开山一谈——ip地址分类

为了克服懒惰本人正式开始写技术博客（虽然没什么技术含量，姑且称之为技术博客），尽管开始的有点晚。经验告诉我们理解不等于消化吸收，更谈不上熟练应用与创新。举个简单点的例子，天龙八部里的段誉虽然会了六脉神剑，但是不能随心所欲和收发自如，一直给人一种很笨拙的感觉，六脉神剑就相当于很难的技术，段誉只是理解了，偶尔能耍一耍，不能熟练地使用。记得以前有人说过能把理解的知识讲给别人让别人也理解才是真的掌握，同理把学到的东西写成博客也是一种进阶，从理解到消化吸收的必经的一个过程。

第一篇先写点很基础的东西，简单谈一下ip地址分类。ip地址就是为网络中的各种终端分配的一个网络地址，可以把一个网络类比为一个小区，那每一个终端是每户，ip地址就是小区内每一户的门牌号，有了门牌号就可以找到这个小区内任何一户，同理有了ip地址就可以找到网络中的任何一台终端。ip（v4）地址由4个字节32位组成，也就是说最多有2^32个地址，也就是说最多有网络的最大容量是400亿个地址。32位的ip地址包括两个部分：NETID和HOSTID,NETID标识一个网络，HOSTID标识在该网络上的一个主机，IP地址格式：NetID +
HostID，网络标识(NetID)：表示主机所在网络；主机标识(HostID)：表示主机在网段中的唯一标识，这也就是说要确定一个终端先要确定这个终端属于的网络，然后再在网络中寻找终端。

为了方便ip地址的管理，国际标准组织对ip地址进行了分类，也就是把2^32个地址按照一定的规律进行划分，通过这些规律可以使ip地址与终端的地理位置关联起来，从而使ip地址具备二义性，即不仅表示网络位置也表示地理位置。

ip地址分为4类，A类、B类、C类和D类，每一类的ip地址对应这网络的类型，常见是A、B、C三类ip地址。A
类网络 ID 被分配给拥有大量主机的网络，A 类网络 ID 的前缀长度只有 8位，剩余的 24 位可用来标识多达 16,777,214个主机 ID，这个较短的前缀长度将把可接受
A 类网络 ID 的网络数量限制为 126 个。A类ip地址的形式如下：



可以看到，A类地址的第一位是0，前八位表示网络地址，那么总共表示的网络数就是2^7=128个，去掉00000000和01111111就是126个网络，每个网络有2^24个主机地址。地址范围就是1.0.0.0到126.255.255.255。
B 类网络 ID 被分配给中型和大型网络，用 14 位表示 B 类网络 ID，用 16 位表示主机 ID，可以将 B 类地址分配给 16,384 个网络，每个网络可以有 65,534 个主机。B类ip地址的示意图如下：



由图可知B类地址范围：128.0.0.1到191.255.255.254。

C 类地址被分配给小型网络，C 类地址的三个高序位总是设置为 110，前 24 位中剩余21位指定特定的网络，后 8 位指定了特定的主机，可以将 C 类地址分配给 2,097,152 个网络，每个网络可以有 254 个主机。C类ip地址的示意图如下：



C类ip地址的范围是：192.0.0.1到223.255.255.254。我们家庭用的路由器为家里的PC机分配的就属于C类ip地址。

有了这三类的ip地址，那么直接用这三类ip就可以了吗？答案是否定的。实际组网情况是非常复杂的，网络中的主机数量可能有多种情况。在这三类网络地址中网络中主机数量的“粒度”还是很粗糙的，网络中主机的数量只可能为2^24、2^16、2^8三种粒度，也就是说主机的数量只能有这三种数量级，这显然是无法满足实际需求的，比如一个办公室或宿舍只有几台终端，直接用一个C类ip地址会浪费。为了满足实际的组网场景，可以对网络进行再次分组，即把ip地址中的主机地址较高的位置也看做网络地址，这样网络地址的长度增加，主机地址长度减小，这样就能灵活地调整组网方式，这也就是子网的划分方式，子网掩码指明了子网的网络地址，我们日常用到的ip都是划分了的子网中ip。
下图为我电脑的ip地址，我连的是北京市联通的局域网，可以看到我的ip地址为：111.200.13.93，这是一个A类ip地址（这说明了联通用户数量的庞大），其中子网掩码是255.255.252.0,252=11111100，根据子网的划分可知我在的子网中有最多有2^10=1024台终端。