IPv4地址分类

IPv4 地址基本概念

IPv4 地址是 32 位二进制数，用于唯一标识互联网中的每个接口，通常用点分十进制表示（如 192.168.1.1）。每个地址由网络号和主机号两部分组成。

传统分类地址

快速判断方法（看第一字节）

1~126   → A 类
128~191  → B 类
192~223  → C 类
224~239  → D 类（组播）
240~255  → E 类（保留）

子网掩码

用于从 IP 地址中提取网络地址（含子网号）：

• 网络地址 = IP 地址 AND 子网掩码
• 子网掩码中连续的 1 对应网络号+子网号，连续的 0 对应主机号

子网划分方法

从主机号中借用若干位作为子网号：

• 子网数 $= 2^n$（n 为借用位数，去除全 0/全 1 子网后为 $2^n-2$）
• 每个子网的主机数 $= 2^m - 2$（m 为主机号剩余位数，减全 0 网络地址和全 1 广播地址）

CIDR 摒弃传统分类概念，用前缀长度（斜线记法）表示网络部分：

表示法：a.b.c.d/n，n 为前缀长度（网络号位数）
例：192.168.1.0/24 = 192.168.1.0 ~ 192.168.1.255（256 个地址）
前缀越短，地址块越大；前缀越长，地址块越小

路由聚合（超网）

将多个连续子网合并为一个较大的地址块，减少路由表项
例：192.168.0.0/24 和 192.168.1.0/24 可聚合为 192.168.0.0/23

例1：判断地址类别

(1) 10.1.1.1 → 第一字节 10（1~126）→ A 类；(2) 172.16.5.10 → 172（128~191）→ B 类；(3) 200.10.5.3 → 200（192~223）→ C 类。

例2：子网划分计算

B 类网络 172.16.0.0/16 划分为 8 个子网：需 $2^3=8$，借 3 位 → 新前缀长度 = 16+3 = 19 位，掩码 255.255.224.0（/19），每子网主机数 $= 2^{13}-2 = 8190$。

例3：给定 IP 和掩码求网络/广播地址

$IP = 192.168.10.67$，掩码 255.255.255.192（/26）：网络地址 = 192.168.10.64，广播地址 = 192.168.10.127，可用主机数 $= 2^6-2 = 62$。

例4：CIDR 路由聚合

将 192.168.4.0/24 ~ 192.168.7.0/24 聚合：$4=2^2$，前缀缩短 2 位 → 聚合为 192.168.4.0/22。