IPv4

IP地址由四段组成，每个字段是一个字节，8位，最大值是255。

每个IP地址都有一个网络部分，用于识别接口使用的IP地址在哪个网络中可被发现；以及一个主机地址，用于识别由网络部分给出的网络中的特定主机。

IPv4的地址长度为32位，共4个字节，但实际中我们用点分十进制记法。

IP地址根据网络号和主机号来分，分为A、B、C三类及特殊地址D、E。 全0和全1的都保留不用。

A类：(1.0.0.0-126.0.0.0)（默认子网掩码：255.0.0.0或 0xFF000000）第一个字节为网络号，后三个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“0”，所以地址的网络号取值于1~126之间。一般用于大型网络。

B类：(128.0.0.0-191.255.0.0)（默认子网掩码：255.255.0.0或0xFFFF0000）前两个字节为网络号，后两个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“10”，所以地址的网络号取值于128~191之间。一般用于中等规模网络。

C类：(192.0.0.0-223.255.255.0)（子网掩码：255.255.255.0或 0xFFFFFF00）前三个字节为网络号，最后一个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“110”，所以地址的网络号取值于192~223之间。一般用于小型网络。

D类：是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”，所以地址的网络号取值于224~239之间。一般用于多路广播用户[1] 。

E类：是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”，所以地址的网络号取值于240~255之间。

在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：
A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255
B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255
C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255

子网掩码

子网掩码是由一台主机或路由器使用的分配位，以确定如何从一台主机对应 IP 地址中获得网络和子网的信息。

它的主要作用有两个，一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。

子网掩码与IP地址相同，也是32位，也分为网络段和主机段，而且它的网络段都是1，主机段都是0。

一个IP地址可以与一个子网掩码使用按位与操作，以形成用于路由的地址的网络/子网标识符（前缀）。在下面列子中，IPv4地址 128.32.1.14 使用长度位24的掩码得到前缀 128.32.1.0/24

地址  10000000 00100000 00000001 00001110  128.32.1.14
掩码  11111111 11111111 11111111 00000000  255.255.255.0(/24)
结果  10000000 00100000 00000001 00000000  128.32.1.0

对于简单的IP地址来说，所有同一个网络下的主机IP都有相同的网络段；而对于子网掩码，所有同一物理网络下的主机都属于相同的子网，这些子网又可能属于同一个主网络，这就使得不同物理网络下的主机可能拥有相同的网络号。

以一个B类地址128.96.34.15为例。现在假设它的子网掩码是11111111 11111111 11111111 100000000，即255.255.255.128，将它与128.96.34.15按位与，得到128.96.34.0，这就可以获知自己所在的子网号。

考虑如下两个主机：

H1：所在子网128.96.34.0，子网掩码255.255.255.128，IP是128.96.34.15

H2：所在子网128.96.34.128，子网掩码255.255.255.128，IP是128.96.34.139

如果H1要发东西给H2，那么H1要将H2的地址与自己的子网掩码按位与，发现结果是128.96.32.128，而自己所在子网是129.96.32.0，这说明H1与H2不在同一子网中，因此H1将数据包发送给路由器，由路由器转发给H2.

CIDR

CIDR的全称是Classless Interdomain Routing，即无类别域间路由。

CIDR在一定程度上解决了路由表项目过多过大的问题。CIDR之所以称为无分类编址，就是因为CIDR完全放弃了之前的分类IP地址表示法，它真正消除了传统的A类、B类、C类地址以及划分子网的概念，它使用如下的IP地址表示法：

{<网络前缀>， <主机号>} / 网络前缀所占位数

CIDR仅将IP地址划分为网络前缀和主机号两个部分，可以说又回到了二级IP地址的表示，不过大家要注意，最后面用“/”斜线分隔，在其后写上了网络前缀所占的位数，这样就不需要告知路由器地址掩码，仅需要通过网络前缀所占的位数就可以得到地址掩码，为了统一，CIDR中的地址掩码依然称为子网掩码。

CIDR计算

CIDR表示法给出任何一个IP地址，就相当于给出了一个CIDR地址块，这是由连续的IP地址组成的，所以CIDR表示法构成了超网，实现了路由聚合，即从一个IP地址就可以得知一个CIDR地址块。

例如：已知一个IP地址是：128.14.35.7/20

转换成二进制 128.14.35.7/20 = 10000000 00001110 00100011 00000111

即前20位是网络前缀，后12位是主机号，那么我们通过令主机号分别为全0和全1就可以得到一个CIDR地址块的最小地址和最大地址，即

最小地址是：128.14.32.0 = 10000000 00001110 00100000 00000000

最大地址是：128.14.47.255 = 10000000 00001110 00101111 11111111

子网掩码是：255.255.240.0 = 11111111 11111111 11110000 00000000

因此就可以看出来，这个CIDR地址块可以指派(47-32+1)*256=4096个地址，这里没有把全0和全1除外。

CIDR子网划分

在CIDR表示法中也可以进行进一步的子网划分。

例如：将128.14.35.0/20划分四个子网

转换成二进制 128.14.35.0/20 = 10000000 00001110 00100011 00000000

从主机位借走两位：

10000000 00001110 00100011 00000000 = 128.14.35.0/22

10000000 00001110 00100111 00000000 = 128.14.39.0/22

10000000 00001110 00101011 00000000 = 128.14.43.0/22

10000000 00001110 00101111 00000000 = 128.14.47.0/22