IPv4地址

在IP网络中通信，每个主机都需要拥有一个IP地址，用于标识主机在网络中的位置。IP地址并不是一种物理地址，而是逻辑地址，即地址是可以被分配、非固定、可修改的。

对于一台主机，作为数据的终端，拥有1个IP地址就可以参与到网络中与其他节点进行通讯。

对于一个网络设备，作为数据的中转站，每个接口都拥有1个或多个IP地址，用于指导主机数据在网络中的转发。

IPv4地址格式

IPv4使用32位的二进制数来表示IP地址，理论上整个IPv4地址空间最多有约42亿个地址。

IPv4地址可以被写作任何表示一个32位整数值的形式。但为了方便阅读和使用，通常表示为点分格式。下面IPv4地址举例展示了点分十进制和点分十六进制的表达方式。

IPv4地址格式举例

在点分格式中，也支持零的省略写法。例如，对于上面点分十进制的192.168.000.001，可以写为192.168.0.1，也可以写为192.168..1。点分十六进制的0xc0.0xa8.0x00.0x1可以写作0xc0.0xa8.0x0.0x1，也可以写作0xc0.0xa8..0x1。

IPv4地址分类

IPv4地址被划分为网络位和主机位。网络位表示所在的逻辑网络区域，主机位表示该主机在网段中的具体逻辑位置。同一网络区域中所有主机的网络位是同一个。不同的网络位长度表示的网络规模不同。

如果把IP地址和电话号码做类比：电话号码(001)907-1234567中，(001)907是区号，代表美国阿拉斯加州，类似于IP地址中的网络位；1234567是阿拉斯加州内某一个电话机的确切号码，类似于IP地址中的主机位。

当IP数据包在网络中传递时，路由器只关心目的IP地址的网络位，通过识别IP地址的网络位为IP数据包进行路由操作。而只有当数据包达到了目的的网段以后，才通过IP地址的主机位查找具体的接收主机。

IPv4地址根据网络规模的不同，将地址划分为A、B、C三类，称为主类网。同时还定义了用于组播寻址的D类地址，以及被保留用于未来使用的E类地址。这五类地址类由IPv4地址的第一个字节的高位决定。

IPv4地址分类

在主类网地址中，有一部分被用做了私有地址。私有地址是不可以在互联网上使用的，是在企业或组织内部局域网上使用的IP地址。这样，可以不为局域网中的主机分配互联网可用的地址，从而节约有限的IP地址资源。私有地址又称为私网地址或假地址，除此之外，其他可以在互联网上使用的IP地址称为公网地址或真地址。

IPv4五类地址范围

这些地址分类基于早期的IPv4设计，在实际应用中，由于地址空间的有限性和地址耗尽问题，IPv4地址的分配方式已经被广泛调整和优化，例如使用子网掩码进行更精细的网络划分和地址分配。

子网掩码

子网掩码（Subnet Mask）是IPv4地址中用来划分网络和主机部分的32位二进制数，它与IP地址一起使用，形成一个IP网络地址，表示为IP地址/子网掩码（例如，192.168.1.1/255.255.255.192）。

子网划分示例

通过灵活使用子网掩码，可以将一个大的网络划分成多个子网，以便更有效地管理和控制网络流量和安全性。CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类别域间路由）就是一种灵活的IP地址分配和路由选择方法，它允许根据需要动态分配子网掩码位数，以更有效地利用IP地址空间。CIDR表示法可以用来表示一个IP地址范围及其对应的子网掩码位数，例如192.168.1.1/26表示IP地址范围为192.168.1.0到192.168.1.63，子网掩码为255.255.255.192。