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2. 历史和问题描述 (History and Problem Description)

现在被称为互联网的系统始于1970年代的一个研究项目,旨在设计和开发一套可以与许多不同网络技术配合使用的协议,以提供无缝的端到端设施来互连各种不同的端系统。当确定如何使用32位地址空间时,对要连接的组织数量、每个组织的端系统数量以及网络上端系统的总数做出了某些假设。最终结果是建立了三类网络 (参见 [RFC791]):

  • A类 (Class A): 最高有效地址位为 '00',有128个可能的网络,每个网络有16,777,216个端系统 (减去为网络/广播地址保留的特殊位值)
  • B类 (Class B): 最高有效位为 '10',有16,384个可能的网络,每个网络有65,536个端系统 (减去保留值)
  • C类 (Class C): 最高有效位为 '110',有2,097,152个可能的网络,每个网络有254个端系统 (256个位组合减去保留的全零和全一模式)

最高有效位为 '111' 的地址集被保留供将来使用; 其中一部分最终被定义 (最高有效位 '1110') 用于IPv4多播 (IPv4 Multicast),截至本文档撰写时,部分仍然保留。

在1980年代后期,随着原研究网络的扩展和商业化,许多新组织连接到了快速增长的互联网,每个新组织都根据A/B/C类地址方案需要地址分配。当对新网络号的需求 (特别是B类空间) 似乎呈指数增长率时,运营和工程社区的一些成员开始关注A/B/C类系统的长期扩展特性,并开始思考如何更改网络号分配策略和路由协议以适应增长。1991年11月,互联网工程任务组 (IETF, Internet Engineering Task Force) 成立了ROAD (Routing and Addressing) 小组来研究这种情况。该小组于1992年1月召开会议并确定了三个主要问题:

  1. B类网络地址空间的耗尽 (Exhaustion of the Class B network address space): 此问题的根本原因之一是缺少适合中型组织的网络类别。C类最多254个主机地址太小,而B类允许最多65,534个主机地址,对大多数组织来说太大,但却是与子网划分 (Subnetting) 一起使用的最佳选择。

  2. 互联网路由器中的路由表增长超出了当前软件、硬件和人员有效管理的能力 (Growth of routing tables in Internet routers beyond the ability of current software, hardware, and people to effectively manage)

  3. 32位IPv4地址空间的最终耗尽 (Eventual exhaustion of the 32-bit IPv4 address space)

根据当时的互联网增长率,很明显前两个问题将在1993年至1995年之间的某个时间变得至关重要。1990年12月博尔德IETF会议上向社区展示的关于无连接网络服务 (CLNS, Connectionless Network Service) 拓扑地址分配的现有工作,指导了如何重构32位IPv4地址空间以延长其寿命的思考。ROAD小组的工作继续进行,最终导致 [RFC1338] 的发布,随后发布了 [RFC1519]。

CIDR的设计和部署旨在通过减缓全局路由表 (Global Routing Table) 的增长并建立具有层次结构的基于拓扑的地址分配方案来降低IPv4地址的消耗率,从而解决这些问题。