IPv4地址与子网
地址结构
IPv4地址长度为32位，即4字节。书写时采用点分十进制，把4个字节分别写成十进制数，再用点隔开，例如192.168.1.1。
一个IPv4地址分为两部分：
- 网络号：标识主机所在的网络。
- 主机号：标识该网络内的特定设备。
子网掩码用于区分这两部分：掩码中为1的位对应网络号，为0的位对应主机号。例如掩码255.255.255.0表示前24位是网络号、后8位是主机号。
地址分类与特殊地址
分类编址
分类编址是历史上的方案；现代路由通常使用无类别的前缀长度，不能只靠地址类别推断当前掩码。
| 类别 | 地址范围 | 网络号位数 | 主机号位数 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| A类 | 0.0.0.0 – 127.255.255.255 | 8（首位为0） | 24 | 超大型网络 |
| B类 | 128.0.0.0 – 191.255.255.255 | 16（前两位10） | 16 | 中型网络 |
| C类 | 192.0.0.0 – 223.255.255.255 | 24（前三位110） | 8 | 小型网络 |
| D类 | 224.0.0.0 – 239.255.255.255 | — | — | 多播 |
| E类 | 240.0.0.0 – 255.255.255.255 | — | — | 保留实验 |
特殊地址
| 地址 | 含义 |
|---|---|
10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16 | 私有地址，不在公共互联网中作为可路由的源或目标地址 |
127.0.0.1 | 回环地址，通常指localhost，用于本机测试 |
主机号全为1，例如192.168.1.255 | 广播地址，用于向本网络内所有主机发送数据 |
主机号全为0，例如192.168.1.0 | 网络地址，用于标识整个网络 |
例子
由地址和掩码求网络地址与广播地址
地址192.168.1.37，掩码255.255.255.0（即 /24）。前24位是网络号，所以网络地址是把主机号全部置0，得到192.168.1.0；广播地址是把主机号全部置1，得到192.168.1.255。可分配给主机的地址是192.168.1.1到192.168.1.254，共254个。
私有地址的重复使用
两个不同的局域网可以都使用192.168.1.0/24，各自的主机在局域网内用192.168.1.x通信。因为这些地址不会出现在互联网的路由表中，两个局域网之间不会因为地址相同而互相干扰。
交互探索
调整前缀长度，比较IPv4地址、掩码与按位与得到的网络地址。
前缀长度怎样决定网络地址？
调整IPv4前缀长度，计算掩码和网络地址。
正在准备演示…
练习
IPv4地址的长度是多少位？
参考解答
IPv4地址为32位，即4字节，用点分十进制书写。
192.168.1.1属于哪一类地址？参考解答
192.168.0.0/16是C类私有地址段，只在局域网内部使用，不能在互联网上路由。127.0.0.1的用途是什么？参考解答
127.0.0.1是回环地址，通常指localhost，数据不离开本机，用于本机测试。主机号全为1的地址是什么地址？
参考解答
主机号全为1表示广播地址，用于向本网络内所有主机发送数据；主机号全为0才是网络地址。
下列哪些属于私有地址段？
参考解答
224.0.0.0/4属于D类地址，用于多播，不是私有地址。192.168.1.0/24网络中，可分配给主机的地址有多少个？参考解答
主机号占8位，共256个地址；去掉主机号全0的网络地址和全1的广播地址，剩254个可分配地址。