IP地址分类与自动获取规则

IP地址是接入计算机网络的终端必须具备的一个标识符，不论是使用计算机通过有线接入方式上网，还是使用智能手机通过无线接入方式浏览网页，终端必须先具有一个IP地址。如同现实生活中我们的家庭住址一样，IP地址必须是唯一的。

IP地址具有两个版本：IPv4和IPv6。最常见的是IPv4，例如：“220.169.120.8”，这个地址中有三个圆点，分开了4个数字。IPv4在计算机中存储的时候占用32位存储空间，也就是4个字节，例如：“11011100 10101001 01111000 00001000”。大家习惯于将IPv4地址中的每个字节（8位）表示成一个十进制数字记忆，而不是记忆这32位二进制对应的十进制：“3 702 093 832”。需要注意的是，计算机处理IP地址时是将这32位一起处理而不是分成4个字节。在浏览器地址栏中直接输入IP地址可以访问其对应的网站。

1.IPv4地址分类

因为IPv4共32位，地址空间是2的32次方，大约40亿，截止到2018年8月31日，全球共分配出3 618 114 107个IPv4地址。中国所分配的IPv4总数为335 784 704个，占已分配IP地址的9.28%，全球排行第2 位，仅次于美国。中国互联网络信息中心（China Internet Network Information Center，CNNIC）负责为我国的网络服务提供商（ISP）和网络用户提供IP地址的分配管理服务。

IPv4地址分为A、B、C、D、E 5类，分类的原则是将IP地址表示成二进制形式，然后根据IP地址以什么样的二进制位开头来划分类别，如图1-15所示。

图1-15　IP地址分类

如果左起第1位为0，则为A类IP地址，地址范围从1.0.0.0 到127.255.255.255。其中以127开头的特别保留作为回送地址，用于网络软件测试和本地进程间通信。因此可用的A类网络有126个，A类地址第一个字节是网络号，后3个字节是主机号。

如果IP地址的左起前2位为10，则为B类IP地址。B类地址前2个字节为网络号，剩余14位可以分配，地址范围从128.0.0.0 到191.255.255.255，主机号有16位。

如果IP地址左起前3位为110，则为C类IP地址。其中网络号占3个字节（24位），剩余21位可以分配，主机号8位，地址范围从192.0.0.0 到223.255.255.255。例如，前面提到的地址“220.169.120.8”就是C类IP地址。

如果IP地址的左起前4位为1110，则为D类IP地址，地址范围从224.0.0.0 到239.255.255.255。D类IP地址多用于组播。例如，如果某个数据包的目的地址为“224.0.0.5”，那么所有运行OSPF协议的路由器都会接收，而没有运行OSPF协议的路由器则不会理睬。

如果IP地址左起前4位为1111，则为E类IP地址。E类IP地址保留，主要用于Internt的实验和开发。

IP地址分配时不使用全0和全1的主机号，全0表示网络号，全1表示直接广播地址。

2.私有地址(www.xing528.com)

Internet以意想不到的速度高速发展，当初的网络设计者没有想到IP地址的数量会满足不了人们的需要。为了缓解IP地址不足矛盾，因特网域名分配组织（Internet Assigned Numbers Authority，IANA）保留了以下3个IP地址块用于私有网络。

10.0.0.0～10.255.255.255

172.16.0.0～172.31.255.255

192.168.0.0～192.168.255.255

上述定义的私有地址空间中的地址块将不会被IANA分配给一个用于外部连接IP的企业。任何企业与单位都可以在网络内部使用私有地址，不需要申请。私有地址不能被公网路由器转发，不能存在于公网上，因此内部使用私有地址的单位或企业需要在网络出口部署网络地址转换技术，将私有地址转换为公有地址，以便能够被Internet路由转发。

另外，169.254.0.0到169.254.255.255也是保留地址。当IP地址是自动获取，而网络上又没有可用的DHCP服务器时，主机将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临时获得一个IP地址。这个地址段同样也是IANA保留的，不能用于公网路由。

3.子网划分

如果两个IP地址的网络号相同，那么这两个IP地址就属于同一个网络。A类地址的网络号是8位，默认的网络掩码是255.0.0.0。例如，从IP地址61.1.1.1和61.2.2.2的首数字判断它们都是A类网络，因为它们的网络号（前8比特，也就是第1个字节）。相同，它们属于同一个网络。网络掩码用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的网络，哪些位标识的是主机。

A类网络主机号有24位，可用的地址空间为224，即16 777 216。在实际应用中，没有一个网络需要用到这么多主机IP，将一个A类地址分配给任何一个单位都会造成很大的浪费。对这个问题的，一个很自然的解决办法就是把大的网络划分成更小的网络来分配使用，这就是子网划分。

通常将没有划分过子网的网络称为主类网络，对应的掩码叫作网络掩码。把划分出的网络叫作子网，它对应的掩码叫作子网掩码。下面举例将一个C类主网220.169.120.0划分为两个子网。

IP地址220.169.120.0是C类网络，默认网络掩码是255.255.255.0，如果写成二进制形式，其中包括24个连续的1，这些1对应的24位IP地址是“220.169.120”，这个就是网络号。以“/24”的形式表示255.255.255.0是一种省时省力的方法，例如：“220.169.120.0/24”表示了这个网络的掩码是255.255.255.0。既然这个网络中的掩码是24位，那么主机位就是32-24=8位，可用主机号共有28，即256个，其中一半以二进制0开头，一半以二进制1开头。因此将以二进制0开头的主机划分为一个子网，以二进制1开头的主机划分为一个子网，表示成220.169.120.0/25和220.169.120.128/25，每个子网中的IP地址是128个，每个子网的前25位都是相同的，主机位是32-25=7位，也就是可包含的主机个数为27（128）个。其实，只要通过子网掩码中1的位数就可以计算出子网内可用的主机数。

划分2个子网用的子网掩码是25位，比原先主类网络的掩码24多了1位。如果使用26位子网掩码，就比主类网络的掩码多了2位，则可以划分成4个子网。使用27位子网掩码，可以划分成8个子网，以此类推。