类路由和无类路由的区别

类路由和无类路由的区别

在计算机网络中,路由是将网络流量从一个网络到另一个网络的过程,而路由器就是完成这项工作的设备。路由器根据不同的路由协议,可分为类路由(Classful routing)和无类路由(Classless routing)两种。

类路由

类路由按照IP地址的类别(A、B、C类)进行管理,路由器根据IP地址的前缀来判断目的地IP地址所属的网络,然后再根据预设好的路由规则来转发数据包,其寻址方式如下图所示:

例如,当向一个IP地址为192.168.1.0的主机发送数据包时,路由器会根据IP地址的前缀(192.168.1)在路由表中找到相应的路由记录,然后将数据包转发给对应的下一跳路由器或主机。

类路由的优点是路由表简单,对于大规模的网络来说,会占用较少的存储空间和处理时间,但是其缺点也很明显,无法处理子网的情况,且浪费了大量的IP地址资源,如A类地址可以容纳16个子网,但每个子网却能容纳超过160万个主机IP地址,造成了网络资源的浪费。

无类路由

无类路由特指路由表中的路由规则不只依赖于IP地址的前缀,而是可以处理任意长度的子网掩码,妥善处理了IP地址的子网和主机划分问题。无类路由也被称为变长子网掩码(VLSM)路由,不能单独看某个IP地址是否属于一个网络,而是要结合子网掩码进行计算。与类路由相比,其寻址方式如下图所示:

例如,当向一个IP地址为192.168.1.1的主机发送数据包时,路由器会根据IP地址的前缀和子网掩码来判断目的地IP地址所属的网络,然后再根据预设好的路由规则来转发数据包,无类路由能够更加准确地找到目的地,因此通信质量也更高。

无类路由的优点是可以高效地利用IP地址资源,最小化网络资源的浪费。另外,无类路由也更加灵活和具有扩展性,可以更好地支持网络的快速扩张和变化,但其缺点是路由表的规模相对较大,增加了管理和维护的难度。

示例代码

下面是Python示例代码,该函数可以输入IP地址和子网掩码并返回目的地网络地址:

import socket


def get_network(ip_addr, subnet_mask):
    ip_long = socket.ntohl(struct.unpack("I", socket.inet_aton(ip_addr))[0])
    subnet_long = socket.ntohl(struct.unpack("I", socket.inet_aton(subnet_mask))[0])

    network = ip_long & subnet_long
    return socket.inet_ntoa(struct.pack("I", socket.htonl(network)))

get_network("192.168.1.1", "255.255.255.0")

结论

类路由和无类路由都有自己的优缺点,选择哪种路由协议应该根据具体的需求和网络架构来确定。在现代网络中,由于无类路由的灵活性和扩展性,基本上已经成为了主流。

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