在子網路定址中，32位元的 IP 位址會被分成兩部分，使用附點的十進位格式 a.b.c.d/x，其中 x 表示位址第一部分的位元數。形式為 a.b.c.d/x 的位址，其最高的x 個有效位元便構成了 IP 位址的網路部分，這部分通常被稱為址首 (prefix) 或網路址首 (network prefix)。同一組織中所有裝置的 IP 位址都會使用相同的址首，當組織外的路由器要轉送目的端位址位於該組織內的資料報時，只需要考量位址的前 x 位元即可。這可以大量地減少路由器轉送表的大小，因為只要一筆形式為 a.b.c.d/x 的項目，就足以將封包轉送到任何位於該組織內部的目的端。其餘的 32-x 個位元想像成是用來分辨組織內的裝置，這些裝置都擁有相同的網路址首。舉例來說，假設 CIDR 格式位址 a.b.c.d/21 的前21位元代表該組織的網路址首，可能代表該組織內的某個特定子網路，而該組織內所有裝置的 IP 位址都具有相同的址首，其餘的11位元便可以用來識別組織內的特定主機。

※參考資料：劉宗瑜-電腦網際網路五版 4-38

(二)Classful Addressing是如何分配網路位址區塊？

分配網路位址表之一：

分類	字首位	開始位址	結束位址
Class A	0	0.0.0.0	127.255.255.255
Class B	10	128.0.0.0	191.255.255.255
Class C	110	192.0.0.0	223.255.255.255
Class D (multicast)	1110	224.0.0.0	239.255.255.255
Class E (reserved)	1111	240.0.0.0	255.255.255.255

分配網路位址表之二：

分類	字首位	網路位址位數	剩餘的位數	網路個數	每個網路的可用個數
Class A	0	8	24	128 (27)	16,777,214 (224-2)
Class B	10	16	16	16,384 (214)	65,534 (216-2)
Class C	110	24	8	2,097,152 (221)	254 (28-2)
Class D (multicast)	1110	未定義	未定義	未定義	未定義
Class E (reserved)	1111	未定義	未定義	未定義	未定義

IP 位址網路部分的長度被限制為8、16或24位元，因為擁有8、16與24位元子網路位址的子網路，分別被稱為 A 級、B 級與 C 級的網路。這種對於 IP 位址子網路部分的長度要剛好是1、2 或3個位元組的要求，事實證明在擁有中小型子網路的組織數量激增時，會產生支援上的問題。C 級 (/24) 子網路最多只能容納 2⁸-2 = 254台主機 (2⁸ = 256 個位址中，有2個保留給特殊用途)，對許多組織而言都太少了。然而，B 級 (/16) 子網路可以支援到 656,634 台主機，又太多了。在分級定址法 (Classful Addressing) 下，擁有2,000台主機的組織，通常會被配給 B 級 (/16) 的子網路位址。這會讓 B 級的位址空間快速耗盡，而且所分配到的位址空間利用率差 (超過63,000個位址無法被其他組織使用)。

※參考資料：

1.劉宗瑜-電腦網際網路五版 4-38~4-39

2.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E7%B1%BB%E7%BD%91%E7%BB%9C

3.https://en.wikipedia.org/wiki/Classful_network