IP地址的分类、子网、子网掩码的作用

IPV4

由 4kb(32bit)构成，10进制下通常表示为： xxx.xxx.xxx.xxx
其二进制表示形式为：100000000.000000001.00000001.00000001.00000001

在逻辑概念上将这32bit的数字分为两部分：网地址、主机地址。

子网

子网可以简单理解为用于对接主干网的一个局域网。类似于国家的省市县分级一样。

子网的优点：

1. 节约ip资源，容纳更多机器联通网络
2. 减少主干网络流量，优化网络性能

网地址

网地址及子网的地址，既然在主干网络中定义了子网，那么就要通过某种方式先找到该子网，才能进入子网然后找到对应的主机，网地址就是应在上级网络中定位该子网的门牌号。
网地址由ip地址的前n个bit组成。具体使用几个bit，取决于子网的类型。

主机地址

ip地址划分网地址后，剩下的bit即表示主机地址。主机地址是在子网中用来定位某一台主机的一个门牌号。

Ip地址的分类

IP地址一共分为 A、B、C、D、E、五类，他们之间的区别就是子网占用的bit数不同。

A类地址

A类地址使用8bit表示网地址，24bit表示主机地址。其中，网地址首位必须为0，用来标识为A类地址。剩余7位用来标识子网地址。所以
A类网地址中可以有 2^7（128）个子网。

另 A类网地址中：
0.0.0.0 固定表示为本网地址，127.0.0.1 固定表示为 回环地址。

所以A类网络中可自由分配的子网为126个。

A类地址中，剩余24位用来表示主机地址 ，所以每个A类子网可以容纳的主机数为：2^24 - 2 个。

十进制ip范围：

0.0.0.0 ~ 127.255.255.255

B类地址

B类地址使用16bit表示网地址，16比特表示主机地址。网地址二进制前两位固定为10，剩余14位用来表示子网地址。所以B类地址中可以有2^14个子网。

每个子网中可以容纳的主机数为：2^16 - 2 个。

十进制ip范围：

128.0.0.0 ~ 191.255.255.255

C类地址

C类地址使用24bit表示网地址, 8比特表示主机地址。网地址的二进制前三位固定为110，剩余21位用来表示子网地址。所以C类地址汇总可以有2^21个子网。

每个子网可容纳的主机数为： 2^8 - 2 个。

十进制ip范围：

192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

D类地址

D类地址为 多播地址 , IP地址的二进制前4位固定为: 1110。剩余的28位用来表示具体的多播地址。

十进制ip范围：

224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

E类地址

E类地址为 保留地址, IP地址的二进制前4位固定为：1111。

十进制ip范围：

240.0.0.0 ~ 255.255.255.254

本网地址与广播地址

• 本网地址： 当前子网的地址，一般为子网段第一个ip地址
• 广播地址：用于向子网中所有的主机进行广播的地址，一般为子网段的最后一个ip地址

在上面计算A，B，C类子网可容纳的主机数时，都减了一个2，减少的这两个地址就表示 本网地址 和 广播地址。

子网掩码

子网掩码是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

计算方式

网地址 = ip地址 & 子网掩码

缺省子网掩码

• A类：255.0.0.0 (/8)
• B类：255.255.0.0 (/16)
• C类：255.255.255.0 (/24)

私有地址

私有地址是在局域网中使用的地址，无法在公网中使用。在A、B、C三类网络中都有相应的私有地址。

• A类: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 10.0.0.0/8
• B类: 172.16.0.0 ~ 172.31.255.254 172.16.0.0/12
• C类: 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 19.168.0.0/16