CIDR（Classless Inter-Domain Routing，無類別域間路由）是一種用來分配 IP 位址和路由 IP 資料的方法。CIDR 在 1993 年被引入，以取代傳統的基於類別的 IP 位址分配方式，從而提高網絡位址的使用效率和路由的可擴展性。

CIDR 表示法

CIDR 使用一種叫做 “CIDR notation” 的格式來表示 IP 網段。這種表示法結合了 IP 位址和子網掩碼，例如 192.168.1.0/24。

• IP 地址：192.168.1.0
• 斜線後的數字：24，表示子網掩碼的前 24 位是網絡位址。

子網掩碼的作用

子網掩碼決定了一個網段中可以包含的主機數量。CIDR 的關鍵概念是將子網掩碼簡化為一個整數，表示有多少位是用來標識網絡位址的。

• /24 相當於子網掩碼 255.255.255.0，意味著網段中的前 24 位表示網絡位址，剩下的 8 位可以用來指定主機。這樣的網段可以包含 256 個 IP 地址（包括網絡位址和廣播位址）。
• /16 相當於子網掩碼 255.255.0.0，可以容納更多的主機。
• /32 則表示單個 IP 地址。

常見的 CIDR 範例

• 192.168.1.0/24：這是一個典型的家庭或小型企業網段，提供 256 個 IP 地址（從 192.168.1.0 到 192.168.1.255）。
• 10.0.0.0/8：這是一個非常大的私人網段，可以包含超過 1600 萬個 IP 地址（從 10.0.0.0 到 10.255.255.255）。
• 172.16.0.0/12：這是一個中等大小的私人網段，可以容納 1048576 個 IP 地址。

計算主機數量

主機數量可以用公式來計算：

[ \text{主機數量} = 2^{\text{(32 – 網絡位元數)}} – 2 ]

減去 2 是因為需要排除網絡地址和廣播地址。

例如，對於 /24 網段：

[ 2^{32-24} – 2 = 2^8 – 2 = 256 – 2 = 254 ]

所以 /24 網段中有 254 個可用的主機 IP。

CIDR 的優點

1. 提高 IP 地址利用率：CIDR 允許更靈活地劃分網段，避免了傳統類別 A、B、C 網段的限制，從而更有效地利用 IP 地址資源。
2. 簡化路由表：CIDR 使得 ISP 能夠將多個小網段的路由聚合為一個單一的更大範圍，這樣可以減少路由表的大小，提升路由器性能。
3. 靈活的網段分配：CIDR 允許 ISP 根據實際需求，分配精確數量的 IP 地址，而不會浪費 IP 資源。

總結

CIDR 是現代 IP 網絡中一個關鍵的概念，通過靈活的子網劃分方式，提供了更高效的 IP 地址管理和路由選擇。無論是在設計本地網絡還是理解互聯網的運作方式，掌握 CIDR 是非常有必要的。