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譯者：傅小均（michael_fu  fuxj@21cn.com）
譯文發(fā)布時(shí)間：2001-5-9
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Network Working Group                                            Jeffrey Mogul
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Category: Standards Track                                  Stanford University
October 1984

因特網(wǎng)子網(wǎng)
（RFC917 ——Internet Subnets） 


本備忘錄的狀態(tài)
本文檔是有關(guān)Internet的協(xié)議的提案，有待討論。本備忘錄的發(fā)布不受任何限制。

摘要
本文檔討論因特網(wǎng)中“子網(wǎng)”的效用。“子網(wǎng)”是整個(gè)因特網(wǎng)中的一部分。由于管
理和技術(shù)的原因，許多機(jī)構(gòu)選擇把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成幾個(gè)子網(wǎng)，而不是單純的使用一系列的
因特網(wǎng)地址。
本文檔提出使用子網(wǎng)的程序和過(guò)程，并討論解決由此而產(chǎn)生的問(wèn)題的方法，特別是
路由問(wèn)題。
目錄
1.  介紹	2
1．1. 術(shù)語(yǔ)	3
2  子網(wǎng)地址分配標(biāo)準(zhǔn)	3
2．1  Internet地址的解析	3
2．2 為支持子網(wǎng)，軟件所需的改動(dòng)	4
2．3 子網(wǎng)和廣播	5
2．4 決定子網(wǎng)字段的長(zhǎng)度	6
3．子網(wǎng)路由方法	6
4．例子	7
4．1 斯坦福大學(xué)	7
4．2 麻省理工學(xué)院（MIT）	8
4．3 卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)（CMU）	9
5．地址格式因特網(wǎng)信報(bào)控制協(xié)議（ICMP）	9
5．1 描述	9
5．2 例子	10
參考	12

1.  介紹
Internet在開始時(shí)被視為兩層結(jié)構(gòu)，高層是作為一個(gè)整體的鏈?zhǔn)骄W(wǎng)，其下是一系列
“網(wǎng)絡(luò)”的集合，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有各自的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。（雖然Internet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其實(shí)是不
分層的，但I(xiàn)nternet的地址解析是分層的。）
這種做法曾一度被證明是簡(jiǎn)單而有效的，但許多機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)并不過(guò)充分。因此，在對(duì)
Internet地址的解析中加入了第三層。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，某一特定的網(wǎng)絡(luò)就需要（也可
能不需要）分層一系列的子網(wǎng)。
將Internet視為兩層的觀點(diǎn)是建立在這樣一個(gè)假設(shè)之上的，即：對(duì)一臺(tái)處于某網(wǎng)絡(luò)
中的主機(jī)而言，它所處的網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)邊界，也就是說(shuō)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以被視為一個(gè)有許
多主機(jī)相連著的黑盒。這對(duì)Internet早期的ARPA網(wǎng)來(lái)說(shuō)是對(duì)的。因?yàn)镮MPs屏蔽了網(wǎng)
絡(luò)中的特殊連接的使用。對(duì)大多數(shù)局域網(wǎng)技術(shù)來(lái)說(shuō)也是這樣，比如以太網(wǎng)和環(huán)網(wǎng)。
但這種假設(shè)在許多實(shí)踐中卻是不對(duì)的。在一個(gè)中等大小的機(jī)構(gòu)中，比如有好幾個(gè)建
筑物的大學(xué)和公司，常常需要多條局域網(wǎng)網(wǎng)線將“局部地區(qū)”相連。在寫這篇文檔是，
斯坦福大學(xué)就有18條這樣的網(wǎng)線，而且更多的還在計(jì)劃中。
要用多條網(wǎng)線連接幾個(gè)區(qū)域的原因有幾個(gè)：
?	不同的技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)：特別是在研究環(huán)境中，可能會(huì)有幾個(gè)不同的局域網(wǎng)，例如，
某個(gè)機(jī)構(gòu)有一些設(shè)備支持以太網(wǎng)，而另一些則支持環(huán)網(wǎng)。
?	技術(shù)的限制：多數(shù)技術(shù)由于起電氣參數(shù)的限制，而對(duì)連接的主機(jī)數(shù)和網(wǎng)線的總
長(zhǎng)度有限制。這些限制，特別是網(wǎng)線長(zhǎng)度很容易達(dá)到。
?	網(wǎng)絡(luò)擁塞：在一個(gè)局域網(wǎng)中，一小部分的主機(jī)很可能獨(dú)占大部分的帶寬。通常
解決這個(gè)問(wèn)題的方法是把主機(jī)根據(jù)相互間通信的多少分成幾部分，各部分使用
不同的網(wǎng)線。
?	點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接：有時(shí)一個(gè)“局部區(qū)域”被分成幾個(gè)部分，而個(gè)部分之間的距離
對(duì)上述局域網(wǎng)技術(shù)來(lái)說(shuō)太遠(yuǎn)了。在這種情況下，高速的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接可以用來(lái)連
接這些局域網(wǎng)。

