IP 地址是互联网中用来标识网络设备的唯一逻辑编号，主流分为 IPv4 和 IPv6 两大体系，其中 IPv4 按照传统分类方式划分为 ABCDE 五类，同时还衍生出公网地址私网地址的划分方式，后续又引入无类域间路由 CIDR 打破传统分类的固定网络位限制，实现更加灵活的子网划分。IP 地址本质是 32 位二进制数字，人为拆分成网络位和主机位，网络位用来标识所属网段，主机位用来标识这个网段里面具体的设备，传统分类就是通过首段数值的范围，固定网络位长度，从而确定每个类别可以容纳的网络数量和主机数量，公网私网划分是按照地址是否可以在公网互联网直接路由来区分，CIDR 划分则不再绑定 ABCDE 类别，使用斜杠加数字的掩码标记，按需拆分大网段，解决传统分类造成的地址浪费问题。

一 IPv4 基础结构

IPv4 总长度是 32 位二进制，日常书写采用点分十进制，把 32 位二进制平均拆成 4 组，每组 8 位，每组转换成 0 到 255 的十进制数字，组之间用点隔开，例如 192.168.1.1。

一个完整 IPv4 地址由两部分组成

网络位 用来标识设备所在的网络网段，同一个网段所有设备网络位完全一致

主机位 用来标识这个网段里面的具体主机，同一个网段里面主机位不能重复

特殊保留地址

网络地址 主机位全部为 0，代表整个网段本身，不能分配给主机使用

广播地址 主机位全部为 1，代表向该网段全部主机发送广播报文，不能分配给主机使用

二 传统 ABCDE 五类 IP 地址分类

分类依据是 IPv4 第一个八位组也就是第一段十进制数值的范围，同时固定对应的网络位长度

补充说明

A 类里面首段是 127 的地址段全部保留，属于环回地址，代表本机，典型地址 127.0.0.1，用来本机测试网卡和协议栈，不能在局域网或者公网路由。

可用主机数量都要减 2，减掉的就是网段网络地址和广播地址，这两个地址不能分配给终端设备。

三 公网 IP 地址与私网 IP 地址划分

这是实际运维最常用的划分方式，和 ABCDE 分类属于两套划分维度，可以叠加使用

公网 IP 地址 也叫全球可路由地址，由互联网注册机构统一分配，可以直接在公网互联网上路由通信，全球唯一，跨网络可以直接访问。

私网 IP 地址 专门预留出来给内网使用，不能直接在公网路由，需要通过 NAT 地址转换，多台内网主机共享一个公网 IP 访问互联网，私网地址段如下

A 类私网段 10.0.0.0 到 10.255.255.255

B 类私网段 172.16.0.0 到 172.31.255.255

C 类私网段 192.168.0.0 到 192.168.255.255

四 CIDR 无类域间路由与子网划分

传统 ABCDE 分类缺陷很明显，C 类一个网段固定 254 台主机，很多场景只需要几十台主机，会大量浪费地址，B 类一个网段六万多主机，大部分企业根本用不完，所以推出 CIDR。

CIDR 写法格式是 IP 地址斜杠掩码位数，例如 192.168.1.0/24，斜杠后面数字代表网络位一共多少位，不再受 ABCDE 类别固定网络位约束，可以自由增加网络位，把大网段拆分成多个小子网，这个操作就是子网划分。

子网划分核心原理，借用原本属于主机位的比特位，当成新的子网位，每借用一位，子网数量翻倍，同时每个子网里面剩余主机位变少，单网段可用主机数量下降。

计算公式

子网数量等于 2 的借位次方

单子网可用主机数量等于 2 的剩余主机位次方减 2

五 IPv6 地址分类

IPv6 地址长度是 128 位，解决 IPv4 地址枯竭问题，不再使用 ABCDE 这种分类，按照地址类型划分

单播地址 一对一通信，包含全球单播地址 链路本地地址 唯一本地地址

组播地址 一对多通信，对应 IPv4 的 D 类组播

任播地址 一对最近节点通信，访问距离最近的目标节点

【常见问题】

问题 1 IP 地址的划分里面 A 类地址为什么首段最大只到 127

回答 1 IP 地址的划分规则中 A 类地址第一个八位最高位固定是 0，二进制第一位是 0，所以十进制范围是 0 到 127，其中 127 段单独作为环回地址保留，正式可用 A 类网络是 0 到 126。

问题 2 IP 地址的分类里面 D 类 IP 地址能不能分配给电脑网卡

回答 2 IP 地址的分类规定 D 类属于组播专用地址，不分配给单台主机网卡，只用于组播报文的目标地址，不能作为终端主机的源 IP 地址使用。

问题 3 IP 地址的划分里私网 IP 是不是只能属于 C 类

回答 3 IP 地址的划分并不限定私网 IP 只能是 C 类，私网地址同时覆盖 A 类 B 类 C 类三个类别对应的地址段，也就是 10 段属于 A 类私网，172.16 到 172.31 属于 B 类私网，192.168 属于 C 类私网。

问题 4 IP 地址的分类里面 E 类地址现在可以公网使用吗

回答 4 IP 地址的分类里 E 类地址属于预留试验地址，标准规范不允许正式公网分配使用，只用于科研测试场景，普通局域网和互联网业务不会部署 E 类 IP。

问题 5 IP 地址的划分中子网划分为什么要减去网络地址和广播地址

回答 5 IP 地址的划分中子网划分之后，主机位全 0 是子网网络地址，主机位全 1 是广播地址，这两个地址功能特殊，不能分配给终端主机，所以计算可用主机数量的时候必须减 2。

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