IPv4由于其成功的设计，得到了全球范围内的广泛应用。然而其地址空间不足的问题，就像一个终将到来的死刑宣告，那一天一旦到来，互联网的发展将受到极大阻碍。为了解决这个问题，科学家们一方面设计了IPv6协议，并已处于初期部署阶段，另一方面便是提高IPv4地址的利用效率，尽量延缓死刑的到来。而CIDR与NAT便是后者思路下的产物。
一、子网划分与子网掩码
在详述CIDR之前，不得不提的便是子网划分技术。
子网划分将一个大的网络进行进一步切割，划分成多个子网。具体实现是在原划分的基础上，将主机号进行进一步切割，划分成子网号和主机号。同一个网络号下的主机可能属于不同子网，子网可以划分给多个使用单位。
与子网划分相伴而生的便是子网掩码。子网掩码与IP地址相同，是一个32位的2进制数，且1和0必须是分别连续的.每个网络的子网掩码，等于将其对应网络的网络号全置为1，主机号全置为0后产生的值。
子网划分的网络数、主机数将由子网掩码所决定。例如一个B类网络174.123.0.0，对其进行子网划分，将子网掩码设置为255.255.252.0(11111111.11111111.11111100.00000000),可知，在后16位主机号中，前6位被设置成了子网号，剩下10位作为主机号，所以可使用的子网数量位26=64个，可使用的主机号为210-2=1022个（排除全0与全1的主机号）
传统的ABC类地址有默认的子网掩码，即A类地址子网掩码：255.0.0.0,B类地址子网掩码：255.255.0.0,C类地址子网掩码：255.255.255.0
而一个外来IP地址，究竟应该传向哪个子网，也只需与子网掩码进行二进制位与运算，找到对应的IP地址即可。
二、CIDR
1.概述
CIDR，英文全称为Classless Inter-Domain Routing，即无类别域间路由，是一种突破了传统的ABCDE类地址划分，可对IPv4
进行更加细致的网络划分，提高地址利用率的技术。
在传统的地址划分下，实际运用中涌现以下问题：对大多数企业来说，使用一个C类地址，每个地址仅有256个可用主机号太少，而使用B类地址，每个地址下有65535个主机号又太多。这个问题是由于地址划分不够灵活造成的。CIDR的出现，对地址进行了更细致的划分，巧妙地解决了这个问题。
2.划分方式
在子网划分中，IP地址被划分成三段–网络号、子网号、主机号，而CIDR将网络号与子网号合并，三段划分重回两段划分。CIDR下的IP地址表示为a.b.c.d/n，n表示网络号的长度。这样以来，32位IP地址不仅仅是被划分为ABCDE类，而可灵活地划分为数十类，只要网络号长度符合要求即可。
举例：
1）两台IP地址分别为198.189.252.3/22和198.189.253.4/22的主机。这两个IP地址表示成2进制是11000110.10111101.11111100.00000011和11000110.10111101.11111101.00000100，前22位为网络号，显然两台主机网络号相同，属于同一网络的不同主机。
2）两台IP地址分别为198.189.252.3/22和198.189.252.3/20的主机。这两个IP地址去掉网络号长度虽是一样的，经过计算可知，分别属于不同的网络。
3.子网聚合
在子网划分提高IP地址利用率的同时，也可能会带来路由表爆炸的问题。此时，将子网聚合是一个好的解决方法。具体实现表现为求出最小相同网络前缀，缩短网络号长度。
举例：一个网络中有两个子网:198.189.253.0/24与198.189.254.0/24，在路由表中会占据两个表项，但下一跳地址却是相同的。若将子网合并，找到网络号的前22位是相同的，则可用198.189.252.0/22来作为两个子网的超网，路由表中也只需用这一个表项代替之前的两项即可。
三、NAT
1.概述
NAT，英文全称为network address translation,即网络地址转换。其核心思想是重复使用大量的私有IP地址，而以较少的共有IP地址来代表之，以达到缓解IP地址空间枯竭的问题。
NAT技术除了缓解IP地址的枯竭问题外，还可以起到安全防护的功能。由于本地网络暴露给外界的IP地址只是其代表路由器的IP地址，其真正IP地址得以隐藏，自然在安全性上得到了提升。
2.具体实现
在上一节中，我们介绍了IP私有地址，ABD类地址分别有其私有的IP地址。在一个本地网络中，可以使用本类网络的私有IP地址代表各个主机，当需要与外网主机交互时，在路由器处根据NAT表转换成公有IP地址即可。
举例：
如图，有一个本地网络，网络号为192.168.0.0，其内部主机相互传输信息时，只需要使用私有IP地址192.168.0.3、192.168.0.4等即可。当需要与外网主机交互数据时，如213.18.2.4,只需在NAT路由器处，根据NAT路由表进行一次转换，便成了公有IP地址。
2.168.0.4等即可。当需要与外网主机交互数据时，如213.18.2.4,只需在NAT路由器处，根据NAT路由表进行一次转换，便成了公有IP地址。