對(duì)不得不使用多個(gè)局域網(wǎng)的機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，分配Internet地址有三種選擇：
1.	為每一條網(wǎng)線分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)。
2.	為整個(gè)機(jī)構(gòu)分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，并給主機(jī)分配地址，而不理會(huì)主機(jī)在哪個(gè)局
域網(wǎng)中。
3.	使用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，并分成幾個(gè)地址空間，從中給每個(gè)局域網(wǎng)分配一個(gè)子
網(wǎng)地址（顯式子網(wǎng)）。
每一種方法都有缺點(diǎn)。第一種方法雖然不需要修改和增加現(xiàn)有協(xié)議，但會(huì)導(dǎo)致路由
表的急劇增大，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部連通性信息傳播于整個(gè)Internet，而這些信息對(duì)這個(gè)機(jī)
構(gòu)以外的世界沒有用處。特別是現(xiàn)在有些網(wǎng)關(guān)沒有很大的路由表空間。所以這樣的問(wèn)題
應(yīng)該避免。
第二種方法需要一定的協(xié)議把某些局域網(wǎng)的整合成一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)。例如，在使用
地址解析協(xié)議（ARP）的局域網(wǎng)中，Internet地址被解析成為硬件地址，局域網(wǎng)間的網(wǎng)
橋會(huì)攔截ARP對(duì)非本地目標(biāo)的請(qǐng)求。但不是所有的局域網(wǎng)技術(shù)都可以做到這一點(diǎn)，特
別是沒有使用ARP或不支持廣播協(xié)議的。一個(gè)更基本的問(wèn)題是，網(wǎng)橋要知道每臺(tái)主機(jī)
在哪個(gè)局域網(wǎng)中（這些信息可以用廣播算法獲得），隨著主機(jī)的增多，廣播的代價(jià)也隨
之增大，轉(zhuǎn)換所需的緩沖也隨之增大。
第三種方法的關(guān)鍵問(wèn)題是：校友的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為所有同一局域網(wǎng)上的主機(jī)都是用同一網(wǎng)
線相連的。解決方法是顯式的支持子網(wǎng)。這就需要改變現(xiàn)有的Internet協(xié)議，改變現(xiàn)在
正在使用的IP的實(shí)現(xiàn)方法。但我們認(rèn)為，這樣的改動(dòng)不是很大，而且只需修改一次，
就能得到一個(gè)簡(jiǎn)單有效的解決方法。我們?cè)诒疚臋n中使用的方法會(huì)避免導(dǎo)致和現(xiàn)有的非
子網(wǎng)上的主機(jī)不兼容的修改。
當(dāng)找到合適的方法，就有可能是子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)并不知道自己處于子網(wǎng)中。這點(diǎn)在后
面會(huì)解釋。當(dāng)不能修改主機(jī)以使其支持“顯式子網(wǎng)”時(shí)，這樣做是非常有用的。
1．1. 術(shù)語(yǔ)
為了講述的清楚和簡(jiǎn)潔，這里定義一些術(shù)語(yǔ)，并在以后的文中使用：
鏈?zhǔn)骄W(wǎng)：連接在一起的網(wǎng)絡(luò)的集合
網(wǎng)絡(luò)：Internet中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（可以分成子網(wǎng)，也可以不分） 
子網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)中的一部分
網(wǎng)絡(luò)號(hào)：見參考[8]
本地地址：Internet地址中沒有分配給網(wǎng)絡(luò)號(hào)使用的位，也叫“剩余位”
子網(wǎng)號(hào)：網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)識(shí)子網(wǎng)的號(hào)碼
子網(wǎng)位：Internet地址中分配給子網(wǎng)號(hào)使用的位
主機(jī)位：Internet地址中用于指明特定主機(jī)使用的位
網(wǎng)關(guān)：連接兩個(gè)或更多不同網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)，傳遞數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)
網(wǎng)橋：連接兩個(gè)或更多物理上可分，但管理上不可分的子網(wǎng)，在必要使傳遞數(shù)據(jù)包
的節(jié)點(diǎn)，主機(jī)不知道其存在。
2  子網(wǎng)地址分配標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)參考[2]中的描述，劃分子網(wǎng)也就是地址的分配問(wèn)題。在這部分中，我們首先
