简介

IP地址是位于第三层（网络层）的一个协议，它分为IPv4和IPv6，我们着重讨论IPv4。 IPv4地址是由一组32位的二进制数组合而成，为了方便人类观看，亦可转换为十进制表示，如192.168.1.1。

地址分类

IPv4地址被划分为两个分段，分别是网络段和主机段。 IPv4地址也被分为4类

A类地址

地址范围1.0.0.0到127.255.255.255 私网地址 10.0.0.0

B类地址

地址范围128.0.0.0到191.255.255.255 私网地址 172.16.0.0到172.31.0.0

C类地址

地址范围192.0.0.0到223.255.255.255 私网地址192.168.0.0到192.168.255.0

D类地址

多播、组播地址 地址范围224.0.0.0到239.255.255.255 224.0.0.1特指所有主机

网络号与广播号

在地址中，头尾两个地址通常不使用，因为是留作网络号和广播号的。 所谓网络号，例如192.168.1.0，为了表示192.168.1.1~192.168.1.254 所谓广播号，即是指192.168.1.255

主机数量计算

假设我们有个网段是192.168.1.0/24，我想知道能分配多少个主机使用。 首先，我们知道完整的地址是32位的，并且已经有24为被划分为网络位，因此主机位只剩下8位。 我们可以得出2^8=256，但由于网络号和主机号的占用，因此实际上我们只有2^8=256 - 2 = 254

为什么要广播号

假设我们有个网络环境，该网络环境下连接着多台设备，但不幸的是路由器R损毁了，我们要更换一个新的路由器，在更换后，网关IP仍然保持不变（因为是人为设定的），但网关的MAC地址却发生了变化，这导致了该网络内的所有主机因找不到网关MAC，无法访问互联网。

我们在先前ARP协议中说到过，设备可以通过主动发送ARP报文去获取指定IP设备的最新MAC地址，但实际情况下，我们可能有成百上千台设备，这种方式效率太低了，因此我们要利用到IP的广播号实现该需求。

新路由器会主动发送一条报文，其中包括了发送方IP、接收方IP、发送方MAC、接收方MAC， 由于我们希望所有设备能收到该报文并更新，因此发送方IP、发送方MAC、接收方MAC都能知道填写什么值，但唯独接收方IP我们不知道，这时就需要IP广播号了，当我们填写255时所有主机设备在收到包后会查看到并选择接收而不是丢弃。

子网划分

上述说明中，我们提及了一个概念 192.168.1.0/24，这是默认情况下C类网络的划分方式，但实际情况下，我们的网络可能只是一个家庭网络，并不需要那么多主机号，因此我们可以通过子网划分对默认的网络进行进一步划分。

我们知道IPv4地址是由32位组成的，上述的例子可以看见默认情况是前24位作为网络号，当转化为二进制后，地址将变成11111111 11111111 11111111 00000000，在这种情况下，我们知道有256(包含网络号和广播号)个主机地址。但当地址变为11111111 11111111 11111111 10000000时，我们单个子网可使用的地址就减少了，因为2^7=128，我们可以通过手动划分网络位来修改子网的规模。但实际上，我们只是划分了子网的大小，总数还是不变的

奇葩的网络地址

100.1.1.1/32，这对于我们先前所说的情况有些异类，因为先前的例子都是需要至少一个网段地址和广播地址，但很明显/32有且只有一个地址，