IPv4编址介绍

网际协议(IP)的规范是在1982年发布的文件名为RFC7991。该规范规定了IP地址的结构，为每个主机和路由器接口提供32位的二进制逻辑地址。

为方便书写及记忆，一个IP地址通常采用0~255之间的4个十进制数表示，数与数之间用点分开。每一个十进制数都代表32位地址中的八位，即所谓的八位组，称为点分表示法。

按照原来的定义，IP寻址标准并没有提供地址类，为了便于管理后来加入了地址类的定义。将地址空间分解为数量有限的特大型网络(A类)，数量较多的中等网络(B类)和数量非常多的小型网络(C类)，每类均规定了网络标识和主机标识在32位中所占的范围。这三类IP地址的表示范围分别为:

A类地址:0.0.0.0~127.255.255.255 B类地址:128.0.0.0~191.255.255.255 C类地址:192.0.0.0~223.255.255.255

另外，还定义了特殊的地址类，D类(用于多点传送)和E类，通常用于试验或研究类。

D类地址:224.0.0.1~239.255.255.254

D类地址第一个字节以"1110"开始，用于多点播送，D类地址称为组播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用。这些地址并不用于标准的IP地址。相反，D类地址指一组主机，这些主机作为多点传送小组的成员而注册，多点传送小组和电子邮件分配列表类似。

E类地址，如果第1个八位位组的前4位都设置为1111，则表示该地址是一个E类地址。E类地址的范围为240~254，这类地址并不用于传统的IP地址。这个地址类有时候用于实验室或研究。

IP地址分为公有地址和私有地址。公有地址由世界各大地区的权威机构InterNIC(Internet Network Information Center)负责管理和分配，这些IP地址分配给注册并向 InterNIC提出申请的组织机构。私有地址(Private address)属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，以下列出保留的内部私有地址:

A类10.0.0.0~10.255.255.255 B类172.16.0.0~172.31.255.255 C类 192.168.0.0~192.168.255.255

子网掩码是在IP地址的某个网络标识中，可以包含大量的主机(如A类地址的主机标识域为24位、B类地址的主机标识域为16位)，而在实际应用中不可能将这么多的主机连接到单一的网络中，这将给网络寻址和管理带来不便。为解决这个问题，可以在网络中引入"子网"的概念。

将主机标识域进一步划分为子网标识和子网主机标识，通过灵活定义子网标识域的位数，可以控制每个子网的规模。将一个大型网络划分为若干个既相对独立又相互联系的子网后，网络内部各子网便可独立寻址和管理，各子网间通过跨子网的路由器连接，这样也提高了网络的安全性。

子网掩码中的二进制位构成了一个过滤器，利用子网掩码可以判断两台主机是否在同一子网中。子网掩码与IP地址一样也是32位二进制数，不同的是它的子网主机标识部分为全"0"。若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相"与"后的结果相同，则明这两台主机在同一网中。

MAC(Medium/Media Access Control)地址，是厂商生产的网络设备的物理地址，对于每一台设备是唯一的，该地址定义了计算机间的网络连接，通常记录在网络接口卡上的硬件上。 ARP即地址解析协议，其任务是把IP地址转化成物理地址，这样做，就消除了应用程序需要知道物理地址的必要性。

MAC地址绑定可以防止内部IP地址被非法盗用，增强网络安全。当绑定机器要发送数据包的时候，接收数据包的设备如果检测到IP与对应的MAC地址不相符就会自动丢弃该数据包。 网络层设备(例如路由器等)使用网络地址来代表本网段内的主机，大大减少了路由器的路由表条目。

带子网划分的编址。对于没有子网的IP地址组织，外部将该组织看作单一网络，不需要知道内部结构。例如，所有到地址172.16.X.X的路由被认为同一方向，不考虑地的第3和第4个八位分组，这种方案的好处是减少路由表的项目。但这种方案没办法区一个大的网络内不同的子网网段，这使网络内所有主机都能收到在该网络内的广播，降低网络的性能，另外也不利于管理。