提出一個(gè)支持子網(wǎng)的地址解析方案，然后討論這種地址格式和廣播之間的關(guān)系，最后給
出一個(gè)地址解析協(xié)議。   
2．1  Internet地址的解析
假設(shè)某機(jī)構(gòu)分配到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，并將之分成一系列子網(wǎng)，再分配給主機(jī)。如何進(jìn)行
呢？因?yàn)閷?duì)于Internet地址中本地地址部分的分配限制很少，因此對(duì)子網(wǎng)號(hào)的分配主要
有以下幾種方法：
a)	變長(zhǎng)字段：本地地址部分任意位都可以給子網(wǎng)號(hào)使用，雖然這部分長(zhǎng)度對(duì)
某一特定網(wǎng)絡(luò)是一定的，但各網(wǎng)絡(luò)間可以不同。如果長(zhǎng)度是0，則說(shuō)明沒
有使用子網(wǎng)。
b)	定長(zhǎng)字段：指定長(zhǎng)度的字段（比如8位）用語(yǔ)子網(wǎng)號(hào)（在使用子網(wǎng)的情
況下）。
c)	自編碼變長(zhǎng)字段：網(wǎng)絡(luò)好的字段長(zhǎng)度是由其高位決定，相似的，子網(wǎng)號(hào)的
字段長(zhǎng)度也由其高位決定。
d)	自編碼定長(zhǎng)字段：一定長(zhǎng)度的字段給子網(wǎng)使用。如果最高位是1，則使用
子網(wǎng)，否則沒有使用。
用什么標(biāo)準(zhǔn)從這四個(gè)方案中選擇一個(gè)呢？首先，確定是否要選用自編碼方案，也就
是說(shuō)能否通過(guò)檢測(cè)一個(gè)因特網(wǎng)地址就能得知這個(gè)地址是否用道子網(wǎng)？
自編碼的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，人們能知道一個(gè)非本地的網(wǎng)絡(luò)是否被劃分成子網(wǎng)。 這是否
有用還不是很清楚。 但主要的好處是不需要額外的信息來(lái)說(shuō)明兩個(gè)地址是否在同一子
網(wǎng)上。 然而，從另一個(gè)角度看，這也會(huì)是個(gè)缺點(diǎn)：對(duì)于非子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，如果有主機(jī)在其
地址的本地地址字段中任意使用，則會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題（1）。也就是說(shuō)，如果能夠獨(dú)立于主
機(jī)地址的分配而控制網(wǎng)絡(luò)是否子網(wǎng)，這會(huì)非常有用。另一個(gè)自編碼方案的缺點(diǎn)是，給主
機(jī)使用的地址空間會(huì)減少至少2位。
如果沒有使用自編碼方案，很明顯，變長(zhǎng)子網(wǎng)字段方案是合適的。既然任何情況下
每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有“標(biāo)志”顯示是否使用子網(wǎng)，使用整數(shù)型標(biāo)志比使用布爾型標(biāo)志所多的耗
費(fèi)也就可以忽略。使用變長(zhǎng)子網(wǎng)字段的好處是允許每個(gè)機(jī)構(gòu)選擇最好的分配方案，以應(yīng)
付給子網(wǎng)和主機(jī)使用的地址位數(shù)的相對(duì)不足。
因此，我們提議的因特網(wǎng)地址的解析是：
         <網(wǎng)絡(luò)號(hào)><子網(wǎng)號(hào)><主機(jī)號(hào)>
網(wǎng)絡(luò)號(hào)使用的位在參考[8]中有述。主機(jī)號(hào)字段至少長(zhǎng)1位。子網(wǎng)字段的長(zhǎng)度在一
個(gè)網(wǎng)絡(luò)中是固定的。子網(wǎng)字段和主機(jī)字段不需要其他的數(shù)據(jù)。如果子網(wǎng)字段的長(zhǎng)度是0，
則說(shuō)明沒有使用子網(wǎng)。
例如，在一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)中的有8位長(zhǎng)的子網(wǎng)字段，則它的地址如下：
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |0|    網(wǎng)絡(luò)       |     子網(wǎng)      |         主機(jī)號(hào)              |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
為了實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單和有效，我們希望所有的機(jī)構(gòu)都使用8位或者8的倍數(shù)的子網(wǎng)字
段長(zhǎng)度。但作為一個(gè)統(tǒng)一的實(shí)現(xiàn)方法，必須能夠其他可能的長(zhǎng)度。
我們反對(duì)“遞歸子網(wǎng)”的使用，就是將主機(jī)號(hào)字段再分成子網(wǎng)和主機(jī)兩部分。因?yàn)椋?-	沒有對(duì)四層結(jié)構(gòu)的明顯的需求。
-	IP地址中沒有足夠的位使這種方法有實(shí)用價(jià)值。
-	需要復(fù)雜的而外機(jī)制